การศึกษาการใช้ผงเปลือกไข่ไก่ผสมในอีพอกซีเรซิน

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาการใช้ผงบดเปลือกไข่ผสมในอีพอกซีเรซิน โดยใช้เปลือกไข่ไก่ที่เป็นเศษเหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตขนมไทยซึ่งใช้ไข่เป็นส่วนผสมที่สำคัญในการสร้างรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ จากการศึกษาพบว่าในเปลือกไข่มีส่วนประกอบของแคลเซียมคาร์บอเนตมากกว่า 97 เปอร์เซ็นต์ และอีก 3 เปอร์เซ็นต์ เป็นสารประกอบอินทรีย์ชนิดอื่น ในอุตสาหกรรมพลาสติกได้มีการใช้แคลเซียมคาร์บอเนตการเป็นตัวเติม (Filler) เพื่อลดปริมาณการใช้พลาสติก ปรับปรุงผิวของพลาสติกให้มีความเงาเพิ่มขึ้น ควบคุมการหดตัวของพลาสติก ในงานวิจัยนี้จะศึกษาถึงสัดส่วนที่เหมาะสมของการผสมผงบดจากเปลือกไข่ไก่ในอีพอกซีเรซิน อิทธิพลของขนาดผงบด และอิทธิพลของสารคู่ควบ (Coupling Agent) ในการขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิตอีพอกซีเรซินเสริมแรงด้วยผงบดเปลือกไข่ ขั้นตอนแรกได้ศึกษากระบวนการแยกเยื่อไข่ออกจากเปลือกไข่ จากการทดลองพบว่าสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์สามารถใช้ลอกเยื่อได้ดี จากนั้นเปลือกไข่ถูกนำไปบด และคัดแยกขนาด 75 100 200 และ 325 เมช จากนั้นทำการทดลองขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิตโดยใช้ผงบดเปลือกไข่แต่ละขนาดในสัดส่วนร้อยละ 15 35 และ 50 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักทดสอบสมบัติเชิงกลหลายประการ และปรับปรุงสมบัติทางกลโดยใช้สารคู่ควบ จากผลการทดลองพบว่าผงเปลือกไข่ขนาด 200 เมช ผสมในสัดส่วน 15 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก มีค่าการทดสอบสมบัติเชิงกลดีที่สุด ในขณะที่การปรับปรุงพื้นผิวของผงบดเปลือกไข่ด้วยสารคู่ควบไซเลน KH560 พบว่าสมบัติทางกลเพิ่มสูงขึ้นซึ่งยืนยันด้วยผลการทดสอบสมบัติทางกลและสัณฐานวิทยาของวัสดุคอมโพสิตอีพอกซีเรซินเสริมแรงด้วยผงบดเปลือกไข่ นอกจากนี้ผลการทดลองได้ถูกวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบแฟกทอเรียลซึ่งสามารถสรุปได้ว่า ขนาดและอัตราส่วนของผงเปลือกไข่มีผลต่อการทดสอบสมบัติเชิงกลที่ความเชื่อมั่น 95 เปอร์เซ็นต์

This study investigated the reinforcement of epoxy resin with chicken egg shell powder. The egg shells in the study were the waste of chicken eggs used in making Thai dessert, in which eggs are an important ingredient for creating a unique flavor. It has been proven that over 97% of an egg shell is composed of calcium carbonate and 3% of other organic substances. Plastic industries have been using calcium carbonate as fillers to reduce the usage of plastic, improve the surface quality and control the shrinkage of plastic products. This research studied the mixing ratios of egg shell powder in epoxy resin, effects of the powder sizes and the coupling agents in the forming process of composite materials derived from egg shell powder reinforced in epoxy resin. The first step studied the removal of the egg membrane. It was found that a sodium hydroxide solution could remove the membrane thoroughly. After that, the egg shells were ground and sieved to the sizes of 75, 100, 200 and 325 mesh. Then, composites were formed by mixing egg shell powder with epoxy resin in the ratios of 15, 35 and 50% w/w respectively. Mechanical tests were conducted on the composites to evaluate their properties. The final step investigated the improvement of the composites’ mechanical properties by using coupling agents. The results showed that the best mechanical properties were achieved when the composite consisted of 200 mesh egg shell powder at the mixing ratio of 15 % w/w. Meanwhile, among the silane coupling agents, KH560 could improve the mechanical properties significantly, which was confirmed by the results of the mechanical testing and morphology of the composite materials. In additional, the results of this study were analyzed, using the factorial variance analysis technique. It was concluded that the sizes and mixing ratios of egg shell powder affected the mechanical properties at 95% confidence intervals.