พารามิเตอร์การผลิตที่เหมาะสมที่สุดของวัสดุเชิงประกอบพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง และผงไม้ยางพาราโดยใช้การออกแบบบ็อกซ์−เบห์นเคน

Abstract

การออกแบบการทดลองเป็นการแสดงความสัมพันธ์ทางสถิติระหว่างพารามิเตอร์ของการทดลองและค่าตอบสนองซึ่งนำไปสู่การค้นพบพารามิเตอร์การทดลองที่เหมาะสมที่สุด การออกแบบการทดลองแบบบ็อกซ์ เบห์นเคนและวิธีพื้นผิวตอบสนองสามารถนำมาประยุกต์ใช้ศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิการอัดร้อน ระยะเวลาการอัด และความหนาแน่นต่อสมบัติของวัสดุเชิงประกอบพอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงและผงไม้ยางพารา และเพื่อหาพารามิเตอร์ การขึ้นรูปอัดร้อนที่เหมาะสมที่สุดในการผลิตวัสดุเชิงประกอบ ผลจากการทดลองพบว่า อุณหภูมิ ระยะเวลาการอัด และความหนาแน่น มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความแข็งแรงดัด มอดุลัสการดัด ความแข็งแรงดึง มอดุลัสการดึง และการดูดซับนํ้า ซึ่งการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ เวลาการอัด และความหนาแน่น ส่งผลให้สมบัติการดัดและการดึงเพิ่มขึ้นแต่การดูดซับนํ้าลดลงอย่างชัดเจน อย่างไรก็ตามเมื่ออุณหภูมิเกิน 195oC ความแข็งแรงดัด ความแข็งแรงดึง และมอดุลัสการดึงลดลงอย่างช้าๆ และเมื่อเวลาอัดเกิน 11 min มอดุลัสการดัดและการดึงลดลงอย่างชัดเจน นอกจากนี้สมการถดถอยของความแข็งแรงดัด มอดุลัสการดัด ความแข็งแรงดึง มอดุลัสการดึง และการดูดซับนํ้า มีการนำมาใช้หาพารามิเตอร์การขึ้นรูปอัดร้อนที่เหมาะสมที่สุดของวัสดุเชิงประกอบ ซึ่งพบว่าการขึ้นรูปโดยใช้อุณหภูมิ 197oC ระยะเวลาการอัด 13 min และความหนาแน่น 1.0 g/cm3 เป็นพารามิเตอร์การขึ้นรูปที่เหมาะสม และพบด้วยว่าวัสดุเชิงประกอบที่ขึ้นรูปด้วยพารามิเตอร์ที่เหมาะสมนี้ มีสมบัติแตกต่างจากค่าที่ได้จากการทำนายไม่เกิน 3.78%

Experimental design is the revealing of statistical relationship between parameters of experiment and responses, which leads to finding the optimal parameters of experiment. Box–Behnken experimental design and response surface methodology were applied to investigate the effects of temperature, pressing time and density on properties of rubberwood flour/high density polyethylene composites as well as to optimize manufacturing parameters of the composites. From the experiment, it was found that temperature, pressing time and density significantly affected modulus of rupture, modulus of elastic, tensile strength, tensile modulus and water absorption. With increasing the temperature, pressing time and density resulted in increasing of flexural and tensile properties but decreasing of water absorption, whereas when the temperature is over 195oC, modulus of rupture, tensile strength and tensile modulus slowly reduced. And, when the pressing time is over 11 min, modulus of elastic and tensile modulus also decreased clearly. Furthermore, regression models fitted of the modulus of rupture, modulus of elastic, tensile strength, tensile modulus and water absorption were used to optimize the manufacturing parameters of the composites. The optimal parameters found were the temperature 197oC, pressing time 13 min and density 1.0 g/cm3. Likewise, the composites manufactured by these parameters having the different property from the model prediction is not over 3.78%.