การดัดแปรฝ้ายจากเศษผ้าเพื่อใช้เป็นตัวเติมในวัสดุเชิงประกอบพอลิโพรพิลีน

Abstract

เศษผ้าฝ้ายเหลือทิ้งจากโรงงานสิ่งทอในประเทศมีเป็นจำนวนมาก การนำเศษผ้าเหล่านี้มาใช้ให้เกิดประโยชน์อีกครั้งในรูปของสารตัวเติมในวัสดุเชิงประกอบนับว่าเป็นวิธีการเพิ่มมูลค่าของเศษผ้าเหล่านี้แนวทางหนึ่ง ดังนั้นในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาแนวทางความเป็นไปได้ในการเตรียมวัสดุเชิงประกอบระหว่างฝ้ายและพอลิโพรพิลีน โดยเบื้องต้นต้องทำการแปรสภาพเศษผ้าฝ้ายผืนให้มีลักษณะเหมาะสมต่อการเป็นสารตัวเติม หลังจากนั้นนำฝ้ายที่ได้มาปรับปรุงพื้นผิวเพื่อให้สามารถเข้ากันได้ดีกับเนื้อพลาสติกพอลิโพรพิลีน โดยใช้สารเคมีสองชนิดเพื่อทำการเปรียบเทียบ คือ มาเลอิแอนไฮไดร์ดกราฟพอลิโพรพิลีน (MAHPP) และกรดสเตียริก แล้วทำการวิเคราะห์ลักษณะทางกายภาพและสมบัติทางเคมีทางสารตัวเติมฝ้ายที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว ต่อจากนั้นจึงเตรียมเป็นวัสดุเชิงประกอบโดยการผสมด้วยเครื่องผสมแบบเกลียวหนอนคู่และขึ้นรูปเป็นชิ้นงานด้วยเครื่องฉีดพลาสติก แล้วทำการทดสอบสมบัติเชิงกล วิเคราะห์ลักษณะพื้นผิวที่แตกหักความสามารถในการดูดซึมน้ำ และสมบัติทางความร้อน จากผลการศึกษาพบว่า สมบัติเชิงกลของวัสดุเชิงประกอบอันได้แก่ มอดุลัสของแรงดึง และมอดุลัสของแรงดันโค้ง มีค่าเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มปริมาณของสารตัวเติมฝ้าย และที่สำคัญพบว่าการปรับปรุงสารตัวเติมฝ้ายด้วย MAHPP ทำให้ได้วัสดุเชิงประกอบที่มีสมบัติเชิงกลที่ดีกว่าการใช้กรดสเตียริก โดยทั้งค่ามอดุลัส และความเค้นของวัสดุเชิงประกอบพอลิโพรพิลีนจากสารตัวเติมฝ้ายที่ปรับปรุง MAHPP ม่ค่าเพิ่มขึ้นไปในทางเดียวกัน ซึ่งค่าสูงสุดที่ปริมาณสารตัวเติมฝ้าย 20 % โดยน้ำหนัก พฤติกรรมเหล่านี้สามารถยืนยันได้จากการวิเคราะห์ลักษณะพื้นผิวที่แตกหักด้วยเครื่อง SEM พบว่า การปรับปรุงสารตัวเติมฝ้ายด้วย MAHPP ทำให้สารตัวเติมสามารถยึดติดและกระจายตัวในเนื้อพลาสติกพอลิโพรพิลีนได้ดีกว่าการใช้กรดสเตียริก นอกจากนี้ยังพบว่าวัสดุเชิงประกอบทั้งที่สารตัวเติมผ่านการปรับปรุงและไม่ได้ผ่านการปรับปรุงมีแนวโน้มในการดูดซึมน้ำที่ต่ำมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุเชิงประกอบที่เติมสารที่ผ่านการปรับปรุงด้วย MAHPP เนื่องจากลักษณะไม่ชอบน้ำที่เกิดขึ้นภายหลังการปรังปรุง