สมบัติการทนน้ำและทนความร้อนของวัสดุคอมโพสิตจากแป้งที่เสริมแรงด้วยเซลลูโลสจากพืช

บทคัดย่อ

แป้งเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่นิยมนำมาใช้ในการผลิตวัสดุชีวภาพ แต่ด้วยข้อจำกัดด้านความแข็งแรงและคงรูป ในงานวิจัยนี้จึงศึกษาชนิดและปริมาณเซลลูโลสที่เพิ่มสมบัติการคงรูปการทนน้ำ และการทนความร้อนของวัสดุคอมโพสิตที่มีแป้งเป็นสารเนื้อหลัก ทั้งนี้เซลลูโลสที่นำมาใช้ คือ เซลลูโลสจากใยตาล (ขนาดเส้นใยสั้น) และเซลลูโลสจากป่านรามี (ขนาดเส้นใยยาว)ได้ถูกนำมาปรับสภาพผิวด้วยวิธีทางเคมี (10% NaOH, 4% H₂SO₄ และ 10% NaOCl) เพื่อกำจัดลิกนินและเฮมิเซลลูโลส จากนั้นหาอัตราส่วนผสมที่เหมาะสมระหว่างแป้งและเซลลูโลส ขึ้นรูปภายใต้ความร้อนที่ 40˚C นำไปทดสอบการทนน้ำโดยการแช่ชิ้นตัวอย่างในน้ำที่อุณหภูมิห้องนาน 60 นาที และทดสอบการทนความร้อนโดยการวางชิ้นตัวอย่างที่ 100˚C นาน 60 นาที แล้วตรวจสอบความคงรูปของตัวอย่าง โดยพบว่า อัตราส่วนผสมที่เหมาะสมระหว่างวัสดุตัวอย่าง คือ แป้ง 1 : น้ำ 3 และ 1% wt. เซลลูโลส หลังขึ้นรูป วัสดุตัวอย่างมีรูปร่างและขนาดตามแม่พิมพ์ ไม่พบรอยแตก รอยหัก แต่ผิวด้านบนมีความขรุขระจากการกระจายตัวของเซลลูโลส ทั้งนี้เซลลูโลสจากใยตาล มีส่วนที่ถูกล้อมรอบด้วยสารเนื้อหลักได้มากกว่า สามารถยึดเกาะกับเซลลูโลสได้มากกว่าป่านรามี ซึ่งความแตกต่างนี้มีผลต่อการคงรูปของวัสดุตัวอย่างภายใต้สภาวะทดสอบการทนน้ำและการทนความร้อนเดียวกัน ดังนั้นการเสริมแรงด้วยเซลลูโลสใยตาลทำให้วัสดุมีความเสถียรในการคงรูปดีกว่า ซึ่งอาจนำไปผลิตเป็นบรรจุภัณฑ์สีเขียวที่ทนน้ำและทนความร้อน