Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

สมบัติฟิล์มพอลิแล็กติกแอซิดเสริมแรงด้วยไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลสจากซังข้าวโพด

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Properties of poly(lactic acid) film reinforced with microfibrillated cellulose from corn cobs

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

สิรีรัตน์ จารุจินดา

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

ปิโตรเคมีและวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.851

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการเตรียมและปรับปรุงสมบัติของฟิล์มพอลิแล็กติกแอซิดด้วยสารเสริมแรงเส้นใยไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลสจากซังข้าวโพดซึ่งเป็นวัตถุดิบที่เหลือใช้ทางเกษตรที่พบมากในประเทศไทย โดยนำเซลลูโลสที่สกัดได้จากซังข้าวโพดมาผสมกับสารละลายผสมโซเดียมไฮดรอกไซด์/ยูเรีย และปั่นกวนผสมด้วยเครื่องปั่นกวนผสมความเร็วสูง โดยปรับเปลี่ยนเวลาในการปั่นกวนผสม (10, 20, 30, 40 และ 50 นาที) แล้วนำสารแขวนลอยที่ได้มาแช่แข็งที่อุณหภูมิ -13 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นนำออกมาปั่นกวนช้าๆจนถึงอุณหภูมิห้อง ได้สารละลายไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลส จากนั้นนำสารละลายไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลสกับสารละลายพอลิไวนิลแอลกอฮอล์มาเชื่อมขวางทางกายภาพหรือเชื่อมขวางทางเคมีโดยใช้อิพิคลอโรไฮดรินเป็นสารเชื่อมขวาง ก่อนนำไปผสมกับสารละลายพอลิแล็กติกแอซิดในอัตราส่วนต่างๆ (99:1, 97:3, 95:5) และขึ้นรูปเป็นฟิล์มพอลิแล็กติกแอซิดคอมพอสิตโดยเทคนิคการหล่อแบบด้วยตัวทำละลาย เมื่อนำฟิล์มพอลิแล็กติกคอมพอสิตที่เตรียมได้ไปทดสอบสมบัติเชิงกลพบว่าความทนแรงดึงและความยืด ณ จุดขาดของฟิล์มพอลิแล็กติกแอซิดเพิ่มขึ้นและดีที่สุดเมื่อเสริมแรงด้วยเส้นใยไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลสที่ใช้เวลาการปั่นกวนผสม 20 นาที ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเลือกเวลาในการปั่นกวนผสม 20 นาทีเพื่อเตรียมเส้นใยไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลส/พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ที่ผ่านและไม่ผ่านการเชื่อมขวางและศึกษาผลของสารเสริมแรงที่แตกต่างกันดังกล่าวต่อสมบัติเชิงกลของฟิล์มพอลิแล็กติกแอซิด พบว่าฟิล์มพอลิแล็กติกแอซิดที่เสริมแรงด้วยเส้นใยไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลส/พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ที่เชื่อมขวางทางเคมีมีความทนแรงดึงและความยืด ณ จุดขาดสูงสุด นอกจากนี้อัตราส่วนระหว่างพอลิแล็กติกแอซิดกับเส้นใยไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลส/พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ที่ 99 ต่อ 1 ในฟิล์มพอลิแล็กติกแอซิดคอมพอสิตทุกสูตร มีสมบัติเชิงกลดีที่สุด อย่างไรก็ตามการเสริมแรงด้วยเส้นใยไมโครไฟบริลเลเตดเซลลูโลสในฟิล์มพอลิแล็กติกแอซิดทุกสูตรไม่สามารถช่วยปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนเนื่องจากการเข้ากันไม่ดีระหว่างเฟส

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research aims to prepare and improve properties of poly(lactic acid) (PLA) film by using microfibrillated cellulose (MFC) from corn cob, which is an abundant agricultural waste in Thailand, as a reinforcing filler. Extracted cellulose from corn cob was mixed with sodium hydroxide/urea mixed solution and followed by homogenizing with high-speed homogenizer in various times (10, 20, 30, 40 and 50 minutes). The MFC suspension was then frozen at -13°C for 24 h and thawed and stirred at room temperature to obtain MFC solution. Then the MFC solution and polyvinyl alcohol (PVA) solution were physical crosslinked (freeze/thaw cycle) or chemical crosslinked (epichlorohydrin as a crosslinking agent). MFC/PVA solution was mixed with PLA solution in various ratios (99:1, 97:3, 95:5) and was immediately subjected to cast film on glass plate. The tensile strength and elongation at the break of PLA composite film reinforced with MFC/PVA increased when the homogenized time is 20 minutes. Therefore, the homogenized time at 20 minutes was selected to prepare MFC/PVA with and without crosslinking and to study the effects of different types of MFC/PVA on the mechanical properties of PLA composite film reinforced with MFC/PVA. The results showed that the PLA composite film reinforced with chemical crosslinked MFC/PVA exhibited the highest tensile strength and elongation at the break. Moreover, the weight ratio of PLA and reinforcing filler was 99:1 improved the mechanical properties of PLA film. However, MFC reinforcing filler cannot improve the thermal properties of PLA film due to poor interfacial adhesion between phase.

Link to Full Text

Share

COinS