การพัฒนากระบวนการคอมพาวด์เพื่อการผลิตคอมพอสิทชีวภาพจากพอลิแลกติกแอซิดและเส้นใยนาโนเซลลูโลส และสมบัติของคอมพอสิทดังกล่าว

บทคัดย่อ

ปัจจุบันคอมพอสิทชีวภาพได้รับความสนใจในการนำมาใช้งานมากขึ้น พอลิแลกติกแอซิดหรือพีแอลเอ เป็นหนึ่งในพลาสติกชีวภาพที่มีศักยภาพต่อการนำมาพัฒนาเพื่อใช้งาน ในงานวิจัย ทำการศึกษาถึงกระบวนการคอมพาวน์เพื่อการเตรียมพีแอลเอคอมพอสิทที่มีเส้นใยนาโนเซลลูโลสเป็นวัสดุเสริมแรง โดยเส้นใยนาโนเซลลูโลสที่ใช้ทำการสกัดจากขี้เลื่อยไม้ยางพาราด้วยวิธีทางเคมีและทางกล มีการศึกษาถึงผลของปัจจัยต่างๆที่มีต่อกระบวนการสกัดเส้นใยและสมบัติของเส้นใยที่ได้ โดยเส้นใยนาโนเซลลูโลสที่สกัดได้จะนำไปคอมพาวน์กับพีแอลเอ โดยใช้วิธีการหลอมผสมในเครื่องผสมแบบกะและแบบต่อเนื่องชนิดเครื่องอัดรีดสกรูคู่ มีการศึกษาผลของการใช้น้ำยางธรรมชาติเพื่อเป็นสารช่วยพาเส้นใย คอมพอสิทที่เตรียมขึ้นมีการทดสอบสมบัติทางกล ทางความร้อน และทางไดนามิกส์ ผลการทดลองพบว่าสามารถสกัดเส้นใยนาโนเซลลูโลสจากขี้เลื่อยไม้ยางพาราได้โดยใช้วิธีการบำบัดทางเคมีร่วมกับการบำบัดทางกล เส้นใยที่ได้มีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วงนาโนเมตร และมีความยาวในระดับไมครอน การใช้น้ำยางธรรมชาติเป็นสารช่วยพาเส้นใย ช่วยให้การป้อนเส้นใยลงในเครื่องหลอมผสมง่ายขึ้น ลดการเกาะกันของเส้นใย และส่งผลให้คอมพอสิทที่ได้มีสมบัติด้านความเหนียวและการรับแรงกระแทกดีขึ้นอีกด้วย นอกจากนี้ยังพบว่าสมบัติของคอมพอสิทที่อุณหภูมิห้องขึ้นกับสมบัติของพีแอลเอเป็นหลัก ในขณะที่ผลของเส้นใยนาโนเซลลูโลสจะเห็นได้ชัดเจนที่การใช้งานที่อุณหภูมิสูง และพบว่าหากนำคอมพอสิทไปทำการการบ่ม (anneal) ที่อุณหภูมิ 120 ?C เป็นเวลา 30 min จะทำให้คอมพอสิทมีสมบัติที่อุณหภูมิสูงดีขึ้นอีก เช่นการเติมเส้นใยเพียง 3 % ให้คอมพอสิทที่มีค่าโมดุลัสสะสมที่อุณหภูมิ 105 ?C สูงขึ้นถึง 3 เท่า และมีอุณหภูมิโก่งตัว (HDT) สูงถึง 73.3 ?C ซึ่งผลดังกล่าวแสดงถึงการคงรูปต่อการใช้งานที่อุณหภูมิสูงที่ดีขึ้นนั่นเอง และจากงานวิจัยยังพบว่าการเตรียมคอมพอสิทโดยใช้เครื่องอัดรีดสกรูคู่ ทำให้ได้คอมพอสิทที่มีค่าการดึงยืดและการรับแรงกระแทก ดีกว่ากรณีที่เตรียมโดยใช้เครื่องผสมแบบกะ ทั้งนี้เป็นผลมาจากแรงเฉือนที่มีมากกว่าทำให้ได้อนุภาคของเม็ดยางขนาดเล็กที่กระจายตัวอย่างทั่วถึงในเนื้อพอลิเมอร์นั่นเอง

คำสำคัญ