Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเตรียมเซลลูโลสไมโครไฟบริลจากชานอ้อย/พอลิแล็กทิกแอซิดคอมพอสิต

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

PREPARATION OF BAGASSE MICROFIBRILLATED CELLULOSE/POLY(LACTIC ACID)COMPOSITES

Year (A.D.)

2014

Document Type

Thesis

First Advisor

กาวี ศรีกูลกิจ

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ประยุกต์และเทคโนโลยีสิ่งทอ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2014.848

Abstract

เซลลูโลสไมโครไฟบริลจากชานอ้อย ถูกเตรียมด้วยเทคนิคการการละลายร่วมกับการตกตะกอน โดยการละลายชานอ้อยในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์/ยูเรียที่อุณหภูมิเยือกแข็ง และใช้แป้งเพื่อเป็นตัวขัดขวางการรวมตัวเป็นกลุ่มก้อนของเซลลูโลส จากนั้นจึงตกตะกอนเจลเซลลูโลสในอ่างกรดไฮโดรคลอริก สัณฐานวิทยาของเซลลูโลสไมโครไฟบริลแสดงให้เห็นลักษณะเป็นโครงร่างตาข่ายด้วยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นใยช่วงระหว่าง 10-20 นาโนเมตร จากนั้นทำปฏิกิริยาแอซิทิเลชันด้วยไวนิลแอซิเตตมอนอเมอร์เพื่อปรับปรุงพื้นผิวของเซลลูโลสไมโครไฟบริล จากเทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี แสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของหมู่ฟังก์ชันแอซิเตตโดยเพิ่มตามอัตราส่วนของไวนิลแอซิเตตมอนอเมอร์ที่เพิ่มขึ้น เซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตแสดงอัตราการบวมตัวสูงที่สุด เนื่องจากบริเวณอสัณฐานที่เพิ่มขึ้น อีกทั้งหมู่แอซิเตตบนพื้นผิวยังช่วยขัดขวางการรวมตัวของอนุภาคเซลลูโลสไมโครไฟบริล โดยสามารถยืนยันได้ด้วยผลจากเทคนิคเอ็กซเรย์ดิฟแฟรกชัน จากสาเหตุการเกิดอันตรกิริยาของพันธะไฮโดรเจนระหว่างอนุภาคและอนุภาคของเซลลูโลสไมโครไฟบริลที่ลดลงส่งผลให้ความสามารถในการดูดซึมน้ำดีขึ้นด้วย จากการปรับปรุงพื้นผิวของเซลลูโลสไมโครไฟบริล หมู่แอซิเตตได้ขัดขวางการรวมกลุ่มกันเป็นก้อนใหม่ เป็นผลให้เซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตสามารถกระจายตัวได้ดีในพอลิแล็กทิกแอซิด จากการผสมเซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตกับพอลิแล็กทิกแอซิด ทำให้ได้รูปจากการส่องกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดที่แสดงให้เห็นพื้นผิวที่เรียบเนียนเป็นเนื้อเดียวกัน เนื่องจากเซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตมีหมู่แอซิเตตที่ช่วยทำให้เกิดอันตรกิริยากับหมู่เอสเทอร์ของพอลิแล็กทิกแอซิดได้ดีขึ้นและจากเทคนิคดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริเมทรี แสดงค่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วที่ลดลงของเซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตต/พอลิแล็กทิกแอซิดคอมพอสิต ซึ่งแสดงถึงความเข้ากันได้ดีระหว่างเซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตกับพอลิแล็กทิกแอซิด จึงทำให้คาดว่าวัสดุคอมพอสิตที่ได้จะมีความยืดหยุ่นตัวมากขึ้นเมื่อเทียบพอลิแล็กทิกแอซิดบริสุทธิ์

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ฺBagasse microfibrillated cellulose (MFC) was successfully prepared using the dissolution/precipitation technique by dissolving bagasse pulp in cooled NaOH/Urea solution using starch as anti-coagulating agent and followed by precipitating in an HCl bath. The morphology of MFC exhibited the web-like fiber network with the fiber diameter in the range of 10-20 nm. Further, the surface modification of MFC by acetylation with vinyl acetate was carried out. FTIR spectra indicated that the acetate group content increased with an increase in the concentration of vinyl acetate employed. As a result of the surface modification, the percent swelling of acetylated MFC was the highest due to its amorphous structure as evidenced by XRD analysis. Moreover, the intermolecular hydrogen bonding among MFC particles was reduced, further enhancing the water absorbability. The amorphous structure was derived from the presence of steric acetate side group which prevented the orientation of cellulose chains. In addition, acetate groups on MFC surface deterred MFC particles from re-packing, resulting in soft agglomeration. As a result, acetylated MFC particles were well-dispersed in poly(lactic acid) (PLA). The compatibility of acetylated MFC with PLA was observed. Due to the influence of acetylated MFC, Tg of the acetylated MFC/PLA composites was shifted to lower temperature when compared to unmodified MFC/PLA composites. It was expected that the acetylated MFC/PLA composites would exhibit more flexibility than virgin poly(lactic acid).

Link to Full Text

Share

COinS