การวัดสมบัติเชิงความร้อนของชิ้นส่วนรถยนต์บางชนิดที่เป็นพลาสติกด้วยเทคนิค DSC และ TGA

Abstract

บทคัดย่อ

               ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุทางรถยนต์ ในสถานที่เกิดเหตุเรามักจะพบชิ้นส่วนพลาสติกของรถยนต์ขนาดเล็กๆ วัตถุเหล่านี้อาจเป็นวัตถุพยานที่สำคัญ หากมีการก่ออาชญากรรมที่เกี่ยวข้องกับอุบัติเหตุครั้งนั้น วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้ เพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติทางความร้อน ( Thermal Analysis) ของตัวอย่างพลาสติกที่เป็นส่วนประกอบภายนอกของรถยนต์ โดยเก็บตัวอย่างพลาสติกที่เป็นชิ้นส่วนของรถยนต์ จำนวน 17 ตัวอย่าง แล้วนำมาวิเคราะห์ด้วยเทคนิคทางความร้อนคือ Differential Scanning Calorimetry (DSC) และ Thermogravimetric Analysis (TGA) โดยมีจุดประสงค์เพื่อระบุชนิดของตัวอย่าง และชนิดของพลาสติกที่ใช้ในการทำตัวอย่างนั้น เทอร์โมแกรม (Thermogram) ที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค DSC แสดงให้เห็นว่ามีตัวอย่าง 7 ตัวอย่างมี Peak แบบดูดกลืนความร้อน 2 Peak โดย Peak ที่ 1 มีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 162-221 °C, มีค่า DH 1.25-3.30 J/g และ Peak ที่ 2 เกิดขึ้นที่อุณหภูมิในช่วง 410-476 °C, มี DH อยู่ในช่วง 11.17-17.90 J/g ส่วนตัวอย่างอื่นๆอีก 10 ตัวอย่าง พบ Peak แบบดูดกลืนความร้อนเพียง 1 Peak ที่อุณหภูมิในช่วง 335-484 °C, มีค่า DH อยู่ในช่วง 5.76-20.54 J/g ส่วนการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค TGA ผลการทดลองที่ได้แสดงในรูปของอุณหภูมิ Onset temperature ของการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของตัวอย่าง โดยตัวอย่างเหล่านี้มี 3 ตัวอย่างที่แสดงการเปลี่ยนแปลงมวล 2 ครั้ง โดยมีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 115.9-372.9 °C และ 388.6-931.2 °C และมีเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักที่หายไปอยู่ในช่วง 1.95-21.97 % และ 27.80-98.58 % ตามลำดับ ในตัวอย่างอื่นๆ อีก 14 ตัวอย่าง จากเทอร์โมแกรม แสดงอุณหภูมิเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงน้ำหนัก 1 ครั้ง โดยมีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 389.1-527.4 °C และมีเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักที่หายไปอยู่ในช่วง 37.90-100.00 % จากผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค DSC และ TGA เราสามารถจำแนกตัวอย่างเป็น 3 กลุ่ม โดยกลุ่มแรกเป็นตัวอย่างพลาสติกที่ทำมาจาก Polypropylene ได้แก่ กันชนหน้ารถ, กรอบทะเบียนรถ และกรอบพลาสติกของไฟหน้ารถ ในกลุ่มที่ 2 ประกอบด้วย Skirt ด้านข้างรถ, กันชนหลังรถ และพลาสติของกระจกมองข้าง ตัวอย่างพลาสติกเหล่านี้ ทำมาจาก Acrylonitrile styrene acrylate ส่วนในกลุ่มสุดท้าย ไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นพลาสติกประเภทใด อย่างไรก็ตามผลการทดลองที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค DSC และ TGA แสดงความเป็นไปได้ที่จะใช้บ่งชี้ลักษณะเฉพาะของตัวอย่างพลาสติก ที่เก็บไปตรวจพิสูจน์ในทางนิติวิทยาศาสตร์

Abstract

               Small pieces of plastic autoparts are commonly found in the scenes of car accidents. These objects can be important evidence if the accident was related to criminal activity. The objective of this study is to examine the thermal property of plastic samples of the exterior parts of car. Seventeen samples of autoparts were collected and thermal analyses of the samples were carried out by using the techniques of Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The aim was to identify the samples and types of plastic used for the samples. In the DSC Thermograms of seven samples, two endothermic peaks were observed in the temperature range of 162-476 °Cwith the ∆H values in the range of 11.17-17.90 J/g. The DSC Thermograms of the other ten samples displayed only one endothermic peak at the temperature ranging from 335 °C to 484 °C and the corresponding ∆H values were in the range of 5.76-20.54 J/g. The TGA analysis provided a Thermogram of the onset temperature of the mass change in the sample. Three samples gave two onset temperatures in the range of 115.9-372.9 °C and 388.6-931.2 °C with the percentages of mass loss in the range of 1.95-21.97 % and 27.80-98.58 % respectively. The other fourteen samples were found to have the TGA Thermograms with only one onset temperature in the temperature range of 389.1-527.4 °C and the percentages of mass loss were in the range of 37.90-100.00 %. From the DSC and TGA data, we were able to distinguish the samples into three groups. The first group is for the samples of the autoparts made of polypropylene, namely the front bumper, the license plate frame and the frame of headlight lens. The samples in the second group are the side skirt, the rear bumper and the plastic part of outside-rear-view mirror. These samples are made of acrylonitrile styrene acrylate. The last group is for the other samples of which we could not identify the plastic type. However, the results from this study have demonstrated the possibility of using the two techniques in the identification of plastic samples collected for forensic examination.