การเปรียบเทียบความสามารถการเรืองแสงของสารเรืองแสงที่ผสมกับยางพาราชนิดต่าง ๆ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

กฤษกร เปลือยศรี, ณัฐริกา ชนะบูรณ์, พรรณธร แสงสว่าง

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ณัฏฐพัชร์ เพ็ชรศรีกุล

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย เลย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

บทที่ 1

บทนำ

1.1 ที่มาและความสำคัญ

ยางพาราเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย โดยในปีพ.ศ. 2559 ผลิตยางได้ 4.16 ล้านตัน และส่งออกถึง 3.6 ล้านตัน (สมาคมยางพาราไทย,2560) ซึ่งในปัจจุบันยางพารามีราคาถูกมาก ห่วงโซ่คุณค่าของยางพาราประกอบด้วย 3 ขั้นตอนหลัก คือ การเพาะปลูกยางพารา การผลิตวัตถุดิบได้แก่ และการผลิตผลิตภัณฑ์ เช่น ถุงมือ ยางรถยนต์ ชิ้นส่วนยางอุตสาหกรรม เป็นต้น การส่งเสริมอุตสาหกรรมในการแปรรูปวัตถุดิบของยางพาราให้เป็นสินค้าเป็นนโยบายที่สำคัญ

การแปรรูปน้ำยางข้นให้เป็นผลิตภัณฑ์นั้น มีการพัฒนาสูตรผสมของน้ำยางข้นกับสารเคมีบางชนิดที่เรียกว่า น้ำยางพรีวัลคาไนซ์ การผลิตน้ำยางข้นมี 4 วิธี ได้แก่ การระเหยน้ำ การทำให้เกิดครีม การใช้กระแสไฟฟ้าแยก และการปั่น ซึ่งวิธีที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางในระดับอุตสาหกรรมเป็นวิธีการปั่นประมาณ 90 % ของการผลิตน้ำยางข้น (Kajornchaiyakul,2006) ยางธรรมชาติมีคุณสมบัติทิ่ีดีในด้านความยืดหยุ่นสูงมีค่าความทนทานต่อแรงดึงสูงโดยที่ไม่ต้องเติมสารเสริม-แรง มีความทนต่อการฉีกขาดสูงมากทั้งท่ี่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตามสมบัติบางประการ เช่น โมดูลัส ความแข็ง ความต้านทานต่อ การขัดถู จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงสำหรับงานเฉพาะอย่าง

นอกจากการผสมสูตรต่างๆ ของน้ำยางพรีวัลคาไนซ์แล้ว การพัฒนาสูตรผสมที่สามารถประยุกต์ใช้กับชิ้นงานที่เหมาะสม ก็จะเป็นการส่งเสริมให้มีการใช้น้ำยางข้นเป็นวัตถุดิบมากขึ้นได้ ดังนั้นคณะผู้จัดทำจึงเล็งเห็นการนำสูตรน้ำยางพรีวัลคาไนซ์มาพัฒนาให้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ท่ี่มีการเรืองแสงและมีประโยชน์ในการใช้ในเวลากลางคืนเพื่อเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับยางพาราและสามารถนำมาเป็นทางเลือกในการใช้งานได้

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความสามารถในการเรืองแสงของชิ้นงานตัวอย่างของยางที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อผสมสารเรืองแสงในน้ำยางพรีวัลคาไนซ์ 4 สูตร คือสูตรที่มีทั้งแคลเซียมคาร์บอเนตและไทเทเนียมไดออกไซด์ สูตรไม่มีแคลเซียมคาร์บอเนต สูตรไม่มีไทเทเนียมไดออกไซด์ และสูตรไม่มีทั้งแคลเซียมคาร์บอเนตและไทเทเนียมไดออกไซด์ โดยผสมสารเรืองแสงในแต่ละสูตรในช่วง 5 - 20 phr ทำการทดสอบความเข้มของการเรืองแสง และความคงอยู่ของการเรืองแสง เพื่อเป็นข้อมูลในการประเมินความเป็นไปได้ในการนำไปสู่การพัฒนาผลิตภัณฑ์และวัสดุเรืองแสงจากยางธรรมชาติต่อไป

1.2 วัตถุประสงค์

  1. เพื่อศึกษาความสามารถในการเรืองแสงของวัสดุที่ผสมสารเรืองแสงกับน้ำยางพรีวัลคาไนซ์

  2. เพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับยางพารา

  3. เพื่อนำเอาพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้โดยทางตรง เพื่อเป็นแนวทางในการประหยัดไฟฟ้า

1.3 ขอบเขตการศึกษาค้นคว้า

โครงงานนี้จะทำการศึกษาในหัวข้อดังต่อไปนี้

  1. คุณสมบัติ การนำไปใช้งาน และประโยชน์ที่ได้รับจากการนำยางพารามาผสมกับสารเรืองแสง

  2. ประสิทธิภาพในการเรืองแสงจากพลังงานแสงอาทิตย์

3.การใช้วัสดุสารเรืองแสงในปัจจัยสภาพแวดล้อมที่มืดสนิทโดยไม่มีปัจจัยอื่นๆ เกี่ยวกับแสงที่จะมีผลกระทบต่อการมองเห็นในที่มืด

1.4 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

  1. ช่วยประหยัดพลังงาน โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

  2. สามารถนำวัสดุที่ได้ไปสร้างสรรค์งานเพื่อให้เกิดการพัฒนาในเรื่องงานของอุตสาหกรรมนั้นๆ

บทที่ 2

เอกสารที่เกี่ยวข้อง

แสง

แสงคือ พลังงานรูปแบบหนึ่งมีลักษณะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งต่างกับคลื่นเสียงโดยจะเลือกความยาวคลื่นโดยจะเลือกความยาวคลื่นเป็นจุด ๆ ในวงแคบ ๆ เท่านั้น โดยที่จะเลือกความยาวคลื่นเป็นช่วงแคบ ๆ จากความยาวคลื่น ตั้งแต่สีม่วงจนถึงสีแดง มาผสมกันได้เป็นสีขาวนวลดังที่เรา สามารถสังเกตได้เช่นกันกับแบบไส้หลอด แต่แสงในช่วงความยาว คลื่นสูง คือ ใกล้แสงสีแดงนั้นน้อยกว่า ทำให้เราไม่รู้สึกร้อน เท่ากับแบบไส้หลอด ลักษณะนี้จึงมักเรียกว่า 'แสงเย็น' โดยจะ เห็นได้จากหลอดฟลูออเรสเซนต์ หรือหมุดสะท้อนแสงสีเหลือง ตามถนนทั่วไป เป็นต้น จากลักษณะของแสงทั้งสองแบบข้างต้น ทำให้เรา สามารถคาดเดาได้ว่า สารเรื่องแสง ที่เรารู้จักกันนั้น เป็นสาร ในกลุ่มที่ 2 นี้เอง เนื่องจากไม่มีความร้อน และสามารถเลือกสี ได้โดยการออกแบบเลือกใช้สารที่ให้แสงออกมาในช่วงที่ต้องการได้

นอกจากนี้แสงประเภทที่ 2 นี้ยังสามารถแบ่งย่อยได้เป็น 2 ประเภท คือ

2.1 แสงฟลูออเรสเซนต์ (fluorescence)

2.2 แสงฟอสฟอเรสเซนต์ (phosphorescence)

แสงเย็นทั้ง 2 ประเภทนี้มีความแตกต่างกันคือ ระยะเวลาในการคงการให้แสงสว่างหลังจากที่ปิดตัวกระตุ้น หรือ ตัวกระตุ้นหยุดการทำงานไปแล้ว เช่น เมื่อเราปิดสวิตช์ไฟหาก หลอดไฟดับในทันที ลักษณะนี้เป็นแสงประเภทฟลูออเรสเซนต์ แต่หากในขณะที่เราปิดสวิตช์แล้ว หลอดไฟยังสามารถให้ แสงต่อไปได้อีกระยะหนึ่ง เราเรียกว่าเป็นแสงในกลุ่มของ ฟอสฟอเรสเซนต์ โดยที่ตัวกระตุ้นของหลอดไฟทั้งสองนี้คือ กระแสไฟฟ้า หรืออิเล็กตรอนฟลูออเรสเซนต์จะให้แสง สว่างต่อไปสั้นกว่า 10-8 วินาที ขณะที่ แสงฟอสฟอเรสเซนต์ นั้นจะคงรักษาการให้แสงต่อไปนานกว่า 10-8 วินาที ฉะนั้น แสงเย็นที่ได้จะเป็นแสงประเภทใดจึงขึ้นอยู่กับ ลักษณะการกระตุ้น และชนิดของวัสดุที่ถูกกระตุ้นให้เกิดแสง

ผลของสารเรืองแสงต่อการเรืองแสงและความแข็งของยางที่ผลิตจากน้ำยางคอมปาวด์

ตัวอย่างจากสูตรน้ำยางคอมปาวด์ 4 สูตร คือ สูตรมีแคลเซียมคาร์บอเนตและไทเทนียมไดออกไซด์สูตรไม่มีแคลเซียม คาร์บอเนตสูตรไม่มีไทเทเนียมไดออกไซด์และสูตรไม่มีแคลเซียมคาร์บอเนตและไทเทเนียมไดออกไซด์แต่ละสูตรใช้น้ำยางคอม ปาวด์ 4.4 กรัม ผสมสารเรืองแสงในแต่ละสูตรที่ 0.1 (5%), 0.2 (10%) และ 0.4 (20%) กรัมขึ้นรูปยางโดยการอบที่อุณหภูมิ 70๐C นำตัวอย่างไปทดสอบความเข้มของการเรืองแสงด้วยเครื่องฟลูออโรมิเตอร์ที่มีการกระตุ้นด้วยความยาวคลื่น 375 นาโนเมตร ทดสอบความคงอยู่ของการเรืองแสงด้วยเครื่องลูมิแนนซ์มิเตอร์120 วินาที หลังการกระตุ้นพลังงานด้วยหลอดฟลูออเรสเซนต์ 5 นาที และทดสอบความแข็งด้วยเครื่องดูโรมิเตอร์แบบชอร์เอตามมาตรฐาน ASTM D2240 ผลการศึกษาพบว่า ที่สเปกตรัม ความยาวคลื่น 520 นาโนเมตร น้ำยางที่ไม่มีไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ปริมาณการผสมสารเรืองแสงร้อยละ 20 ให้ค่าความเข้ม ของการเรืองแสงสูงสุดเท่ากับ 56x105 cps และการเรืองแสงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามอัตราการผสมสารเรืองแสงที่มากขึ้น การคงอยู่ของการเรืองแสงทั้ง 4 สูตรในช่วงเริ่มต้นจนถึงช่วงวินาทีที่ 120 มีอัตราการลดลงเฉลี่ย 94% ตัวอย่างที่ผสมสารเรือง แสงร้อยละ 20 ในสูตรที่มีทั้งแคลเซียมคาร์บอเนตและไทเทเนียมไดออกไซด์ มีค่าความแข็งสูงสุดคือ 39 ชอร์เอ

ที่มา : พิชญ์ดนู ธวัชพันธุ และ จักรกฤษณ์ มหัจฉริยวงศ “ผลของสารเรืองแสงต่อการเรืองแสงและความแข็งของยางที่ผลิตจากน้ำยางคอมปาวด์” ใน การประชุมเสนอผลงานวิจัยระดับชาติ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมธิราช ครั้งที่ 7 (2017).

ความเข้มของแสง

การวัดค่าความเข้มของแสงจะมีการใช้ค่าหลายค่าในการวัด เช่น ค่าแรงเทียน, lumen, lux

แรงเทียน:เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า candle power มีหน่วยวัดเป็น cd หรือ candle 1 cd มีความหมายว่า เมื่อนำเอาแหล่งกำเนิดแสง มาวางไว้ที่วัตถุทรงกลม มีรัศมี 1 ฟุต ในพื้นที่ 1 ตารางฟุต จะวัดความสว่างได้เท่ากับ 1 ฟุต-แคนเดิล (1 fc หรือเท่ากับ 1 lumen/ft2) ซึ่งหมายความว่า ในพื้นที่ทรงกลม 1 ตารางฟุต จะมีแสงมาตก 1 เส้น หรือ 1 lumen

Lumen: เป็นค่าที่ใช้ในการวัด flux ซึ่งเป็นค่าของพลังงานที่เกิดมาจากแหล่งกำเนิดแสงนั้น ๆ เท่าไหร่ ในเวลาหนึ่ง ๆ โดยการวัดจะวัดเฉพาะแสงที่สายตามนุษย์สามารถมองเห็นได้ ไม่ได้วัดค่าพลังงานทั้งหมด

Lux: เป็นการวัดค่า ความส่องสว่างที่เรียกว่า illumination ซึ่งมีความแตกต่างจาก flux เพราะเป็นค่าพลังงานที่ออกมาจากจุดกำเนิด แต่ illumination เป็นพลังงานแสงที่ตกกระทบพื้นผิว

การแปลงหน่วยนั้นสามารถทำได้ง่าย ๆ ดังนี้

1fc (foot candle) = 1 lumen / ft2

1fc = 1/10.76 lumen / m2 หรือ lux

1fc = 0.09 lux

1lux = 10.79 fc = 10.76 lm/ft2

Power consumtion จะถูกวัดออกมาเป็นค่า Wattage หรือ watt ซึ่งมีความหมายว่า ค่าใช้จ่ายที่จะต้องเสียมักจะสัมพันธ์กับความส่องสว่างของหลอดไฟ ยิ่งวัตต์มาก แสงก็จะยิ่งเข้มกว่าวัตต์น้อย หากแต่ก็ไม่ได้คงค่านี้เสมอไปเช่นกัน

ปริมาณแสง

การวัดปริมาณแสงที่นิยมใช้ในวิศวกรรมคือ การวัดในรูปของเส้นแรงของแสง ซึ่งมีหน่วยการวัดเป็น Lumen และหน่วยที่แสดงการส่องสว่าง หรือถ้าวัดความสว่างจะใช้เป็นหน่วย ลักซ์ (Lux) ซึ่งเป็นค่าแรงของแสงที่ตกกระทบพื้นที่ 1 ตารางเมตร ซึ่งมีสูตรการคำนวณดังนี้

Lux = Lumen/m2 = lm/m2

สำหรับการบอกค่าปริมาณแสงของหลอดใด ๆ ก็ตาม มักจะบอกออกมาในรูปของค่าลูเมน อย่างเช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์สี Cool White 36 W. 1 หลอด จะมีค่า Lumen Output อยู่ที่ประมาณ 3,000 ลูเมน โดยประสิทธิภาพจากหลอดไฟนั้น สามารถพิจารณาขึ้นได้จากเส้นแรงของแสงที่ถ่ายพลังงานออกมาจากหลอดต่อกำลังวัตต์ของหลอดไฟนั้นๆ ทั้งนี้ในบางครั้งก็จะเรียกกันว่า Efficacy โดยมีหน่วยเป็น Lumen/Watt อย่างเช่น หลอดไส้ ซึ่งจะมีประสิทธิภาพทางแสงอยู่ที่ประมาณ 15 Lumen/W. ฯลฯ

ที่มา:tonanasia.(2021).การวัดความเข้มแสง,สืบค้นเมื่อ14มีนาคม2564.จาก. https://www.tonanasia.com/2019/07/25/%E0%B8%9A%E0%B8%97%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%20%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%A7%E0%B8%B1%E0%B8%94%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B9%80%E0%B8%82%E0%B9%89%E0%B8%A1%E0%B8%82%E0%B8%AD/

ฟอสฟอเรสเซนซ์

ฟอสฟอเรสเซนซ์ คือ การเปล่งแสงของวัตถุคล้ายกับฟลูออเรสเซนซ์ วัตถุฟอสฟอเรสเซนซ์จะไม่เปล่งแสงทันทีหลังจากดูดซับแสงเข้ามาแต่จะค่อยๆปล่อยแสงออกมา การปล่อยแสงที่ช้าลงนั้นเกิดจากกระบวนการณ์ต้องห้าม (Forbidden mechanism) ของการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานในกลศาสตร์ควอนตัม การเปลี่ยนแปลงเหล่านี่จะเกิดได้ช้ามากในวัสดุบางชนิด รังสีที่ถูกปล่อยออกมาจะมีความเข้มต่ำแต่จะปล่อยอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายชั่วโมงหลังจากถูกกระตุ้น

หลักการเรืองแสง

ในปรากฏการณ์เปล่งแสงส่วนใหญ่ สารเคมีจะดูดซับและปล่อยอนุภาคโฟตอนในช่วงเวลาสั้นๆในหลัก 10 นาโนวินาที ซึ่งกระบวนการดูดและคายแสงในเวลาอันรวดเร็วเช่นนี้จะเกิดได้ก็ต่อเมื่อพลังงานของโฟตอนนั้นพอดีกับระดับพลังงานทำให้สสารนั้นสามารถคายพลังงานมาสถานะพิ้นได้ ในกรณีพิเศษของสารฟอสฟอเรสเซนซ์อิเล็กตรอนที่ดูดพลังงานโฟตอนเข้ามาจะข้ามไปในสถานะอื่นที่มีสปินสูงขึ้น โดยมักจะเปลี่ยนจากสถานะดั้งเดิมที่เป็นแบบซิงเลตไปเป็นทริปเลต ผลที่ตามมาก็คืออิเล็กตรอนในสถานะกระต้นจะติดอยู่ในสถานะทริปเลตที่จะสามารถคายพลังงานได้ผ่านกระบวนการต้องห้าม (forbidden mechanism) เท่านั่นเพราะ กระบวนการนี้ตามหลักแล้วไม่สามารถเกิดขึ้นได้แต่ในกลศาสตร์ควอนตัมนั้นมันสามารถเกิดขึ้นได้แต่ใช้พลังงานสูงกว่าจึงเกิดขึ้นได้ช้ากว่ามาก สารฟอสฟอเรสเซนซ์ส่วนใหญ่จะคายพลังงานออกมาได้ค่อนข้างเร็วโดยอิเล็ดตรอนจะอยู่ในสถานะทริปเลตประมาณมิลลิวินาที แต่สารบางชนิดมีช่วงชีวิตของสถานะทริปเลตได้หลายนาทีหรือชั่วโมงทำให้สามารถใช้สารพวกนี้ในการกักเก็บพลังงานแสงในรูปของอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นซึ่งจะคายพลังงานออกมาช้าๆ สารเหล่านี้นำมาทำเป็นวัสดุเรืองแสงได้ถ้าแสงถูกปล่อยออกมาในปริมาณมากพอ

ที่มา : Vladimir Zapletin.(2021).Phosphorescence Definition and Examples, สืบค้นเมื่อ 14 มีนาคม 2564.จาก. https://www.thoughtco.com/definition-of-phosphorescence-605510

ชนิดของวัตถุสารเรืองแสง

SL Group ในกลุ่มนี้เป็นกลุ่มที่ให้ความสว่างมาก และมีระยะเวลาในการเรืองแสงที่นาน ซึ่งมีหลายคุณภาพโดยแบ่งเป็นคุณภาพเกรด 1–4 เช่น SLG-1 ย่อมให้ความสว่างและนานกว่า SLG-4 เป็นต้น SL Glow Powder มี 2 ประเภท คือ Solvent Based Type ประเภทที่ใช้ตัวทําละลายแบบใส เช่น Resin หรือ หมึก และ Water Based Soluable Type ประเภทที่ใช้น้ำเป็นตัวทําละลาย

ลำดับ

Code

Particle Size (Um)

Glow Time (ชั่วโมง)

1

SGL-1

80-85

>15 Hours

2

SGL-1W

80-85

>15 Hours

3

SGL-2

50-55

12 Hours

4

SGL-2W

50-55

12 Hours

5

SGL-3

30-35

10 Hours

6

SGL-3W

30-35

10 Hours

7

SGL-4

20-25

>6 Hours

8

SGL-4W

20-25

>6 Hours

9

SLB-1

80-85

>15 Hours

10

SLB-1W

80-85

>15 Hours

11

SLB-2

50-55

12 Hours

12

SLB-2W

50-55

12 Hours

13

SLB-3

30-35

10 Hours

14

SLB-3W

30-35

10 Hours

15

SLB-4

20-25

>6 Hours

16

SLB-4W

20-25

>6 Hours

หมายเหตุ: Code ที่มี”W”หมายถึงผสมน้ำ

ตารางที่ 1

L Group ในกลุ่มนี้เป็นกลุ่มที่ให้ความสว่างและมีขนาดของผงในระดับกลาง และใช้ผสมกับตัวทําละลายได้เพียงอย่างเดียว ไม่สามารถใช้กับน้ำได้ มีอยู่ 4 คุณภาพด้วยกัน คือ 5, 6, 7, และ 8 โดยที่เกรดที่ 8 มีคุณภาพดีสุด คือ สว่างและเรืองแสงได้นานถึง 10 ชั่วโมง และเกรดที่ต่ำสุด คือ เกรด 5 มีความหนาแน่นน้อยและเรืองแสงได้เพียง 2 - 3 ชั่วโมง แสงที่เรืองออกมามีให้เลือก 2 สี คือ สีเขียวและสีฟ้า

ลำดับ

Code

Particle Size (Um)

Glow Time (ชั่วโมง)

1

LG-6B

45-65

6

2

LG-6C

20-40

5

3

LG-6D

10-15

4

4

LG-7B

45-65

8

5

LG-7C

20-40

6

6

LG-7D

10-15

5

7

LG-7E

5-10

4

8

LG-8C

20-40

12

9

LB-5C

20-40

3

10

LB-5D

10-15

2

11

LB-6B

45-65

6

12

LB-6C

20-40

5

13

LB-7B

45-65

8

14

LB-7C

20-40

6

15

LB-8B

45-65

11

16

LB-8C

20-40

10

ตารางที่ 2

Color Group ในกลุ่มนี้มีหลายสี คือ Multi Color ทั้งสีปกติและสีที่เรืองแสงออกมา ทําให้สามารถนําไปใช้ได้หลากหลาย โดยเฉพาะสีปกติที่ไม่ใช่เพียงแค่สีครีมเพียงอย่างเดียว ดังนั้นสามารถนําไปใช้สร้างสีสรรในงานได้ แต่มีข้อจํากัด คือ ระยะเวลาในการเรืองแสงในที่มืดนั้นได้เพียง 1 - 2 ชั่วโมงเท่านั้น

ลำดับ

Code

Particle Size (Um)

Glow Time (ชั่วโมง)

1

CGB

20-50

2 Hours

2

CGG

20-50

2 Hours

3

CGP

20-50

2 Hours

4

CGO

20-50

2 Hours

5

CGY

20-50

2 Hours

6

CGR

20-50

1 Hours

7

CGRO

20-50

1 Hours

ตารางที่ 3

RE Group ในกลุ่มนี้เป็นสีขาว แต่เมื่อเรืองแสงออกมาแล้วจะมีหลายสีให้เลือก เหมาะสําหรับงานที่ต้องการสีขาวในสีปกติ เมื่อนําไปใช้สามารถผสมได้กับสารละลาย (Solvent) หรือน้ำก็ได้

ลำดับ

Code

Particle Size (Um)

Glow Time (ชั่วโมง)

1

REO-B

20-40

5 Hours

2

REO-P

20-40

1 Hours

3

REO-OR

20-40

2 Hours

4

REO-W

20-40

4 Hours

5

REO-1

20-40

2 Hours

ตารางที่ 4

S Group ในกลุ่มนี้เป็นสีครีม เมื่อเรืองแสงออกมาจะเป็นสีเขียวหรือสีฟ้า เมื่อนําไปใชสามารถผสมได้กับสารละลาย (Solvent) หรือน้ำก็ได้

ลำดับ

Code

Particle Size (Um)

Glow Time (ชั่วโมง)

1

SB-8B

45-65

2 Hours

2

SB-8C

15-25

1 Hours

3

S-2

20-40

1 Hours

4

ZL-1

35-65

6 Hours

5

ZL-2

3-30

6 Hours

ตารางที่ 5

ที่มา: Pet’s Luminous Creations.(2021). Glow in the Dark Powder[Online],สืบค้นเมื่อ 14 มีนาคม 2564.จาก. http://www.darkniteglow.com

Jablonski diagram

แผนภาพ Jablonski เป็นแผนภาพพลังงานที่จัดเรียงด้วยพลังงานบนแกนแนวตั้ง ระดับพลังงานสามารถแสดงในเชิงปริมาณได้ แต่แผนภาพเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้ระดับพลังงานตามแผนผัง ส่วนที่เหลือของแผนภาพจะจัดเรียงเป็นคอลัมน์ ทุกคอลัมน์มักจะแสดงถึงการหมุนหลายหลากเฉพาะสำหรับสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่ง อย่างไรก็ตามแผนภาพบางส่วนแบ่งระดับพลังงานภายในการหมุนหลายหลากเดียวกันออกเป็นคอลัมน์ต่างๆ ภายในแต่ละคอลัมน์เส้นแนวนอนจะแสดงสถานะเฉพาะของโมเลกุลนั้น ๆ เส้นแนวนอนตัวหนาเป็นตัวแทนของขีด จำกัด ของสถานะพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ ภายในแต่ละสถานะพลังงานอิเล็กทรอนิกส์จะมีสถานะพลังงานไวโบรนิกหลายสถานะที่อาจอยู่คู่กับสถานะอิเล็กทรอนิกส์ โดยปกติจะแสดงเฉพาะบางส่วนของลักษณะเฉพาะของการสั่นสะเทือนเหล่านี้เนื่องจากมีการสั่นสะเทือนที่เป็นไปได้จำนวนมากในโมเลกุล สถานะพลังงานการสั่นสะเทือนแต่ละสถานะสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็นระดับพลังงานหมุนเวียน อย่างไรก็ตามแผนภาพ Jablonski ทั่วไปจะละเว้นระดับรายละเอียดที่เข้มข้นเช่นนี้ เมื่อสถานะพลังงานอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้นความแตกต่างของพลังงานจะน้อยลงอย่างต่อเนื่องในที่สุดก็กลายเป็นความต่อเนื่องที่สามารถเข้าใกล้กลศาสตร์คลาสสิกได้ นอกจากนี้เมื่อระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์เข้าใกล้กันมากขึ้นการทับซ้อนกันของระดับพลังงานไวโบรนิกจะเพิ่มขึ้น

รูปที่ 1: รากฐานของแผนภาพ Jablonski ทั่วไป

ด้วยการใช้เส้นตรงและเส้นโค้งตัวเลขเหล่านี้แสดงการเปลี่ยนแปลงระหว่างสถานะเฉพาะที่เกิดขึ้นจากการเปิดรับโมเลกุลไปยังความยาวคลื่นแสงเฉพาะ เส้นตรงแสดงการแปลงระหว่างโฟตอนของแสงและพลังงานของอิเล็กตรอน เส้นโค้งแสดงการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนโดยไม่มีปฏิสัมพันธ์กับแสง ภายในแผนภาพ Jablonski แสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนสามารถรับและกระจายพลังงานจากโฟตอนที่มีความยาวคลื่นเฉพาะได้อย่างไร ดังนั้นไดอะแกรมส่วนใหญ่เริ่มต้นด้วยลูกศรที่มาจากสถานะอิเล็กทรอนิกส์ภาคพื้นดินและจบด้วยลูกศรไปที่สถานะอิเล็กทรอนิกส์ภาคพื้นดิน

ที่มา: Jordan McEwen(UCD).(2020). Jablonski diagram[Online],สืบค้นเมื่อ 31 พฤษภาคม 2564.จาก. https://chem.libretexts.org/

บทที่ 3

วิธีการจัดทำโครงงาน

3.1 วัสดุและอุปกรณ์

3.1.1 น้ำยางพรีวัลคาไนซ์

3.1.2 สารเรืองแสงสีเขียว

องค์ประกอบของสารเรืองแสง

องค์ประกอบ

SrO

Al2O3

K2O

CaO

I2O5

สัดส่วนโดยน้ำหนัก(%)

69.98

22.93

6.20

1.03

0.26

ตารางที่ 6

ที่มา : พิชญ์ดนู ธวัชพันธุ และ จักรกฤษณ์ มหัจฉริยวงศ “ผลของสารเรืองแสงต่อการเรืองแสงและความแข็งของยางที่ผลิตจากน้ำยางคอมปาวด์” ใน การประชุมเสนอผลงานวิจัยระดับชาติ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมธิราช ครั้งที่ 7 (2017).

3.1.3 เครื่องผสมสารให้เป็นเนื้อเดียว (homogenizer)

3.1.4 เครื่องทดสอบความเข็มของแสง (Spectrofluoromrter Horiba fluoroMax – 4P)

3.1.5 เครื่องทดสอบการคงอยู่และการลดลงของสารเรืองแสง (Luminaneo meter Minolta LS-100)

3.2 วิธีการดำเนินงาน

3.2.1 เตรียมน้ำยางแล้วบ่มในอุณหภูมิห้อง 3 วัน

3.2.2 นำน้ำยางที่บ่มแล้วมาผสมกับสารเรืองแสง 5%,10%และ15% เพื่อหาปริมาณของสารเรืองแสงที่เหมาะสม

3.2.3 กวนน้ำยางผสมสารเรืองแสงด้วยความเร็ว 100 รอบต่อนาที เป็นเวลา 5 นาที

3.2.4 นำน้ำยางที่ได้ไปขึ้นรูปขนาด 5 x 5 เซนติเมตร มีความหนา 3 มิลลิเมตร แล้วอบด้วยอุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส จนน้ำยางแข็งตัว

3.2.5 ล้างทำความสะอาดด้วยการต้มที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 นาที พักไว้ให้แห้งแล้วนำไปทดสอบ

3.3 การวิเคราะห์สมบัติของชิ้นงานตัวอย่าง

3.3.1 การทดสอบความเข้มของการเรืองแสงใช้เครื่อง Spectrofluorometer (Horiba fluoroMax-4P) ที่ติดตั้ง ด้วยหลอดไฟอาร์คชีนอน 150 วัตต์ เป็นแหล่งพลังงานกระตุ้น โดยใช้ความยาวคลื่น 375 นาโนเมตร เพื่อวัดหาค่าความเข้ม ของการเรื่องแสงในช่วงความยาวคลื่นการปลดปล่อยแสงของสารเรืองแสง

3.3.2 การทดสอบการคงอยู่แสะการลดลงของการเรื่องแสงโดยใช้เครื่อง Luminance meter (Minolta LS-100) โดยตัวอย่างแต่ละชิ้นจะถูกกระตุ้นพลังงานด้วยหลอดฟลูออเรสเซนต์ (Philips tornado 12 w) ในห้องมืดเป็นเวลา 5 นาทีที่ อุณหภูมิห้อง หลังจากการกระตุ้นเสร็จแล้วจะวัดค่าความสว่างทันทีและวัดต่อจนถึงช่วงเวลาที่ 120 วินาที และรายงานผล ความสว่างตามเวลาที่กำหนด

3.3.3 การทดสอบการคงอยู่แสะการลดลงของการเรื่องแสงโดยใช้เครื่อง Luminance meter (Minolta LS-100) โดยตัวอย่างแต่ละชิ้นจะถูกนำไปตากแดดเป็นเวลา 6 ชั่วโมง หลังจากการกระตุ้นเสร็จแล้วจะวัดค่าความสว่างทันทีและวัดต่อจนถึงช่วงเวลาที่ 120 วินาที และรายงานผล ความสว่างตามเวลาที่กำหนด