โรงเรียนพัฒนาวิทยา

การสังเคราะห์สารเคลือบอนุภาคนาโนพลังงานพื้นผิวต่ำที่มีสมบัติไม่ชอบน้ำยางอย่างยิ่งยวด

สารเคลือบที่ทำให้น้ำยางไม่เกาะติดกับถ้วยยางหรือภาชนะ การที่จะทำให้น้ำยางไม่เกาะติดบนพื้นผิวนั้น พื้นผิวเคลือบต้องมีความขรุขระและพลังงานพื้นผิวต่ำ โดยการใช้อนุภาคซิลิก้าบนพื้นผิวและใช้ polymer(PVDF-HFP) เป็นตัวยึดและเสริมความแข็งแรงระหว่างอนุภาคซิลิก้าและะพื้นผิวเคลือบ ในส่วนตัวทำลายจะประกอบไปด้วย Xylene กับ Acetone ที่มีจุดเดือดต่างกัน ขั้นตอนที่1 เตรียมอนุภาคซิลิก้าพลังงานพื้นผิวต่ำ โดยการนำอนุภาคซิลิก้า 5%w/v มากวนในสารละลาย Xylene 30 mL เป็นเวลา 30 นาทีแล้วเติม Perfruorooctyltriethoxysilane(CPT) 0.6 mL ที่ 60 rpm และกวนต่ออีกเป็นเวลา 2-3 วัน ขั้นตอนที่2 เตรียมชั้นประสาน Polymer(PVDF-HFP) โดยการกวน Polymer(PVDF-HFP) 10%w/v และอครีลิคเรซิ่น 0.1%w/v ในสารละลาย Acetone 30 mL ที่อุณหภูมิประมาณ 40°Cเป็นเวลา1ชั่วโมงจนเป็นเนื้อเดียวกัน ขั้นตอนที่ 3 นำอนุภาคซิลิก้าที่ละลายใน Xylene ผสมกับ Polymer(PVDF-HFP) ที่ละลายใน Acetone ในช่วงแรกจะเป็นการระเหยที่เกิดจาก Acetone ซึ่งจะเป็นการระเหยที่รวดเร็วทำให้สามารถกักอนุภาคซิลิก้าที่ผิวได้ หลังจากนั้นจะเป็นการระเหยที่เกิดจาก Xylene ซึ่งจะเป็นการระเหยอย่างช้าๆ จากการผสม Buty-Cellosove ลงไปเล็กน้อยเพื่อให้ชั้นเคลือบเกิดการแข็งตัวอย่างช้าๆ และมีความแข็งแรง ส่งหลให้ชั้นเคลือบมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำยางอย่างยิ่งยวด ทำให้พื้นผิวที่เคลือบมีการทำความสะอาดตัวเอง(self-cleaning) อีกดว้ย ซึ่งหยดน้ำยางจะไม่สามารถแผ่ออกและเปียกบนพื้นผิวได้โดยชั้นเคลือบท่ี สังเคราะห์ขึ้นนี้ ให้มุมสัมผัส (Contact angle, CA) ของหยดน้ำยางสดเท่ากับ 150.86±0.32 องศา มีมุมกลิ้ง (Sliding angle, SA) ท่ี 4.2±0.4 องศา และค่าพลังงานพื้นผิว (Surface Energy, SE) ของสารเคลือบที่ สังเคราะห์ขึ้นมีค่าประมาณ 43.7±0.8 มิลลิจลู /ตารางเมตร ดังนั้นการเอียงผิวชั้น เคลือบเป็นมุมเอียงเพียงเล็กน้อยก็สามารถทาใหน้ำยางไหลและกลิ้งออกจนหมด ด้วยคณุสมบัติต้านการเปียกของชั้นเคลือบผิวดังกล่าวนี้จะทำให้ลดปรมิาณการสูญเสียน้ำยางใน กระบวนการนี้มากกว่า 2.1 ล้านตัน /ปี หรือคิดเป็นมลูค่า นับหมื่นล้านบาท ดังนั้นการใช้จอกยางหรือภาชนะที่เคลือบด้วยสารเคลือบที่สังเคราะห์ขึ้น จะทำให้น้ำยางที่เก็บได้มีปริมาณเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกษตรกรชาวสวนยางมีรายได้ที่เพิ่มขึ้น