ชุดโครงการวิจัยนี้เป็นการศึกษาขั้นพื้นฐานสำหรับการผลิตพอลิเมอร์คอมโพสิทเชิงพาณิชย์โดยใช้เส้นใยธรรมชาติที่มีอยู่ในประเทศไทย พอลิเมอร์ที่นำมาศึกษา ได้แก่ พอลิโพรพิลีน พอลิเอสเทอร์เรซินแบบไม่อิ่มตัวและอีพอกซีเรซิน เส้นใยธรรมชาติที่นำมาศึกษาคือ เส้นใยปอแก้ว ชุดโครงการวิจัยนี้ประกอบด้วยโครงการย่อย 5 โครงการได้แก่ โครงการที่ 1 การเตรียมเส้นใยธรรมชาติสำหรับพอลิเมอร์คอมโพสิท โครงการที่ 2 การผลิตพอลิเมอร์คอมโพสิทระหว่างเส้นใยธรรมชาติกับพอลิโพรพิลีน โครงการที่ 3 การผลิตพอลิเมอร์คอมโพสิทระหว่างเส้นใยธรรมชาติกับอีพอกซีเรซิน โครงการที่ 4 การผลิตพอลิเมอร์คอมโพสิทระหว่างเส้นใยธรรมชาติกับพอลิเอสเทอร์เรซินแบบไม่อิ่มตัว และ โครงการที่ 5 การศึกษาผลของสารช่วยให้เข้ากัน (compatibilizer) ต่อการปรับเปลี่ยนอินเทอร์เฟสระหว่างเส้นใยธรรมชาติกับพอลิโพร พิลีน สำหรับในโครงการที่ 1 การเตรียมเส้นใยธรรมชาติสำหรับพอลิเมอร์คอมโพสิท เส้นใยปอแก้วจะถูกเตรียมใน 3 รูปแบบ คือ (1) เส้นใยที่ไม่ได้ทำความสะอาดและไม่ได้ปรับปรุงพื้นผิว (2) เส้นใยที่ทำความสะอาดและไม่ได้ปรับปรุงพื้นผิว และ (3) เส้นใยที่ทำความสะอาดและมีการปรับปรุงพื้นผิว การทำความสะอาดเส้นใยเป็นการกำจัดไขเคลือบด้วยตัวทำละลายผสมระหว่างเมทานอลกับเบนซีนและกำจัดองค์ประกอบที่ไม่ใช่เซลลูโลสด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ การปรับปรุงพื้นผิวของเส้นใยทำโดยการใช้สารประสานไซเลน 6 ชนิด เส้นใยจะถูกนำมาทดสอบสมบัติเชิงกล ทดสอบอุณหภูมิการเสื่อมสลาย ทดสอบความสามารถในการดูดซับน้ำ และตรวจสอบสภาพพื้นผิวเส้นใย สำหรับโครงการที่ 2 การผลิตพอลิเมอร์คอมโพสิทระหว่างเส้นใยธรรมชาติกับพอลิโพรพิลีน เส้นใยจะใช้รูปแบบของเส้นใยสั้นโดยศึกษาเปรียบเทียบระหว่างพอลิเมอร์คอมโพสิทที่ได้จากเส้นใยที่ไม่มีการปรับปรุงพื้นผิวและพอลิเมอร์คอมโพสิทที่ได้จากเส้นใยที่มีการปรับปรุงพื้นผิว การผสมเส้นใยสั้นกับพอลิโพรพิลีนด้วยเครื่องผสมภายใน การขึ้นรูปคอมโพสิทใช้วิธีการขึ้นรูปแบบฉีด ตัวแปรในการศึกษาได้แก่อัตราส่วนระหว่างพอลิเมอร์กับเส้นใยธรรมชาติที่ใช้ต่อสมบัติทางวิทยกระแสและสมบัติทางความร้อน รวมทั้งตัวแปรต่าง ๆ ที่ใช้ในการขึ้นรูปแบบฉีดเช่น อุณหภูมิแม่พิมพ์ ความเร็วในการฉีด ความดันคงค้าง ต่อสมบัติเชิงกลและสมบัติทางความร้อนของพอลิเมอร์คอมโพสิทที่ได้ นอกจากนี้ตรวจสอบลักษณะโครงสร้างสัณฐานวิทยาของพอลิเมอร์คอมโพสิท สำหรับโครงการที่ 3 การผลิตพอลิเมอร์คอมโพสิทระหว่างเส้นใยธรรมชาติกับอีพอกซีเรซิน และ โครงการที่ 4 การผลิตพอลิเมอร์คอมโพสิทระหว่างเส้นใยธรรมชาติกับพอลิเอสเทอร์เรซินแบบไม่อิ่มตัว จะใช้เส้นใยปอแก้วในรูปแบบของแผ่นเส้นใยสาง โดยศึกษาเปรียบเทียบระหว่างพอลิเมอร์คอมโพสิทที่ได้จากเส้นใยที่ไม่มีการปรับปรุงพื้นผิวและพอลิเมอร์คอมโพสิทที่ได้จากเส้นใยที่มีการปรับปรุงพื้นผิว การขึ้นรูปคอมโพสิทใช้วิธีลามิเนตด้วยมือ ตัวแปรในการศึกษาได้แก่ ผลของปริมาณเส้นใยต่อสมบัติทางความร้อน สมบัติเชิงกลของพอลิเมอร์คอมโพสิทที่เตรียมได้ สำหรับโครงการที่ 5 การศึกษาผลของสารช่วยให้เข้ากันต่อการปรับเปลี่ยนอินเทอร์เฟสระหว่างเส้นใยธรรมชาติกับพอลิโพรพิลีน เส้นใยจะใช้อยู่ในรูปแบบของเส้นใยสั้น การผสมทำในเครื่องผสมภายใน การขึ้นรูปคอมโพสิทใช้วิธีการฉีด ตัวแปรในการศึกษาได้แก่ อัตราส่วนระหว่างพอลิเมอร์กับเส้นใยธรรมชาติที่ใช้ และปริมาณของสารช่วยให้เข้ากัน ต่อสมบัติเชิงกลของพอลิเมอร์คอมโพสิทที่ได้ นอกจากนี้ตรวจสอบลักษณะโครงสร้างสัณฐานวิทยาของคอมโพสิท

This research is a preliminary study to produce commercialized polymer composites using natural fibers in Thailand. Polymers used in this study are polypropylene (PP), epoxy resin (ER) and unsaturated polyester resin (UPR). Natural fiber used in this study is rossells fibers (Hibiscus Sabdariffa). The research consists of 5 subprojects: (1) The Preparation of Natural Fibers for Polymer Composites, (2) The Production of Polymer Composites between Natural Fibers and PP, (3) The Production of Polymer Composites between Natural Fibers and ER (4) The Production of Polymer Composite between Natural Fibers and UPR) and (5) The Study of Effect of Compatibilizer on Interphase Modification between Natural fibers and PP. The fibers will be prepared as (1) as-received, (2) cleaned and untreated, and (3) cleaned and silane-treated. The cleaning procedure comprises removal of waxes using methanol–benzene mixture and removal of non-cellulosic components using sodium hydroxide solutions. Six types of silane coupling agents will be used for surface treatment. Mechanical properties, decomposition temperature, water absorption, and fiber surfaces will be investigated. For natural fibers-polypropylene composites, natural fibers will be used in short fiber forms and mixed with PP in an internal mixer. The composites made of the untreated fiber will be studied in comparison with those made of treated fibers. Injection molding will be used to process composite specimens. The effect of ratios between fibers and polymer on rheological, thermal, and mechanical properties of these specimens will be determined. The effect of processing conditions in injection molding including mold temperature, injection speed and holding pressure on the mechanical and thermal properties of the composites will be investigated. The morphology of the composites will be studied. For natural fibers-epoxy resin composite and natural fibers-unsaturated polyester resin composite, non-woven mat of rossells fibers will be used. The composites made of the cleaned and untreated fibers will be studied in comparison with those made of the cleaned and silane-treated fibers. The composites will be prepared via hand-lay up lamination. The variable in the studies is the fiber-matrix ratios. The thermal properties, mechanical properties and morphology of the composites will be studied. For the study of effect of compatibilizer on interphase modification between natural fiber and polypropylene, the fiber used is in short fiber form. Polypropylene, fiber and compatibilizer will be mixed in an internal mixer. The composite specimens will be made from injection molding process. The effect of fiber-polymer ratios and compatibilizer loading on mechanical properties will be determined. The morphology of the polymer-natural fiber composite will also be investigated.