คุณสมบัติทางกายภาพของเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชจากแป้งข้าวเหนียวเสริมแรงด้วยเส้นใยเซลลูโลส จากกระดาษหนังสือพิมพ์รีไซเคิล

Abstract

บทคัดย่อ

ไบโอคอมโพสิทเป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องด้วยผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียนและสามารถย่อยสลายได้โดยธรรมชาติงานวิจัยนี้ผู้วิจัยสกัดเส้นใยเซลลูโลสจากกระดาษหนังสือพิมพ์รีไซเคิล เพื่อใช้เสริมแรงในเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชเพื่อที่จะปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและการต้านทานความร้อนของเทอร์โมพลาสติสตาร์ช ไบโอคอมโพสิทถูกเตรียมจากแป้งข้าวเหนียวโดยใช้กลีเซอรอลเป็นพลาสติกไซเซอร์ในปริมาณ 30% โดยน้ำหนักของกลีเซอรอลต่อแป้ง เรียกว่าเมตริกซ์ ซึ่งจะถูกเสริมแรงด้วยเส้นใยเซลลูโลสปริมาณ 0 ถึง 8%โดยน้ำหนักของเส้นใยเซลลูโลสต่อเมตริกซ์ คุณสมบัติเชิงกลของไบโอคอมโพสิทถูกศึกษาโดยการทดสอบแรงดึงทางกล และคุณสมบัติทางกายภาพถูกศึกษาโดยเครื่องวิเคราะห์ทางความร้อนโดยดิฟเฟอเรนเทียลแสกนนิ่งแคลอริเมทรีและเทอร์โมแกรวิเมทริก และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าปริมาณเส้นใยเซลลูโลสเพิ่มขึ้นจะเพิ่มค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุด (6.69 ± 0.29MPa) และค่ามอดุลัสยืดหยุ่นสูงสุด (137.40 ± 3.84 MPa) ถึง 305% และ 546% ตามลำดับเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โมพลาสติกสตาร์ชที่ไม่มีการเสริมแรง ความเสถียรภาพทางความร้อนและอุณหภูมิการย่อยสลายทางความร้อนของไบโอคอมโพสิทเพิ่มขึ้นจากการเสริมแรงด้วยเส้นใยเซลลูโลส นอกจากนั้นภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดแสดงถึงการติดยึดกันอย่างดีระหว่างเมตริกซ์และเส้นใยเซลลูโลส

คำสำคัญ : ไบโอคอมโพสิท คุณสมบัติทางกายภาพ กระดาษรีไซเคิล เทอร์โมพลาสติกสตาร์ช กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด

Abstract

Biocomposites have resulted in a renewed interest in environmentally friendly materials for biodegradablerenewable resource. In this work, cellulose fibers extracted from recycled newspaper were used as reinforcement forthermoplastic starch (TPS) in order to improve its mechanical and thermal resistance properties. The biocompositeswere prepared from glutinous rice starch plasticized by 30% wt/wt glycerol. The starch as matrix was reinforced bythe extracted cellulose fibers with fibers content ranging from 0 to 8% wt/wt of fibers to matrix. Mechanical propertiesof biocomposites were measured by mechanical tensile tests, and their physical properties were studied bydifferential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. The results showed thathigher fibers content increased the ultimate tensile strength and elastic modulus up to 305% and 546%, respectively,when compared to the non-reinforced TPS. The thermal stability and degradation temperatures of biocompositeswere improved by reinforcing with the cellulose fibers. In addition, scanning electron microscopy illustrated a goodadhesion between matrix and fibers.

Keywords : biocomposites, physical properties, recycled paper, thermoplastic starch, scanning electron microscopy