การเตรียมและการศึกษาสมบัติวิทยากระแสของแป้งมันสำปะหลังออกทีนิลซักซิเนตสำหรับใช้ในสารเคลือบฐานน้ำ

Abstract

งานวิจัยและการผลิตสารเคลือบในปัจจุบันนี้ได้ให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับการรักษาสุขภาพและสิ่งแวดล้อม โดยการลดการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์และพัฒนาสูตรสารเคลือบฐานน้ำ สำหรับสูตรสารเคลือบฐานน้ำนั้นมีองค์ประกอบหลัก ได้แก่ น้ำ เรซิน ผงสี สารเติมแต่ง และอีกองค์ประกอบหนึ่งที่สำคัญนั้นคือสารดัดแปรสมบัติวิทยากระแส ซึ่งช่วยดัดแปรความหนืดของสารเคลือบฐานน้ำให้เหมาะสมในการฉาบทาและช่วยให้องค์ประกอบอื่น ๆ ในสูตรสารเคลือบกระจายตัวอยู่อย่างเสถียร โดยก่อนหน้านี้ได้มีการศึกษาวิจัยเพื่อนำเซลลูโลสและอนุพันธุ์มาใช้เป็นสารดัดแปรสมบัติวิทยากระแสเป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาในการนำแป้งซึ่งเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติที่มีมากในประเทศไทยมาประยุกต์ใช้ในด้านนี้ ดังนั้นในโครงงานวิจัยนี้จึงนำแป้งมันสำปะหลังมาทำการดัดแปรด้วยหมู่ออกทีนิล-ซักซิเนต เพื่อให้มีโครงสร้างที่คล้ายคลึกงกับพอลิเมอร์แอสโซซิเอทีฟสำหรับใช้เป็นสารดัดแปรสมบัติวิทยา-กระแสของสารเคลือบฐานนน้ำ จากนั้นทำการศึกษาโครงสร้างทางเคมี ได้แก่ ระดับการดัดแปรด้วยหมู่แทนที่ สมบัติพื้นฐานทางเคมีเชิงฟิสิกส์ และสมบัติวิทยากระแสของแป้งมันสำปะหลังดัดแปรที่ได้ ตลอดจนสมบัติวิยากระแสของสารเคลือบฐานน้ำหลังจากผสมแป้งมันสำปะหลังออกทีนิลซักซิเนตลงในสูตร จากการศึกษาพบว่า แป้งมันสำปะหลังออกทีนิลซักซิเนตที่ดัดแปรด้วยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันในภาวะความเป็นด่างโดยใช้ออกทีนิลซักซินิกแอนไฮไดรด์ปริมาณร้อยละ 1-50 ของน้ำหนักแป้ง นั้นให้ค่าระดับการแทนที่ของหมู่ไฮดรอดซิลด้วยหมู่ออกทีนิลซักซินิลอยู่ในช่วง 0.001-0.042 โดยเมื่อนำมาต้มสุกแล้วมีสมบัติทิกโซทรอปีที่เพิ่มขึ้นและแรงเฉือนลดที่ใกล้เคียงกัน เมื่อทำการเลือกแป้งดัดแปรต้มสุกที่เหมาะสมมาใช้เป็นสารดัดแปรสมบัติวิทยากระแสซึ่งมีค่าระดับการแทนที่เป็น 0.11 และ 0.016 พบว่า แป้งมันสำปะหลังออกทีนิลซักซีเนตต้มสุกช่วยเพิ่มความข้นหนืดให้แก่ระบบสารเคลือบผิวฐานน้ำทั้งในระบบสารเคลือบใสและระบบที่มีอนุภาคของผงสีไทเทเนียมไดออกไซด์ได้ดีที่อัตราส่วนระหว่างแป้งต้มสุกต่อเรซินเป็น 0.08 ต่อ 100 โดยน้ำหนักแห้ง และไม่ทำให้สมบัติทางกายภาพของฟิล์มสารเคลือบเปลี่ยนไป