การเตรียมผลึกนาโนเซลลูโลสจากเยื่อเซลลูโลสความบริสุทธิ์สูงด้วยกระบวนการไฮโดรไลซิสด้วยกรด และการสลายตัวจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน

Abstract

เยื่อเซลลูโลสความบริสุทธิ์สูงที่มีเปอร์เซ็นต์เซลลูโลสสูงถึง 98% ถูกใช้เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมผลึกนาโนเซลลูโลสจากกระบวนการไฮโดรไลซิสด้วยกรด และกระบวนการสลายตัวจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน โดยก่อนกระบวนการไฮโดรไลซิสด้วยกรด เยื่อเซลลูโลสความบริสุทธิ์สูงจะถูกบดเพื่อลดขนาดด้วยวิธีการบดแบบไคโอจินิก โดยในระหว่างการบดจะแช่เยื่อเซลลูโลสความบริสุทธิ์สูงในสารไนโตรเจนเหลว (-160°C) ซึ่งขนาดของผงเซลลูโลสที่ได้จากการบดมีขนาดเฉลี่ย 87.51 µm มีพื้นที่ผิวจำเพาะเฉลี่ย 184.97 m2/kg และมีเปอร์เซ็นต์ความเป็นผลึก 70.00% หลังจากนั้นจะนำผงเซลลูโลสที่ได้ไปเตรียมผลึกนาโนเซลลูโลสด้วยกระบวนการไฮโดรไลซิสด้วยกรด โดยศึกษาที่สภาวะความเข้มข้นกรดซัลฟิวริกในช่วง 55-65 %wt. อุณหภูมิไฮโดรไลซิสในช่วง 45-65°C และเวลาไฮโดรไลซิสในช่วง 0-120 นาที โดยผลึกนาโนเซลลูโลสที่เตรียมได้มีขนาดความกว้างเฉลี่ยอยู่ในช่วง 7.90-30.94 nm, ความยาวเฉลี่ยอยู่ในช่วง 128.07-382.53 nm และมีเปอร์เซ็นต์ความเป็นผลึกอยู่ในช่วง 83.11-90.17% ในขั้นตอนการศึกษาการสลายตัวจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน จะทำการให้ความร้อนกับผลึกเซลลูโลสในน้ำกลั่นที่อุณหภูมิ 100°C เป็นเวลา 15 นาที หลังจากนั้นทำการแช่ในสารไนโตรเจนเหลวอย่างฉับพลัน จากการทดลองพบว่าที่จำนวนการทดลอง 1 รอบ เป็นสภาวะที่เหมาะสมในการลดขนาดอนุภาค โดยสามารถลดขนาดของผลึกนาโนเซลลูโลสจากความกว้างเฉลี่ย 23.67 nm และความยาวเฉลี่ย 393.63 nm ให้เหลือความกว้างเฉลี่ย 11.27 nm และความยาวเฉลี่ย 182.83 nm