การเตรียมเส้นใยเจลาตินโดยการปั่นแบบไฟฟ้าสถิตและการเชื่อมขวางแผ่นเส้นใยเจลาตินด้วยวิธีต่างๆ

Abstract

ในงานวิจัยนี้ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก คือ การเตรียมเส้นใยเจลาตินและการเชื่อมขวางแผ่นเส้นใยเจลาติน โดยส่วนแรกทำการศึกษาผลของการเตรียมเส้นใยเจลาตินโดยวิธีการปั่นแบบไฟฟ้าสถิตจากสารละลายเจลาติน ชนิด A และเจลาติน ชนิด B ที่ละลายในกรดฟอร์มิก จากการศึกษาพบว่า การเปลี่ยนแปลงความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ใช้ในการปั่นไม่ส่งผลต่อลักษณะของเส้นใยที่ปั่นได้จาก สารละลายเจลาตินทั้ง 2 ชนิด ที่ความเข้มข้น 25% โดยน้ำหนักต่อปริมาตร และเมื่อทำการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นสารละลายเจลาตินที่ใช้ในกระบวนการปั่นเส้นใยในช่วง 2.5%-60% โดยน้ำหนักต่อปริมาตร ที่ความต่างศักย์ไฟฟ้าคงที่ พบว่า ลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ได้จะแตกต่างกันขึ้นกับความเข้มข้นของสารละลายเจลาติน ซึ่งสามารถแบ่งลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ได้เป็น 4 แบบ คือ ผลิตภัณฑ์เป็นอนุภาคหรือเม็ดบีด ขนาดเฉลี่ยประมาณ 450–2000 นาโนเมตร เกิดในช่วงความเข้มข้น 2.5%-5% โดยน้ำหนักต่อปริมาตร ผลิตภัณฑ์เป็นเส้นใยขนาดเล็กเชื่อมอยู่ระหว่างเม็ดบีดเกิดในช่วง 7.5%-15% โดยน้ำหนักต่อปริมาตร มีขนาดเม็ดบีดและเส้นใยเฉลี่ยประมาณ 500–1300 และ 50–130 นาโนเมตร ตามลำดับ ผลิตภัณฑ์เป็นเส้นใยต่อเนื่องเกิดในช่วง 20%-50% โดยน้ำหนักต่อปริมาตร มีขนาดเฉลี่ยประมาณ 150–800 นาโนเมตร ผลิตภัณฑ์เป็นเส้นใยแบนคล้ายริบบิ้นเกิดที่ความเข้มข้น 60% โดยน้ำหนักต่อปริมาตร ส่วนการศึกษาการเชื่อมขวางแผ่นเส้นใยเจลาติน โดยใช้วิธีการเชื่อมขวางแบบต่างๆ พบว่า การเชื่อมขวางทางกายภาพทำให้น้ำหนักแผ่นเส้นใยมีค่าลดลงและมีร้อยละการเชื่อมขวางน้อยมากเมื่อเทียบกับวิธีทางเคมีแบบต่างๆ และโครงสร้างสัณฐานของเส้นใยที่เชื่อมขวางด้วยวิธีทางกายภาพไม่มีการเปลี่ยนแปลง ทั้งนี้เนื่องจากแผ่นเส้นใยไม่มีการสัมผัสน้ำในกระบวนการเชื่อมขวางทางกายภาพ อีกทั้งการเชื่อมขวางในกลุ่มนี้จะมีข้อจำกัดในแง่กลไกการเกิดปฏิกิริยา เมื่อเปรียบเทียบการเชื่อมขวางระหว่างแผ่นเส้นใยเจลาติน ชนิด A และชนิด B ที่ใช้วิธีการเชื่อมขวางเหมือนกัน พบว่า เจลาติน ชนิด B มีร้อยละการเชื่อมขวางของแผ่นเส้นใยสูงกว่าเจลาติน ชนิด A และย่อยสลายทางชีวภาพได้ช้ากว่า เจลาติน ชนิด A สำหรับทุกวิธีที่ใช้ ทั้งนี้น่าจะเป็นผลมาจากปริมาณหมู่คาร์บอกซิลิกของเจลาติน ชนิด B ที่มากกว่าเจลาติน ชนิด A