พลาสติกชีวภาพจากพอลิแลกทิกแอซิด พอลิบิวทิลีนซักซิเนต และไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลส
จาก ChulaPedia
(ความแตกต่างระหว่างรุ่นปรับปรุง)
| (การแก้ไข 4 รุ่นระหว่างรุ่นที่เปรียบเทียบไม่แสดงผล) | |||
| แถว 1: | แถว 1: | ||
| - | + | การเตรียมพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากพอลิแลกทิกแอซิด พอลิบิวทิลีนซักซิเนต และไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลส (PREPARATION OF BIODEGRADABLE PLASTICS FROM POLY(LACTIC ACID), POLY(BUTYLENE SUCCINATE) AND MICROCRYSTALLINE CELLULOSE)โดย นายพศวรรธน์ ชัยวุฒนินันท์ ดร.ธนาวดี ลี้จากภัย และ รศ.เสาวรจน์ ช่วยจุลจิตร์ | |
| + | |||
| + | พลาสติกชีวภาพจากพอลิแลกทิกแอซิด พอลิบิวทิลีนซักซิเนต และไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลส สามารถเตรียมได้โดยการผสมแบบหลอมเหลวในเครื่องอัดรีดแบบเกลียวคู่ตามด้วยการอัดแบบ เพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงกลและสมบัติทางความร้อนของพอลิแลกทิกแอซิด สมบัติเชิงกลด้านความทนแรงกระแทกและความทนแรงดึง สัณฐานวิทยา พฤติกรรมทางความร้อนซึ่งรวมถึงพฤติกรรมการเกิดผลึกและเสถียรภาพทางความร้อน โครงสร้างผลึก โครงสร้างทางเคมิ และการย่อยสลายทางชีวภาพถูกตรวจสอบด้วยเครื่องทดสอบแรงกระแทก เครื่องทดสอบยูนิเวอร์แซล กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เทคนิคดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงคาลอริเมทรี การวิเคราะห์ภายใต้ความร้อน (ทีจีเอ) เครื่องเอ็กซเรย์ดิฟแฟรกโทมิเตอร์ เทคนิคฟูเรียร์แทรนสฟอร์ม สเปกโทรสโกปี และทดสอบด้วยการฝังดิน จากผลการทดสอบพบว่า พอลิเมอร์ผสมพอลิแลกทิกแอซิด/พอลิบิวทิลีนซักซิเนตที่อัตราส่วน70/30 มีการยืดตัว ณ จุดขาดสูงที่สุด (243.9%) เมื่อเปรียบเทียบกับของพอลิแลกทิกแอซิด (2.8%) ซึ่งแสดงให้เห็นชัดว่า พอลิบิวทิลีนซักซิเนตมีผลอย่างมากในการเพิ่มการยืดตัว ณ จุดขาด และความทนแรงกระแทกของพอลิแลกทิกแอซิด แต่สูญเสียความทนแรงดึง ความแข็งตึง และเสถียรภาพทางความร้อน นอกจากนี้ กล้องจุลทรรศอิเล็กตรอนแบบส่องกราดแสดงความเข้ากันได้ดีกว่าของพอลิเมอร์ผสมที่อัตราส่วนผสมนี้ ดังนั้น จึงนำพอลิเมอร์ผสมที่อัตราส่วน 70/30 มาเติมไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสทั้งที่ใส่และไม่ใส่สารต่อสายโซ่ทางการค้า (จองคริล)ซึ่งไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสที่ใช้ในงานวิจัยนี้ถูกสกัดจากเศษผ้าฝ้ายด้วยการไฮโดรไลซ์ด้วยกรด โดยใช้ไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสที่เตรียมได้ 5, 10 และ 15 ส่วน/พอลิเมอร์ผสมร้อยส่วน และจองคริล 0.5 และ 1 ส่วน/พอลิเมอร์ผสมร้อยส่วน ซึ่งข้อมูลของทีจีเอแสดงว่าการใส่ไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสและจองคริลมีผลทำให้เสถียรภาพทางความร้อนของคอมพอสิตมีค่าเพิ่มขึ้น นอกจากนี้คอมพอสิตที่อัตราส่วน 70/30/5 และจองคริล 1 ส่วน มีความทนแรงกระแทกสูงที่สุด (14.8 กิโลจูล/ตารางเมตร)ขณะที่การยืดตัว ณ จุดขาด (77.2%) มีค่ายอมรับได้ | ||
| + | |||
| + | Poly(lactic acid) (PLA)/poly(butylene succinate) (PBS) blends and PLA/PBS/microcrystalline cellulose (MCC) composites were prepared by melt mixing on a twin screw extruder, followed by compression molding to improve the mechanical and thermal properties of PLA. Mechanical properties in terms of impact strength and tensile properties, morphology, thermal behaviors including crystallization behavior and thermal stability, crystal structure, chemical structure and biodegradation of the blends and composites were investigated using impact tester, universal testing machine, scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffractometer, Fourier transform infrared spectroscopy and soil burial testing. It was found that the 70/30 PLA/PBS blend exhibited the highest elongation at break (243.9%) as compared to that of the neat PLA (2.8%). It is evident that PBS is very effective in increasing the elongation at break and also the impact strength of PLA, but with the expense of tensile strength, stiffness and thermal stability. Moreover, SEM result gave the evidence to confirm the better compatibility of the 70/30 PLA/PBS blend. Thus, blend of 70/30 PLA/PBS was further filled with MCC both with and without a commercial chain extender, Joncryl. The MCC used in this work was extracted from the waste cotton fabric by acid hydrolysis. The obtained MCC at 5, 10 and 15 phr was filled in the 70/30 PLA/PBS blend in the presence of Joncryl at 0.5 and 1 phr. Based on TGA data, the addition of MCC and Joncryl led to enhance the thermal stability of the composites. Moreover, the 70/30/5 PLA/PBS/MCC composite with 1 phr of Joncryl exhibited the highest impact strength (14.8 kJ/m2), while the elongation at break (77.2%) of this composite was acceptable. | ||
รุ่นปัจจุบันของ 03:02, 27 มิถุนายน 2557
การเตรียมพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากพอลิแลกทิกแอซิด พอลิบิวทิลีนซักซิเนต และไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลส (PREPARATION OF BIODEGRADABLE PLASTICS FROM POLY(LACTIC ACID), POLY(BUTYLENE SUCCINATE) AND MICROCRYSTALLINE CELLULOSE)โดย นายพศวรรธน์ ชัยวุฒนินันท์ ดร.ธนาวดี ลี้จากภัย และ รศ.เสาวรจน์ ช่วยจุลจิตร์
พลาสติกชีวภาพจากพอลิแลกทิกแอซิด พอลิบิวทิลีนซักซิเนต และไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลส สามารถเตรียมได้โดยการผสมแบบหลอมเหลวในเครื่องอัดรีดแบบเกลียวคู่ตามด้วยการอัดแบบ เพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงกลและสมบัติทางความร้อนของพอลิแลกทิกแอซิด สมบัติเชิงกลด้านความทนแรงกระแทกและความทนแรงดึง สัณฐานวิทยา พฤติกรรมทางความร้อนซึ่งรวมถึงพฤติกรรมการเกิดผลึกและเสถียรภาพทางความร้อน โครงสร้างผลึก โครงสร้างทางเคมิ และการย่อยสลายทางชีวภาพถูกตรวจสอบด้วยเครื่องทดสอบแรงกระแทก เครื่องทดสอบยูนิเวอร์แซล กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด เทคนิคดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงคาลอริเมทรี การวิเคราะห์ภายใต้ความร้อน (ทีจีเอ) เครื่องเอ็กซเรย์ดิฟแฟรกโทมิเตอร์ เทคนิคฟูเรียร์แทรนสฟอร์ม สเปกโทรสโกปี และทดสอบด้วยการฝังดิน จากผลการทดสอบพบว่า พอลิเมอร์ผสมพอลิแลกทิกแอซิด/พอลิบิวทิลีนซักซิเนตที่อัตราส่วน70/30 มีการยืดตัว ณ จุดขาดสูงที่สุด (243.9%) เมื่อเปรียบเทียบกับของพอลิแลกทิกแอซิด (2.8%) ซึ่งแสดงให้เห็นชัดว่า พอลิบิวทิลีนซักซิเนตมีผลอย่างมากในการเพิ่มการยืดตัว ณ จุดขาด และความทนแรงกระแทกของพอลิแลกทิกแอซิด แต่สูญเสียความทนแรงดึง ความแข็งตึง และเสถียรภาพทางความร้อน นอกจากนี้ กล้องจุลทรรศอิเล็กตรอนแบบส่องกราดแสดงความเข้ากันได้ดีกว่าของพอลิเมอร์ผสมที่อัตราส่วนผสมนี้ ดังนั้น จึงนำพอลิเมอร์ผสมที่อัตราส่วน 70/30 มาเติมไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสทั้งที่ใส่และไม่ใส่สารต่อสายโซ่ทางการค้า (จองคริล)ซึ่งไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสที่ใช้ในงานวิจัยนี้ถูกสกัดจากเศษผ้าฝ้ายด้วยการไฮโดรไลซ์ด้วยกรด โดยใช้ไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสที่เตรียมได้ 5, 10 และ 15 ส่วน/พอลิเมอร์ผสมร้อยส่วน และจองคริล 0.5 และ 1 ส่วน/พอลิเมอร์ผสมร้อยส่วน ซึ่งข้อมูลของทีจีเอแสดงว่าการใส่ไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลสและจองคริลมีผลทำให้เสถียรภาพทางความร้อนของคอมพอสิตมีค่าเพิ่มขึ้น นอกจากนี้คอมพอสิตที่อัตราส่วน 70/30/5 และจองคริล 1 ส่วน มีความทนแรงกระแทกสูงที่สุด (14.8 กิโลจูล/ตารางเมตร)ขณะที่การยืดตัว ณ จุดขาด (77.2%) มีค่ายอมรับได้
Poly(lactic acid) (PLA)/poly(butylene succinate) (PBS) blends and PLA/PBS/microcrystalline cellulose (MCC) composites were prepared by melt mixing on a twin screw extruder, followed by compression molding to improve the mechanical and thermal properties of PLA. Mechanical properties in terms of impact strength and tensile properties, morphology, thermal behaviors including crystallization behavior and thermal stability, crystal structure, chemical structure and biodegradation of the blends and composites were investigated using impact tester, universal testing machine, scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffractometer, Fourier transform infrared spectroscopy and soil burial testing. It was found that the 70/30 PLA/PBS blend exhibited the highest elongation at break (243.9%) as compared to that of the neat PLA (2.8%). It is evident that PBS is very effective in increasing the elongation at break and also the impact strength of PLA, but with the expense of tensile strength, stiffness and thermal stability. Moreover, SEM result gave the evidence to confirm the better compatibility of the 70/30 PLA/PBS blend. Thus, blend of 70/30 PLA/PBS was further filled with MCC both with and without a commercial chain extender, Joncryl. The MCC used in this work was extracted from the waste cotton fabric by acid hydrolysis. The obtained MCC at 5, 10 and 15 phr was filled in the 70/30 PLA/PBS blend in the presence of Joncryl at 0.5 and 1 phr. Based on TGA data, the addition of MCC and Joncryl led to enhance the thermal stability of the composites. Moreover, the 70/30/5 PLA/PBS/MCC composite with 1 phr of Joncryl exhibited the highest impact strength (14.8 kJ/m2), while the elongation at break (77.2%) of this composite was acceptable.
