Pilot System Utilizing Electrical Properties to Monitor Rubber Vulcanization
Doctor of Philosophy (Polymer Technology), 2021
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | English |
| Published: |
Prince of Songkla University
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17997 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | English |
| id |
th-psu.2016-17997 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
English |
| topic |
Vulcanization Cure characterization Rubber cure monitoring system |
| spellingShingle |
Vulcanization Cure characterization Rubber cure monitoring system Narong Chueangchayaphan Pilot System Utilizing Electrical Properties to Monitor Rubber Vulcanization |
| description |
Doctor of Philosophy (Polymer Technology), 2021 |
| author2 |
Nattapong Nithi-Uthai |
| author_facet |
Nattapong Nithi-Uthai Narong Chueangchayaphan |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Narong Chueangchayaphan |
| author_sort |
Narong Chueangchayaphan |
| title |
Pilot System Utilizing Electrical Properties to Monitor Rubber Vulcanization |
| title_short |
Pilot System Utilizing Electrical Properties to Monitor Rubber Vulcanization |
| title_full |
Pilot System Utilizing Electrical Properties to Monitor Rubber Vulcanization |
| title_fullStr |
Pilot System Utilizing Electrical Properties to Monitor Rubber Vulcanization |
| title_full_unstemmed |
Pilot System Utilizing Electrical Properties to Monitor Rubber Vulcanization |
| title_sort |
pilot system utilizing electrical properties to monitor rubber vulcanization |
| publisher |
Prince of Songkla University |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17997 |
| _version_ |
1764209929859629056 |
| spelling |
th-psu.2016-179972023-04-19T07:57:52Z Pilot System Utilizing Electrical Properties to Monitor Rubber Vulcanization ระบบต้นแบบการใช้สมบัติเชิงไฟฟ้าเพื่อติดตามการวัลคาไนเซชั่นยาง Narong Chueangchayaphan Nattapong Nithi-Uthai Hathaikarn Manuspiya Kittiphan Techakittiroj คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาควิชาเทคโนโลยียางและพอลิเมอร์ Vulcanization Cure characterization Rubber cure monitoring system Doctor of Philosophy (Polymer Technology), 2021 An in situ rubber cure monitoring system (RCMS) has been developed based on the measurement of electrical properties to monitor the vulcanization progress. The sensors are connected to an LCR meter and measured the changes in the capacitance and conductance of rubber during vulcanization in the compression mold. The parameters are investigated in this study including, the effect of frequency, vulcanization temperatures, vulcanization systems and carbon black contents. The scorch time, optimum cure time, degree of cure, and the cure rate from a moving die rheometer (MDR) and RCMS methods were compared. The results show that capacitance during curing correlated with the time profile of torque from MDR, which the frequency at 5 kHz is suitable for monitoring the progress of natural rubber vulcanization. Moreover, the decrease in the minimum torque, maximum torque, delta torque, scorch time, and optimum cure time was observed with increasing vulcanization temperature. Torque and capacitance showed a close correlation at all cure temperatures. A linear correlation of optimum cure time obtained from RCMS and MDR with different vulcanization temperatures was achieved. The vulcanization system and type of curing agent have affected the changes of the torque and the capacitance during the vulcanization process.The RCMS can be used to indicates the scorch time and optimum cure time for both sulfur and peroxide vulcanization systems. In the case of using carbon black no more than 30 phr, RCMS can monitor the rubber vulcanization. Which supports the potential of RCMS for real-time determination of the optimum cure time during the vulcanization of natural rubber by compression molding, which is a challenge in the rubber industry. 1. Research grants from The National Research Council of Thailand (NRCT), (Grant No. RDG5550112) 2. Thesis Research Grant, The graduate school of Prince of Songkla University 3. Prince of Songkla University Teacher Development Scholarship to study at the doctoral level or a diploma in the country (Ph.D. 50%), Prince of Songkla University, Surat Thani Campus ระบบติดตามการคงรูปยาง (Rubber cure monitoring system, RCMS) ได้รับการพัฒนาขึ้นสำหรับการติดการวัลคาไนซ์ยางผ่านกระบวนการวัดสมบัติทางไฟฟ้า โดยทำการติดตั้งเซนเซอร์ฝังในเบ้าที่ใช้ในการขึ้นรูปซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่อง แอลซีอาร์ (LCR meter) เพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงของความจุไฟฟ้าและการนำไฟฟ้าในกระบวนการคงรูปยาง ปัจจัยที่ทำการศึกษาประกอบด้วยอิทธิพลของความถี่สนามไฟฟ้าที่ใช้ทดสอบ อุณหภูมิที่ใช้ในการวัลคาไนซ์ ระบบวัลคาไนซ์ และปริมาณเขม่าดำของยางคอมปาวด์ เปรียบเทียบระยะเวลาสกอร์ซ ระยะเวลาคงรูป ระดับการคงรูป และอัตราการคงรูปที่ได้จากการทดสอบโดยใช้เครื่องรีโอมิเตอร์แบบดายเคลื่อนที่ (Moving Die Rheometer, MDR) และ RCMS พบว่าค่าความจุไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กับค่าแรงบิดจาก MDR ในขณะคงรูปยาง ความถี่ของสนามไฟฟ้าที่ 5 kHz มีความเหมาะสมในการติดตามการวัลคาไนซ์ของยางธรรมชาติ นอกจากนั้นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิที่ใช้ในการคงรูปพบว่าแรงบิดต่ำสุด แรงบิดสูงสุด ผลต่างของแรงบิด ระยะเวลาสกอร์ซและระยะเวลาการคงรูปมีค่าลดลง โดยมีความสัมพันธ์กับค่าความจุไฟฟ้าจาก RCMS ทุกอุณหภูมิที่ใช้ในการคงรูป ระยะเวลาการคงรูป (tc90) ที่ได้จาก MDR และ RCMS ณ อุณหภูมิต่างๆ มีความสัมพันธ์กันแบบเชิงเส้น นอกจากนั้นพบว่าระบบวัลคาไนซ์และชนิดของสารวัลคาไนซ์ของยางคอมปาวด์มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของค่าแรงบิดและความจุไฟฟ้าของยางในกระบวนการวัลคาไนซ์ โดย RCMS สามารถใช้ติดตามการคงรูปของยางธรรมชาติ บ่งบอกระยะเวลาสกอร์ซและระยะเวลาการคงรูปได้ทั้งระบบวัลคาไนซ์แบบกำมะถันและเปอร์ออกไซด์ ส่วนในกรณีที่ใช้เขม่าดำเป็นสารตัวเติมพบว่าสามารถติดตามการคงรูปของยางคอมปาวด์ที่ใส่เขม่าดำไม่เกิน 30 phr ดังนั้น RCMS ที่พัฒนาขึ้นจึงมีศักยภาพในการติดตามกระบวนการวัลคาไนซ์ของยาง เพื่อหาระยะเวลาการคงรูปที่เหมาะสมในสภาวะการขึ้นรูปจริงโดยใช้เทคนิคการอัดเบ้าได้ ซึ่งตอบสนองต่อความท้าทายในการพัฒนากระบวนการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ยางในอุตสาหกรรม 2023-04-19T07:57:29Z 2023-04-19T07:57:29Z 2022 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/17997 en Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf Prince of Songkla University |