ยางธรรมชาติดัดแปรเสริมแรงด้วยนาโนเซลลูโลสจากกากมันสำปะหลัง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับการเตรียมกากมันสำปะหลังเพื่อใช้เป็นสารตัวเติมในพอลิเมอร์ ประกอบจากยางธรรมชาติ โดยได้ทำการศึกษาผลของปริมาณกากมันสำปะหลังต่อสมบัติเชิงกล สมบัติทางสัณฐานวิทยาและสมบัติเชิงความร้อนของพอลิเมอร์คอมพอสิทชีวภาพระหว่างยางธรรมชาติและกากมันสำปะหลัง กากมันสำปะหลังใช้ในการเตรียมเส้นใยนาโนเซลลูโลส โดยเริ่มจากการนำกากมันสำปะหลังผ่านการปรับสภาพด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และนำไปฟอกต่อในสารละลายฟอกขาวโซเดียมคลอไรท์ สุดท้ายนำเส้นใยที่ได้ผ่านกระบวนการปรับสภาพด้วยกรด โดยในขั้นสุดท้ายนี้เลือกกรดซัลฟูริกและกรดไฮโดรคลอริกเพื่อเปรียบเทียบผลของการปรับสภาพเส้นใย โดยงานวิจัยนี้ศึกษาสมบัติทางสัณฐานวิทยาของเส้นใยที่ได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสะท้อน ภาพสัณฐานวิทยาของเส้นใยนาโนเซลลูโลสที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดซัลฟูริกที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสะท้อนพบว่าเส้นใยนาโนเซลลูโลสที่ได้มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10-30 นาโนเมตร โดยผลการวัดค่าดูดกลืนแสงอินฟาเรดได้แสดงให้เห็นว่าส่วนที่ไม่ใช่เซลลูโลสในตัวอย่างได้ถูกกำจัดออกไป นอกจากนี้ยังพบว่าปริมาณผลึกเพิ่มขึ้นเมื่อตัวอย่างผ่านกระบวนการปรับสภาพในแต่ละขั้น นอกจากนี้เมื่อทำการวัดสมบัติทางความร้อนพบว่าเส้นใยนาโนเซลลูสโลสมีความเสถียรต่อความร้อนมากกว่ากากมันสำปะหลัง พอลิเมอร์คอมพอสิทระหว่างยางธรรมชาติและกากมันสำปะหลัง เตรียมโดยการผสมกากมันสำปะหลังและยางธรรมชาติด้วยเครื่องผสมแบบสองลูกกลิ้ง โดยมีการใช้ยางธรรมชาติดัดแปรด้วยไกลซิดิลเมทาคริเลตเป็นตัวเชื่อมผสาน โดยในการวิจัยนี้ศึกษาผลของปริมาณของกากมันสำปะหลังต่อสมบัติของพอลิเมอร์คอมพอสิทระหว่างยางธรรมชาติและกากมันสำปะหลัง พบว่าค่าความทนต่อแรงดึงยืดของพอลิเมอร์คอมพอสิทจะเพิ่มขึ้นเมื่อทำการเพิ่มปริมาณของกากมันสำปะหลังจนถึงปริมาณกากมันสำปะหลังที่ 20 ส่วนใน 100 ส่วนของยาง ความสามารถในการดึงยืดของพอลิเมอร์คอมพอสิทไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเพิ่มปริมาณของกากมันสำปะหลัง และนอกจากนี้พบว่ามอดุลลัสของพอลิเมอร์คอมพอสิทมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อทำการเพิ่มปริมาณของกากมันสำปะหลัง พอลิเมอร์คอมพอสิทระหว่างเส้นใยนาโนเซลลูโลส พอลิแลคติแอซิตกับยางธรรมชาติเตรียมโดยการผสมยางธรรมชาติ เส้นใยนาโนเซลลูโลสและสารที่ทำให้ยางคงรูปด้วยเครื่องผสมแบบสองลูกกลิ้ง หลังจากนั้นยางผสมที่ได้จะถูกนำไปหลอมผสมกับพอลิแลคติกแอซิดในเครื่องผสมระบบปิด ยางธรรมชาติดัดแปรใช้เป็นตัวเชื่อมผสานในระบบนี้ ศึกษาผลของปริมาณยางธรรมชาติ ปริมาณตัวเชื่อมผสาน และปริมาณของเส้นใยนาโนเซลลูโลสต่อสมบัติเชิงกล สมบัติทางสัณฐานวิทยา และสมบัติเชิงความร้อน พบว่าค่าความทนต่อแรงกระแทกและความทนต่อแรงดึงยืดมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณของยางธรรมชาติในพอลิเมอร์คอมพอสิท นอกจากนี้ มีการศึกษาเกี่ยวกับพฤติกรรมการเกิดผลึกในของพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิแลคติแอซิตกับยางธรรมชาติโดยเปรียบเทียบทั้งที่เติมและไม่เติมเส้นใยนาโนเซลลูโลสจากกากมันสำปะหลัง พบว่าอัตราการเติบโตของผลึกพอลิแลคติกแอซิดจะเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณของยางธรรมชาติ และอัตราการเติบโตของผลึกพอลิแลคติกแอซิตมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อทำการเติมเส้นใยนาโนเซลลูโลสจากกากมันสำปะหลัง

คำสำคัญ