การพัฒนาฉนวนกันความร้อนสู่อาคารจากซังข้าวโพดและน้ำยางธรรมชาติ

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะศึกษาความเป็นไปได้ในการนำซังข้าวโพดที่เป็นวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรมาผลิตเป็นฉนวนกันความร้อนเพื่อทดแทนฉนวนกันความร้อนที่ผลิตจากใยสังเคราะห์และใช้น้ำยางธรรมชาติเป็นตัวเชื่อมประสานเพื่อลดปริมาณการใช้กาวสังเคราะห์ที่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพและสภาพแวดล้อม ในงานวิจัยนี้ได้แบ่งการทดลองเป็น 4 ขั้นตอนหลักคือ (1) การทดลองผลิตแผ่นฉนวน (2) การทดสอบหาค่าคุณสมบัติเชิงกายภาพ เชิงกล และเชิงความร้อนตามมาตรฐานJIS A 5905 (3) ทดสอบความสามารถในการป้องกันความร้อนด้วยกล่องทดลองเปรียบเทียบกับฉนวนตามท้องตลาด (4) ประเมินต้นทุนการผลิต สำหรับการผลิตฉนวนได้ใช้น้ำยางธรรมชาติผสมกับน้ำในสัดส่วนที่แตกต่างกัน 4 แบบได้แก่ น้ำยางธรรมชาติต่อน้ำ 1:0, 1:1, 2:1 และ 1:2 โดยแบ่งความหนาแน่นเป็น 2 แบบคือ 200 kg/m³ และ 300 kg/m³ ขึ้นรูปด้วยการนำซังข้าวโพดมาจุ่มในน้ำยางแล้วใส่ในแม่พิมพ์และอบที่อุณหภูมิ100°C เป็นเวลา1ชั่วโมง30นาที จากการทดสอบพบว่า (1)ฉนวนสัดส่วนน้ำยางต่อน้ำ 1:0 และ 2:1ทั้งความหนาแน่น200 kg/m³ และ 300 kg/m³ นั้นมีการจับยึดกันระหว่างน้ำยางธรรมชาติและซังข้าวโพดดีกว่าฉนวนแบบอื่นๆ แต่ทั้งนี้แผ่นฉนวนสัดส่วน1:0 มีน้ำหนักมากกว่าแบบสัดส่วน2:1 (2)จากการทดสอบหาค่าคุณสมบัติของแผ่นฉนวนพบว่ามีค่าความหนาแน่น, ค่าปริมาณความชื้น,ค่าการพองตัวเมื่อแช่น้ำและค่าต้านทานความร้อนผ่านตามมาตรฐาน JIS A 5905 ยกเว้นค่ามอดุลัสแตกร้าว และแผ่นฉนวน สัดส่วนน้ำยางธรรมชาติต่อน้ำ 1:0, 1:1 และ 2:1 มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน 0.068W/mK (ความหนาแน่น391.4 kg/m³), 0.067W/mK (ความหนาแน่น222.02 kg/m³), และ 0.066W/mK (ความหนาแน่น310.36 kg/m³) ตามลำดับ (3)ทดสอบการป้องกันความร้อนด้วยกล่องทดลองเปรียบเทียบฉนวนซังข้าวโพดขนาด 40x40 เซนติเมตร สัดส่วนน้ำยางธรรมชาติต่อน้ำ2:1 หนา1.5เซนติเมตรกับฉนวนโฟมโพลีเอทธีลีนหนา 1 เซนติเมตรพบว่าลดความร้อนได้ใกล้เคียงกัน (4)ฉนวนจากซังข้าวโพดมีราคาต่ำกว่าฉนวนโฟมโพลีเอทธีลีน49.11% โดยไม่รวมค่ากำไรและค่าแรงอื่นๆ และต้นทุนส่วนใหญ่อยู่ที่น้ำยางธรรมชาติ The objective of this research is to explore the way of reusing corncob; the agricultural leftover materials, as a part of the production of producing ‘Thermal Insulation’ instead of using synthetic fabrics. The insulation produced from bonding by natural rubber latex in order to reduce synthetic adhesives that affect health and the environment. In the experiment, they can be separated into 4 steps. (1) casting insulation board (2) Testing for physical, mechanical and thermal qualifications. (3) Comparative testing of thermal reduction between corncob insulation board and other material with test boxes. (4) Estimating production cost. The process of casting by testing of 4 mixing ratio between natural rubber latex and water by 1:0, 1:1, 2:1, and 1:2 and also with different densities, 200 kg/m³ and 300 kg/m³. Producing corncob insulation board by dipping corncob in natural rubber latex and then putting in the mould plate and being done in the hot oven at 100°C for 1 hour 30 minutes. According to the experiments, (1) the ratio of natural latex: water as 1:0 and 2:1 occurs the most adhesive bonding between water and corncob. However, using only natural latex without water increase the weight more than the ratio of 2:1. (2) According to the testing for the qualifications of insulation, the test indicated that the insulations combined with JIS A 5905 in term of the density, moistness, swelling in thickness after immersion in water and thermal resistance except modulus of rupture. The corncob insulation with the ratio of natural latex and water 1:0, 1:1 and 2:1 had the conductivity 0.068 W/mK (density 391.4 kg/m³), 0.067 W/mK (density 222.02 kg/m³) and 0.066 W/mK. (density 310.36 kg/m³) (3) Comparative testing of thermal reduction found that corncob insulation ratio 2:1 with size 40x40 cm. and 1.5 cm. thick reduced temperatures similar to 1 cm. thick polyethylene foam. (4) The cost of corncob insulation (not include wage and others) had the cost 49.11% lower than the price of polyethylene foam most portion of cost belongs to natural rubber latex.