Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Preparation of gelatinized strach/polylactide blends

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การเตรียมพอลิเมอร์ผสมระหว่างแป้งเจลาติไนซ์และพอลิแลกไทด์

Year (A.D.)

2008

Document Type

Thesis

First Advisor

Duangdao Aht-Ong

Second Advisor

Pranut Potiyaraj

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Applied Polymer Science and Textile Technology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2008.1046

Abstract

Biodegradable polymer blends between gelatinized starches (GS) with polylactide (PLA) prepared at various blends compositions were studied. The effects of starch, plasticizer, and compatibilizer content on the physical, thermal, morphological, and mechanical properties of blend films were investigated. Two types of starches namely tapioca and corn starches were compared; whereas, three types of plasticizers used in the films were glycerol, propylene glycol (PG), and poly(ethylene glycol) 400 (PEG400). In addition, methylenediphenyl diisocyanate (MDI) was used as a compatibilizer to improve the interfacial interaction between plasticized PLA and gelatinized starch phases. GS content was varied from 0 to 40 wt%, while MDI content was differed from 0 to 10 wt% based on the GS content of blends composition. Biodegradation of the blend films was evaluated by soil burial test, and followed by measuring the changes in physical appearance, weight loss, and tensile properties of the films. The results showed that plasticized PLA with 10% PEG400 and GS with 25% glycerol had appropriate physical, thermal, and mechanical properties. The suitable blend composition between gelatinized starches and plasticized PLA (40:60) was the presence of 1.25% MDI, leading to an increase in the tensile properties compared with the film without a compatibilizer due to the interfacial adhesion improvement between two phases, as evidenced by the morphological results. Furthermore, the tensile properties of the films slightly decreased with increasing amount of GS, whereas the biodegradation rates obviously increased. However, the presence of MDI inhibited the biodegradation efficiency of the blend films. These results are in agreement with water absorption isotherm of the films.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมพอลิเมอร์ผสมที่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพระหว่างแป้งเจลาติไนซ์ และพอลิแลกไทด์ที่อัตราส่วนต่างๆโดยศึกษาผลของปริมาณแป้ง พลาสติไซเซอร์และสารช่วยผสมที่มีต่อสมบัติทางกายภาพ สมบัติทางความร้อน ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและสมบัติเชิงกลของพอลิเมอร์ผสมที่เตรียมได้โดยในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาเปรียบเทียบแป้ง 2 ชนิดคือ แป้งมันสำปะหลังและแป้งข้าวโพด และพลาสติไซเซอร์ 3 ชนิดคือ กลีเซอรอล โพรพิลีนไกลคอลและพอลิเอทิลีนไกลคอล400 นอกจากนี้ยังใช้เมทิลีนไดฟีนิลไดไอโซไซยาเนตเป็นสารช่วยผสมเพื่อช่วยปรับปรุงอันตรกิริยาภายในระหว่างแป้งเจลาติไนซ์และพอลิแลคไทด์ ทำการขึ้นรูปฟิล์มโดยใช้แป้งเจลาติไนซ์และเมทิลีนไดฟีนิลไดไอโซไซยาเนตในปริมาณร้อยละ 0 ถึง 40 และ 0 ถึง 10 โดยน้ำหนักตามลำดับ ศึกษาการสลายตัวทางชีวภาพของฟิล์มโดยการทดสอบการฝังดินและติดตามการสลายตัวทางชีวภาพด้วยการศึกษาการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางกายภาพ การเปลี่ยนแปลงน้ำหนัก รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสมบัติความทนแรงดึง ผลการศึกษาพบว่า พอลิแลคไทด์ที่ถูกพลาสติไซด์ด้วยพอลิเอทิลีนไกลคอล 400 ที่ปริมาณร้อยละ 10 โดยน้ำหนักและแป้งที่ถูกเจลาติไนซ์ด้วยกลีเซอรอลปริมาณร้อยละ 25 โดยน้ำหนัก มีสมบัติทางกายภาพ สมบัติทางความร้อนและสมบัติเชิงกลที่เหมาะสม อัตราส่วนการผสมที่เหมาะสมระหว่างแป้งเจลาติไนซ์และพอลิแลคไทด์ที่ 40 ต่อ 60 คือ การเติมเมทิลีนไดฟีนิลไดไอโซไซยาเนตที่ปริมาณร้อยละ 1.25 โดยช่วยให้สมบัติความทนแรงดึงของฟิล์มพอลิเมอร์ผสมมีค่าที่เพิ่มขึ้นเปรียบเทียบกับฟิล์มที่ปราศจากการเติมสารช่วยผสม ทั้งนี้เนื่องจากการที่เมทิลีนไดฟีนิลไดไอโซไซยาเนตสามารถช่วยปรับปรุงความเข้ากันได้ของพอลิเมอร์ผสมให้ดีขึ้น ซึ่งยืนยันได้จากผลของลักษณะทางสัณฐานวิทยา นอกจากนี้พบว่า สมบัติความทนแรงดึงของฟิล์มพอลิเมอร์ผสมมีค่าลดลงเล็กน้อยเมื่อปริมาณแป้งเจลาติไนซ์เพิ่มขึ้น ขณะที่อัตราการย่อยสลายทางชีวภาพเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตามพบว่า การเติมสารช่วยผสมลงไปในฟิล์มพอลิเมอร์ผสมนั้นกลับทำให้ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของฟิล์มมีค่าลดลง ซึ่งผลการทดลองดังกล่าวสอดคล้องกับผลการดูดซึมน้ำของฟิล์มพอลิเมอร์ผสม

Link to Full Text

Share

COinS