Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Poly(lactic acid) bacterial cellulose-graft-poly(methyl methacrylate) composite
Year (A.D.)
2021
Document Type
Thesis
First Advisor
กาวี ศรีกูลกิจ
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Material Science (ภาควิชาวัสดุศาสตร์)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ประยุกต์และเทคโนโลยีสิ่งทอ
DOI
10.58837/CHULA.THE.2021.861
Abstract
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมและศึกษาสมบัติของวัสดุเชิงประกอบพอลิแล็คติกแอซิด/แบคทีเรียเซลลูโลส-กราฟต์-พอลิเมทิลเมทาคริเลต โดยสังเคราะห์แบคทีเรียเซลลูโลส-กราฟต์-พอลิเมทิลเมทาคริเลตด้วยกระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชันที่อัตราส่วนระหว่าง BC:MMA ที่ 1:1 และ 1:5 โดยมี K2S2O8 เป็นตัวริเริ่มปฏิกิริยา จาก FTIR สเปกตรัมของแบคทีเรียเซลลูโลส-กราฟต์-พอลิเมทิลเมทาคริเลต (BC1:5) พบค่าการดูดกลืนรังสีอินฟราเรดของหมู่คาร์บอนิล (C=O) ขึ้นที่ตำแหน่ง 1725 cm-1 โดยคาดว่าเป็นส่วนของ PMMA ที่ถูกกราฟต์ลงบนแบคทีเรียเซลลูโลส ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีด้วยเทคนิค NMR รวมไปถึงการวิเคราะห์พฤติกรรมทางความร้อนด้วยเทคนิค TGA และ DSC ยืนยันได้ว่ามีการกราฟต์ PMMA ลงบนแบคทีเรียเซลลูโลสได้สำเร็จ จากนั้นนำแผ่นแบคทีเรียเซลลูโลส-กราฟต์-พอลิเมทิลเมทาคริเลตที่เตรียมได้ไปทำการลามิเนตกับแผ่นพอลิแล็คติกแอซิดด้วยเครื่องอัดแบบ แล้วนำแผ่นลามิเนตพอลิแล็คติกแอซิดที่ได้ไปศึกษาลักษณะสัณฐานวิทยา สมบัติทางความร้อน สมบัติเชิงกล และการย่อยสลายด้วยวิธีฝังกลบ จากการศึกษาพบว่าลักษณะสัณฐานวิทยาของแผ่นลามิเนตพอลิแล็คติกแอซิดกับแบคทีเรียเซลลูโลส-กราฟต์-พอลิเมทิลเมทาคริเลต (BC1:5) มีการยึดเกาะที่ดีกว่าแบคทีเรียเซลลูโลสบริสุทธิ์และ BC1:1 จากการศึกษาสมบัติทางความร้อนพบว่าแผ่นลามิเนตพอลิแล็คติกแอซิดกับแบคทีเรียเซลลูโลส-กราฟต์-พอลิเมทิลเมทาคริเลตสูตร BC1:5 มีเสถียรภาพทางความร้อนมากที่สุด และจากการศึกษาสมบัติเชิงกลของแผ่นลามิเนตพอลิแล็คติกแอซิดกับแบคทีเรียเซลลูโลส-กราฟต์-พอลิเมทิลเมทาคริเลตพบว่ามีค่ายังส์มอดุลัสเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับพอลิแล็คติกแอซิดบริสุทธิ์ นอกจากนี้การทดสอบการย่อยสลายด้วยวิธีการฝังกลบ พบว่าแผ่นลามิเนตพอลิแล็คติกแอซิดที่เสริมแรงด้วยแบคทีเรียเซลลูโลสส่งผลต่อการย่อยสลายที่เร็วขึ้น
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The objective of this research was to prepare and study the properties of poly(lactic acid)/bacterial cellulose-graft-poly(methyl methacrylate) composite. The poly(methyl methacrylate) grafted bacterial cellulose (BC-g-PMMA) was prepared by emulsion polymerization. The grafting was carried out using BC:MMA monomer ratios of 1:1 and 1:5 using K2S2O8 as initiator. FTIR spectrum of BC-g-PMMA (BC1:5) showed strong intensity peak at 1725 cm-1, corresponding to PMMA carbonyl absorption band. From NMR spectra of BC1:5, chemical shift were observed at 177.5 and 15.9 ppm which were responsible for the carbonyl carbon atom of the PMMA. TGA and DSC results showed that BC1:5 exhibited stepwise degradation and glass transition temperature at 117 ºC which confirmed the successful grafting reaction. Then, PLA/BC-g-PMMA/PLA laminate sheet were prepared using compression molding machine. The morphology, thermal, mechanical and degradation properties were examined. Good adhesion between BC-g-PMMA and PLA were revealed by SEM analysis. TGA results showed that the PLA laminates exhibited an improved thermal stability when compared to virgin PLA. The PLA laminated with BC-g-PMMA showed a higher young’s modulus and flexural modulus than virgin PLA. In addition, the degradation properties also showed that the PLA laminates degrade faster than virgin PLA.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
เพ็ชระ, ฐาปนี, "วัสดุเชิงประกอบพอลิแล็คติกแอซิด/แบคทีเรียเซลลูโลส-กราฟต์-พอลิเมทิลเมทาคริเลต" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 5403.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/5403