การเตรียมเซลลูโลสไมโครไฟบริลจากชานอ้อย/พอลิแล็กทิกแอซิดคอมพอสิต

Abstract

เซลลูโลสไมโครไฟบริลจากชานอ้อย ถูกเตรียมด้วยเทคนิคการการละลายร่วมกับการตกตะกอน โดยการละลายชานอ้อยในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์/ยูเรียที่อุณหภูมิเยือกแข็ง และใช้แป้งเพื่อเป็นตัวขัดขวางการรวมตัวเป็นกลุ่มก้อนของเซลลูโลส จากนั้นจึงตกตะกอนเจลเซลลูโลสในอ่างกรดไฮโดรคลอริก สัณฐานวิทยาของเซลลูโลสไมโครไฟบริลแสดงให้เห็นลักษณะเป็นโครงร่างตาข่ายด้วยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นใยช่วงระหว่าง 10-20 นาโนเมตร จากนั้นทำปฏิกิริยาแอซิทิเลชันด้วยไวนิลแอซิเตตมอนอเมอร์เพื่อปรับปรุงพื้นผิวของเซลลูโลสไมโครไฟบริล จากเทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี แสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของหมู่ฟังก์ชันแอซิเตตโดยเพิ่มตามอัตราส่วนของไวนิลแอซิเตตมอนอเมอร์ที่เพิ่มขึ้น เซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตแสดงอัตราการบวมตัวสูงที่สุด เนื่องจากบริเวณอสัณฐานที่เพิ่มขึ้น อีกทั้งหมู่แอซิเตตบนพื้นผิวยังช่วยขัดขวางการรวมตัวของอนุภาคเซลลูโลสไมโครไฟบริล โดยสามารถยืนยันได้ด้วยผลจากเทคนิคเอ็กซเรย์ดิฟแฟรกชัน จากสาเหตุการเกิดอันตรกิริยาของพันธะไฮโดรเจนระหว่างอนุภาคและอนุภาคของเซลลูโลสไมโครไฟบริลที่ลดลงส่งผลให้ความสามารถในการดูดซึมน้ำดีขึ้นด้วย จากการปรับปรุงพื้นผิวของเซลลูโลสไมโครไฟบริล หมู่แอซิเตตได้ขัดขวางการรวมกลุ่มกันเป็นก้อนใหม่ เป็นผลให้เซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตสามารถกระจายตัวได้ดีในพอลิแล็กทิกแอซิด จากการผสมเซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตกับพอลิแล็กทิกแอซิด ทำให้ได้รูปจากการส่องกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดที่แสดงให้เห็นพื้นผิวที่เรียบเนียนเป็นเนื้อเดียวกัน เนื่องจากเซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตมีหมู่แอซิเตตที่ช่วยทำให้เกิดอันตรกิริยากับหมู่เอสเทอร์ของพอลิแล็กทิกแอซิดได้ดีขึ้นและจากเทคนิคดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริเมทรี แสดงค่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วที่ลดลงของเซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตต/พอลิแล็กทิกแอซิดคอมพอสิต ซึ่งแสดงถึงความเข้ากันได้ดีระหว่างเซลลูโลสไมโครไฟบริลแอซิเตตกับพอลิแล็กทิกแอซิด จึงทำให้คาดว่าวัสดุคอมพอสิตที่ได้จะมีความยืดหยุ่นตัวมากขึ้นเมื่อเทียบพอลิแล็กทิกแอซิดบริสุทธิ์