การเตรียมสารเคลือบผิวกระดาษระดับนาโนจากพอลิแลกไทด์ผสมมอนต์มอริลโลไนต์

Abstract

งานวิจัยนี้เตรียมสารเคลือบผิวกระดาษจากวัสดุชีวภาพ คือพอลิแลกไทด์เรซิน (PLA) ผสม มอนต์มอริลโลไนต์ชนิดดัดแปร (Cloisite 15A) เตรียมที่อัตราส่วนของมอนต์มอริลโลไนต์ที่ 3%, 6% และ 9% โดยน้ำหนัก และศึกษาผลของการเติมพลาสติไซเซอร์ต่อสารเคลือบผิวโดยใช้พอลิเอทิลีนไกลคอล (PEG) ที่น้ำหนักโมเลกุล 1,000 กรัมต่อโมล เติมที่ 5%, 10% และ 15% โดยน้ำหนัก การเคลือบผิวทำด้วยวิธี Solvent casting ใช้ไดคลอโรมีเทนเป็นตัวทำละลาย ทำการเคลือบลงบนผิวหน้ากระดาษ โดยใช้แท่งเคลือบ K bar ที่มีความหนาขณะเปียก 40, 80 และ 120 ไมครอน และนำไปอบที่อุณหภูมิ 80 °C เป็นเวลา 20 นาที แล้วนำไปทดสอบสมบัติต่างๆ ของกระดาษหลังเคลือบผิว เช่น น้ำหนักของสารเคลือบ สัณฐานวิทยาของกระดาษหลังเคลือบผิว ความขาวสว่าง ความมันวาว ความแข็งแรงต่อแรงดึงและแรงดันทะลุ สภาพให้อากาศซึมได้ การดูด-ซึมน้ำ การถอนผิวกระดาษ และมุมสัมผัสของน้ำบนกระดาษหลังเคลือบผิว ผลพบว่าสารเคลือบผิวผสมมอนต์-มอริลโลไนต์มีสมบัติการขวางกั้นอากาศและการกันการดูดซึมน้ำเข้าผิวกระดาษที่ดีมาก เมื่อผสมในอัตราส่วนที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้สมบัติดังกล่าวดีมากขึ้นตามลำดับ ความมันวาวของกระดาษหลังเคลือบผิวมีเพิ่มมากขึ้น สารเคลือบผิวสามารถยึดกับกระดาษได้ดีมาก ไม่เกิดการถอนผิวของกระดาษ จากการตรวจวัดสมบัติของผิวหน้าสารเคลือบพบว่ามีความไม่ชอบน้ำ การเติม PEG ลงในสารเคลือบผิวผสมมอนต์มอริลโลไนต์ ผลพบว่าที่การเติม 5% โดยน้ำหนัก ส่งผลให้สารเคลือบผิวผสมมอนต์มอริลโลไนต์มีความเงาสูงสุด นอกจากนี้การเติม PEG ช่วยปรับให้ผิวหน้าสารเคลือบมีความชอบน้ำเพิ่มขึ้นด้วย จากการตรวจสอบสมบัติของแผ่นฟิล์มพอลิแลกไทด์ผสมมอนต์มอริลโลไนต์พบว่าแผ่นฟิล์มมีความเป็นผลึก (Crystallinity) เกิดขึ้น จากภาพถ่าย TEM แสดงให้เห็นถึงลักษณะการเกิด Intercalation และการเกิด Exfoliation บางส่วน ผลการทดสอบการทนต่อความร้อนของแผ่นฟิล์มพอลิแลกไทด์ผสมมอนต์มอริลโลไนต์พบว่าแผ่นฟิล์มมี Onset temperature สูงขึ้นประมาณ 10°C เมื่อเทียบกับแผ่นฟิล์มพอลิแลกไทด์ที่ไม่ผสมมอนต์มอริลโลไนต์