Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Graft copolymerization of hydrolyzed cassava starch-acrylamide/acrylic acid by gamma irradiation

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

กราฟต์โคพอลิเมอไรเซชันของแป้งมันสำปะหลังไฮโดรไลซ์-อะคริลาไมด์/กรดอะคริลิกโดยการฉายรังสีแกมมา

Year (A.D.)

1999

Document Type

Thesis

First Advisor

Suda Kiatkamjomwong

Second Advisor

Manit Sonsuk

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petrochemistry and Polymer Science

DOI

10.58837/CHULA.THE.1999.1437

Abstract

Graft copolymerization of acrylamide and/or acrylic acid onto cassava starch by a simultaneous irradiation technique using gamma-rays as the initiator were studied via various parameters of importance: monomer-to-cassava starch ratio, total dose (kGy), dose rate (kGy hr-1), acrylamide-to-acrylic acid ratio, and the addition of nitric acid and maleic acid as the additives. Homopolymers of acrylamide and acrylic acid and their free copolymer were the by-products of graft copolymerization, which were removed later by water or methanol extraction. The purified graft copolymer was subsequently saponified with a 5% aqueous solution of potassium hydroxide at room temperature to convert the carboxylic group of acrylic acid to a carboxylate group. Grafting parameters denoting the degree of grafting copolymerization were determined in terms of the percentage of homopolymer, grafting efficiency, add-on, and grafting ratio in relation to the water absorption. he graft copolymer produced with monomer-to-cassava starch ratio 2:1, total dose 6.0 kGy, dose rate 2.24 kGy hr-1, and acrylamide-to-acrylic acid ratio 70:30 gave the saponified copolymer having the highest water absorption in distilled water, as high as 1142 g g-1 of its dry weight. The water absorption of this saponified graft copolymer in sodium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, and buffer solutions was also measured. The water absorption depended largely on the type and concentration of salt solutions and pH of buffer solutions. FTIR was used to follow up the chemical changes of grafting and saponification, EA was used to investigate the optimum time for saponification by determining the elemental composition of the saponified products, and SEM was used to study the surface morphology.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาปฏิกิริยากราฟต์โคพอลิเมอไรเซชันของอะคริลาไมด์ และ/หรือกรดอะคริลิก บนแป้ง มันสำปะหลัง โดยริเริ่มปฏิกิริยาด้วยวิธีการฉายรังสีแกมมาพร้อมกัน ศึกษาผลของตัวแปรที่สำคัญ ได้แก่ อัตราส่วนของมอนอเมอร์ต่อแป้งมันสำปะหลัง ปริมาณรังสี ปริมาณอัตราการเปล่งรังสี อัตราส่วนของอะคริลาไมด์ต่อกรด อะคริลิก และการเติมสารเติมแต่งต่าง ๆ เช่น กรดไนตริก และกรดมาเลอิก เป็นต้น ที่มีต่อปฏิกิริยาการเกิดกราฟต์ผลพลอยได้จากปฏิกิริยากราฟต์โคพอลิเมอไรเซชันคือ โฮโมพอลิเมอร์ของมอนอเมอร์ทั้งสองชนิด และโคพอลิเมอร์อิสระของมอนอเมอร์ทั้งสอง เมื่อผ่านกระบวนการแยกเอาผลพลอยได้จากปฏิกิริยาออก โดยการสลัดด้วยน้ำ หรือเมทานอล จึงได้กราฟต์โคพอลิเมอร์ นำกราฟต์โคพอลิเมอร์ที่ได้มาทำปฏิกิริยาสะพอนิพิเคชันด้วยสารละลาย โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ความเข้มข้นร้อยละ 5 ที่อุณหภูมิห้อง เพื่อเปลี่ยนหมู่คาร์บอซิลิกแอซิดของกรดอะคริลิกให้เป็นหมู่คาร์บอชิเลต หาตัวแปรการกราฟต์ที่เป็นตัวบ่งชี้ระดับการเกิดปฏิกิริยากราฟต์โคพอลิเมอไรเซชัน อันได้แก่ ร้อยละการเกิดโฮโมพอลิเมอร์ ร้อยละของประสิทธิภาพการเกิดกราฟต์โคพอลิเมอร์ และร้อยละของอัตราส่วน กราฟต์โคพอลิเมอร์ ซึ่งมีความสัมพันธ์กับความสามารถในการดูดซึมน้ำ กราฟต์โคพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์ได้จากภาวะที่อัตราส่วนของมอนอเมอร์ต่อแป้งมันสำปะหลังเท่ากับ 2:1 ปริมาณรังสี 6.0 กิโลเกรย์ ปริมาณอัตราการเปล่งรังสี 2.24 กิโลเกรย์ต่อชั่วโมง และอัตราส่วนของอะคริลาไมด์ต่อกรดอะคริลิกเท่ากับ 70:30 เมื่อผ่านการทำปฏิกิริยาสะพอนิฟิเคชันแล้วมีความสามารถในการดูดซึมน้ำกลั่นสูงถึง 1142 กรัมต่อกรัมของพอลิเมอร์แห้ง และเมื่อทดสอบการดูดซึมน้ำของพอลิเมอร์นี้ในสารละลายโซเดียมคลอไรด์สารละลายแมกนีเซียมคลอไรด์ สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ และสารละลายบัฟเฟอร์ พบว่าความสามารถในการดูดซึมน้ำขึ้นอยู่กับชนิดและความเข้มข้นของสารละลายเกลือ และค่าความเป็นกรด-เบสของสารละลายบัฟเฟอร์ นอกจากนี้ได้ตรวจสอบขั้นตอนต่าง ๆ ในการเกิดปฏิกิริยาโดยใช้ FTIR ศึกษาหาระยะเวลาที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาสะพอนิฟิเคชันด้วยการวิเคราะห์หาองศ์ประกอบของธาตุโดยใช้วิธีวิเคราะห์ธาตุ และพิจารณาลักษณะพื้นผิวโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบกราด

Link to Full Text

Share

COinS