3D printing of graphene/thermoplastic elastomer composites - Warrayut Kanabenja (Chulalongkorn University, 2017)
เส้นวัสดุเชิงประกอบเทอร์โมพลาสติกพอลิยูรีเทนกับแกรฟีนถูกเตรียมขึ้นโดยกระบวนผสมแบบหลอมเหลวด้วยเครื่องอัดรีดสกรูคู่ก่อนนำไปใช้งานร่วมกับเครื่องพิมพ์สามมิติเพื่อขึ้นรูปเป็นชิ้นงาน จากนั้นศึกษาผลของปริมาณแกรฟีนที่ใส่ลงในพอลิเมอร์ตั้งแต่ร้อยละ0.05 ถึง 0.20 โดยน้ำหนัก ต่อสมบัติของวัสดุเชิงประกอบ ขั้นแรกเป็นขั้นตอนสังเคราะห์แกรไฟต์ออกไซด์จากแกรไฟต์ผ่านกระบวนการออกซิเดชันด้วยวิธีของฮัมเมอร์ตามด้วยขั้นตอนของการเปลี่ยนโครงสร้างของแกรฟีนออกไซด์ให้กลายเป็นแกรฟีนผ่านกระบวนการรีดักชันด้วยกรดแอลแอสคอร์บิก ซึ่งยืนยันจากเทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีและการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ นำชิ้นงานเทอร์โมพลาสติกพอลิยูรีเทนและวัสดุเชิงประกอบระหว่างเทอร์โมพลาสติกพอลิยูรีเทนกับแกรฟีนมาวิเคราะห์สมบัติ ได้แก่ สมบัติทางความร้อน สมบัติเชิงกล สมบัติทางกายภาพ และสมบัติทางไฟฟ้า ผลการทดลองพบว่าวัสดุเชิงประกอบมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โมพลาสติกพอลิยูรีเทน โดยเมื่อพิจารณาวัสดุเชิงประกอบในสูตรที่มีการเติมแกรฟีนร้อยละ 0.15 โดยน้ำหนัก พบว่าวัสดุเชิงประกอบมีการสลายตัวทางความร้อนขั้นแรกและขั้นที่สองสูงขึ้นจากเดิมถึง 3 และ 4 องศาเซลเซียสตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่าการเติมแกรฟีนยังส่งผลต่ออุณหภูมิการหลอมเหลวของพอลิเมอร์ให้มีค่าที่สูงขึ้นด้วย เมื่อวิเคราะห์ด้วยเครื่องวัดมุมสัมผัสพบว่าการเพิ่มปริมาณแกรฟีนยังส่งผลต่อสมบัติความไม่ชอบน้ำของตัวพอลิเมอร์ให้มากขึ้นอีกด้วย ในกรณีของสมบัติเชิงกลพบว่าวัสดุเชิงประกอบในสูตรที่มีปริมาณแกรฟีนร้อยละ 0.05 โดยน้ำหนัก มีความทนแรงดึงและเสถียรภาพทางรูปร่างที่สูงที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเชิงประกอบในสูตรอื่น