พฤติกรรมการย่อยสลายทางชีวภาพและความเข้ากันได้ของพอลิแล็กทิกแอซิดที่เติมแต่งด้วยแอซิทิเลตเซลลูโลส

Abstract

ได้ทำการสังเคราะห์แอซิทิเลตเซลลูโลสด้วยปฏิกิริยาอะซิทิเลชันระหว่างเซลลูโลสเจลกับไวนิลอะซีเทต หลังจากนั้นทำการตรวจสอบด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี พบว่าปรากฏพีกที่ต่ำแหน่ง 1740 cm­-1 ซึ่งแสดงถึงพันธะเอสเทอร์ของหมู่อะซิทิลอยู่บนสายโซ่ของเซลลูโลส และพบว่าพีกที่ต่ำแหน่งดังกล่าว มีความเข้มของพีกเพิ่มขึ้น ตามสัดส่วนของไวนิลอะซีเทต และพบว่าอัตราส่วนที่เกิดปฏิกริยาสูงที่สุดคืออัตราส่วนโดยโมลที่ 12 : 1 จึงยืนยันได้ว่าได้เซลลูโลสดัดแปรจากปฏิกิริยาอะซิทิลเลชันนี้ หลังจากทำการผสมพอลิแล็กทิกแอซิดกับแอซิทิเลตเซลลูโลสที่สังเคราะห์ได้ โดยทำการผสมแอซิทิเลตเซลลูโลสที่ร้อยละ 1, 3 และ 5 โดยมวลของพอลิแล็กทิกแอซิดผ่านเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ และเมื่อทำการทดสอบสมบัติเชิงกล พบว่าที่สัดส่วนการเติมร้อยละ 1 (สูตร PLAACC1) สูตรผสมนี้มีความทนแรงดึง และค่ามอดุลัส ได้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับพอลิแล็กทิกแอซิด เนื่องจากแอซิทิเลตเซลลูโลสเกิดการกระจายตัวที่ดีและแอซิทิเลตเซลลูโลสมีความสามารถในการยึดเกาะกับแมทริกซ์ได้อย่างสม่ำเสมอ แต่พบว่าสมบัติเชิงกลมีค่าที่ลดลงเมื่อเติมแอซิทิเลตเซลลูโลส ในจำนวนที่มากขึ้นเนื่องจากเกิดการเกาะกลุ่มกันของแอซิทิเลตเซลลูโลสที่ใหญ่ขึ้น และมีการยึดติดที่แย่ลง สุดท้ายการทดสอบการย่อยสลายโดยการฝังกลบในดินที่ผสมแบคทีเรีย Bacillus Licheniformis พบว่า ที่สัดส่วนการเติมร้อยละ 5 (สูตร PLAACC5) เกิดการย่อยสลายมากที่สุด ที่ระยะเวลา 90 วัน โดยพบรอยแตกและรูบนชิ้นตัวอย่าง ในทางกลับกัน พอลิแล็กทิกแอซิด และ ตัวอย่างในอัตราส่วนอื่นในดินควบคุมและดินที่ผสม แบคทีเรีย Bacillus Licheniformis ไม่พบการย่อยสลายที่ปรากฎชัดเจน กลไกการย่อยสลายดังกล่าวเกิดจากแอซิทิเลตเซลลูโลสที่มีปริมาณสูง สามารถดูดซึม น้ำ ความชื้น และแบคทีเรียในดินได้ดี จึงเกิดการปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ได้เป็นกรดแล็กทิกเกิดขึ้น ซึ่งกรดจะไปเร่งการย่อยสลายพอลิแล็กทิกแอซิดด้วยปฏิกิริยาไฮโดรไลติกดีเกรเดชันได้ปลายโซ่หมู่กรดคาร์บอกซิลิกเพิ่มขึ้นจนนำไปสู่การเร่งอัตราการสลายตัวของพอลิแล็กทิกแอซิดในสภาวะฝังกลบได้