การเตรียมไมโครไฟบริลจากชานอ้อยและการใช้เป็นส่วนเสริมแรงในวัสดุคอมโพสิตชีวภาพ

Cellulose microfibrilation from sugarcane bagasse and its reinfocement in biocomposite

Name: เกวลิน เกตวัลห์

keyword: ไมโครไฟบริล

ThaSH: ชานอ้อย -- การใช้ประโยชน์

ThaSH: วัสดุเชิงประกอบ -- การเสริมแรง

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของปัจจัยต่าง ๆ ต่อสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิตชีวภาพที่ผลิตจากพลาสติกชีวภาพเสริมแรงด้วยเส้นใยจากชานอ้อย โดยแบ่งงานวิจัยออกเป็น 3 ส่วน ส่วนที่ 1 เป็นการศึกษาการเสริมแรงพอลิแลคติคแอซิด (Polylactic Acid, PLA) ด้วยเส้นใยจาก ชานอ้อยส่วนต่าง ๆ ได้แก่ เปลือก ผิว และเนื้อของชานอ้อย และเส้นใยที่ผ่านการปรับสภาพด้วยสารละลายด่าง พบว่าพลาสติกชีวภาพที่ผลิตจาก PLA มีค่าความทนทานต่อแรงกระแทก 2.71 kJ/m2 ความต้านทานแรงดึง 62.4 MPa และความต้านทานแรงดัดงอ 92.7 MPa การเสริมแรงด้วยเปลือกอ้อยให้ค่าความทนทานต่อแรงกระแทก ค่ามอดูลัสจากแรงดึง และค่ามอดูลัสจากแรงดัดงอสูงกว่า การใช้ผิวและเนื้ออ้อย การปรับสภาพพื้นผิวเปลือกอ้อยด้วยสารละลาย NaOH 1% 2 ชั่วโมงให้ค่าความทนทานต่อแรงกระแทก ค่ามอดูลัสจากแรงดึง และค่ามอดูลัสจากแรงดัดงอสูงกว่าพลาสติก PLA ส่วนที่ 2 เป็นการศึกษาการผลิตไมโครไฟบริลจากเปลือกอ้อยโดยการใช้สารละลาย NaOH 25% 7 ชั่วโมง, NaOH 4%/H₂O₂ 10% 3 ชั่วโมง และการใช้สารละลาย NaOH 1% 7 ชั่วโมงร่วมกับ โฮโมจีไนเซชัน 10 รอบ พบว่าทำให้เส้นใยมีขนาดลดลงจาก 766 µm เป็น 8 µm, 23 µm และ 7.34 µm ตามลำดับ ในส่วนที่ 3 การศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุฟิล์มคอมโพสิตจาก PLA และอะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene, ABS) เสริมแรงด้วยไมโครไฟบริลจากชานอ้อย พบว่า PLA ที่เสริมแรงด้วยไมโครไฟบริลที่เตรียมโดยใช้สารละลาย NaOH 25% ให้ค่าความต้านทานแรงดึง ค่ามอดูลัสแรงจากดึง และค่าเปอร์เซ็นต์ การยืดตัวก่อนขาดสูงกว่าฟิล์มจาก PLA การใช้ไมโครไฟบริลที่เตรียมโดยการใช้สารละลาย NaOH 4%/H₂O₂ 10% ให้ค่าสมบัติเชิงกลต่ำลง ส่วนการเสริมแรงด้วยไมโครไฟบริลที่เตรียมโดยใช้สารละลาย NaOH 1% ร่วมกับโฮโมจีไนเซชัน 10 รอบให้ค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวก่อนขาดสูงกว่าฟิล์มจาก PLA ส่วนฟิล์มคอมโพสิตจาก ABS เสริมแรงด้วยไมโครไฟบริลที่เตรียมโดยใช้สารละลายNaOH 1% ร่วมกับการโฮโมจีไนเซชันดังกล่าว ทำให้ค่าความต้านทานแรงดึง ค่ามอดูลัสจากแรงดึงและค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวก่อนขาดสูงกว่าฟิล์มจาก ABS

Abstract: The objectives of this research were to study the effects of various factors on mechanical properties of biocomposite made from bioplastic and reinforced with sugarcane bagasse fiber (SB). The research was divided into three parts, the first part was to study the use of various part of sugarcane bagasse fiber (peel, rind, pith) and the treatment of fiber with alkali solution. The plastic extruded from PLA displayed impact strength (IS), 2.71 kJ/m², tensile strength (TS), 62.4 MPa and flexural strength (FS), 92.7 MPa. The use of sugarcane bagasse-peel resulted in the composites with impact strength, tensile modulus and flexural modulus higher than the use of rind and pith of sugarcane bagasse. The properties of composite made from PLA reinforced with NaOH 1% treated SB indicated higher impact strength, tensile modulus and flexural modulus compared to neat PLA film. In the section 2, microfibrils cellulose (MFC) were prepared by treating the fibers with NaOH 25% for 7 hours, NaOH 4%/H₂O₂ 10% for 3 hours and NaOH 1% followed with the homogenization for 10 cycles. The fibril diameter were reduced from 776 µm to 8 µm, 23 µm and 7.34 µm respectively. In the section 3, the microfibrils were used as the reinforcement of PLA and ABS film. The properties of composite film made from PLA reinforced with NaOH 25% treated SB indicated higher tensile strength, Young’s modulus and elongation a break compared to neat PLA film. Decreased mechanical properties in terms of tensile strength, tensile modulus, % longation at break were observed in the PLA reinforced with NaOH 4%/H₂O₂ 10% treated SB. Similar results were obtained for PLA film reinforced with MFC from NaOH 1%/homogenization. However, the ABS film reinforced with MFC from NaOH 1%/homogenization showed improved tensile strength, Young’s modulus and elongation at break compared to neat ABS film.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: วิไล รังสาดทอง

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : vrt@kmutnb.ac.th

Name: สุชาติ เซี่ยงฉิน

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Created: 2555

Modified: 2556-12-03

Issued: 2556-12-03

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: วพ MBIT ก771ก

tha

DegreeName: วิทยาศาสตร์มหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีอุตสาหรรมชีวภาพ

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B1573321x.pdf	8.42 MB	90	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.038165 วินาที