การปรับปรุงสมบัติไม่ชอบน้ำของนาโนเซลลูโลสสำหรับการใช้งานเคลือบกระดาษ

Abstract

ปัจจุบันมีการนำนาโนเซลลูโลสมาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีสมบัติด้านความแข็งแรงสูง ขึ้นรูปเป็นฟิล์มได้ดี สามารถย่อยสลายได้ ซึ่งอาจนำไปเคลือบผิวกระดาษได้ แต่เนื่องจากนาโนเซลลูโลส มีสมบัติความชอบน้ำสูง จึงจำเป็นต้องพัฒนาสมบัติไม่ชอบน้ำของนาโนเซลลูโลสให้ดีขึ้น ดังนั้นในงานวิจัยนี้ จึงนำสารไซเลนชนิดที่ประกอบด้วยสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนยาว ได้แก่ เฮกซะเดกซิลไตรเมทอกซีไซเลน และ เอ็นออกทิลไตรเอทอกซีไซเลน มาใช้ดัดแปรนาโนเซลลูโลส ซึ่งใช้การปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงเพื่อเตรียมเป็น สารเคลือบนาโนเซลลูโลส แล้วนำไปเคลือบบนกระดาษ เพื่อวิเคราะห์ค่ามุมสัมผัสของน้ำบนสารเคลือบ และค่าการซึมผ่านของน้ำบนกระดาษที่ถูกเคลือบ จากการทดลองพบว่า เส้นใยนาโนเซลลูโลสหลังการดัดแปร ด้วยเฮกซะเดกซิลไตรเมทอกซีไซเลน มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยมากขึ้น สอดคล้องกับผลการวิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีที่พบว่า มีโครงสร้างของสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนยาวอย่างเห็นได้ชัดกว่าเอ็นออกทิลไตรเอทอกซี-ไซเลน นอกจากนี้ยังพบว่า กระดาษที่เคลือบนาโนเซลลูโลสที่ดัดแปรด้วยเฮกซะเดกซิลไตรเมทอกซีไซเลน มีค่ามุมสัมผัสของน้ำบนผิวสารเคลือบสูงกว่า และค่าความเร็วในการแพร่ผ่านของน้ำช้ากว่า เมื่อเปรียบเทียบกับ เอ็นออกทิลไตรเอทอกซีไซเลน จึงกล่าวได้ว่าสารเคลือบนาโนเซลลูโลสที่ดัดแปรด้วยเฮกซะเดกซิลไตรเมทอกซี-ไซเลน สามารถเพิ่มสมบัติไม่ชอบน้ำได้ดีกว่า และพบว่าการดัดแปรที่อัตราส่วน 1 : 2 ของนาโนเซลลูโลสแห้ง : เฮกซะเดกซิลไตรเมทอกซีไซเลน โดยน้ำหนัก สามารถเพิ่มสมบัติไม่ชอบน้ำได้มากกว่าอัตราส่วนอื่น