สมบัติของฟิล์ม PVA/แป้ง ที่ปรับปรุงด้วยซิตริกแอซิดและกลีเซอรอล

Abstract

โครงการวิจัยนี้สนใจพัฒนาฟิล์มพลาสติกชนิดย่อยสลายได้จากแป้งและพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) แป้งเป็นหนึ่งในพอลิเมอร์ธรรมชาติ หาได้ง่าย ราคาถูกและไม่เป็นพิษต่อร่างกาย PVA เป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่ย่อยสลายได้ในธรรมชาติ ละลายได้ในน้ำร้อน เนื่องจากแป้งไวต่อความชื้นและค่อนข้างเปราะแตกง่ายจึงมีข้อจำกัด สำหรับการพัฒนาเป็นฟิล์ม ดังนั้นโครงการนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาผลของอัตราส่วน PVA ต่อ แป้ง (100:0 75:25 และ 50:50) รวมถึงผลปริมาณของซิตริกแอซิด (C) (ร้อยละ 5 และ 10) และกลีเซอรอล (G) (ร้อยละ 10 และ 20) ต่อ สมบัติของฟิล์มพอลิเมอร์ผสม ซึ่งมีการรายงานว่ากลีเซอรอลและซิตริกแอซิดสามารถทำหน้าที่เป็นพลาสติไซเซอร์ และสารเชื่อมขวางแก่พอลิเมอร์ผสม ตามลำดับ จากการสังเกตลักษณะของฟิล์มด้วยตาเปล่า พบว่า สำหรับฟิล์มที่ไมมีการเติมสารเติมแต่งนั้น ฟิล์ม PVA จะมีความโปร่งใสและผิวสัมผัสที่เรียบมากกว่าฟิล์ม PVA/แป้ง ในขณะที่ฟิล์มที่ใส่สารเติมแต่งน้อย (C/G เท่ากับ 5/10) มีผิวสัมผัสหยาบและโปร่งใสน้อยกว่าฟิล์มที่ไม่มีสารเติมแต่ง แต่เมื่อเพิ่มปริมาณสารเติมแต่งมากขึ้นสามารถ ปรับปรุงให้ฟิล์มมีความโปร่งใสมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เมื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของฟิล์มหลังแช่น้ำเป็น เวลา 24 ชั่วโมง พบว่า ในกรณีที่ไม่มีการใส่สารเติมแต่ง ฟิล์มที่มีอัตราส่วนของแป้งมากกว่าจะมีค่าดัชนีการบวมตัว และการละลายของฟิล์มสูงกว่า ในกรณีฟิล์มที่เติมกลีเซอรอลและซิตริกแอซิดในสัดส่วนต่างกัน พบว่าฟิล์มที่เติมกลี เซอรอลรอยละ 20 จะมีค่าการบวมตัวต่ำแต่มีค่าการละลายสูงกว่าที่เติมกลีเซอรอลร้อยละ 10 โครงสร้างทางเคมีที่ วิเคราะห์ด้วยเทคนิค FT-IR แสดงให้เห็นว่า OH stretching และ C=O stretching ในฟิล์มที่มีการเติมสารเติมแต่ง มีปริมาณสูงกว่าฟิล์มที่ไม่มีสารเติมแต่ง สำหรับฟิล์ม PVA/แป้ง ที่เติมซิตริกแอซิดร้อยละ 10 มักพบพีคบริเวณ 1651 cm⁻¹ ต่ำกว่าพีค 1717 cm⁻¹ จึงอาจสรุปได้ว่าซิตริกแอซิดร้อยละ 10 มีประสิทธิภาพการเชื่อมขวางที่สูงกว่า ซิตริกแอซิดร้อยละ 5 ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเลกตรอนแบบส่องกราดแสดงให้เห็นแป้งที่เกาะเป็นกลุ่มก้อน อย่างชัดเจนในฟิล์ม PVA/แป้ง ที่ไม่มีการเติมสารเติมแต่ง ทั้งนี้ยิ่งปริมาณแป้งมากขึ้นกลุ่มกอนของแป้งจะยิ่งมีขนาด ใหญ่ขึ้น เมื่อเติมสารเติมแต่งพบว่าการกระจายตัวของแป้งดีขึ้น โดยสังเกตได้ชัดในฟิล์ม 50:50 PVA/แป้ง ซึ่งอนุภาคแป้งมีขนาดลดจาก -9 เป็น -1 ไมโครเมตร เมื่อเติมซิตริกแอซิดและกลีเซอรอล ผลการศึกษานี้แสดงให้ เห็นว่าปริมาณ C/G ที่เหมาะสมในการปรับปรุงสมบัติด้านต่าง ๆ ของ ฟิล์ม PVA/แป้ง คือ 10/10