Mechanical property modification of biodegradable polymer [Poly(Beta-hydroxybutyrate)] produced from bacteria

การปรับปรุงสมบัติทางกลของพอลิเมอร์ที่สามารถย่อยสลายได้โดยธรรมชาติชนิดพอลิปีตาไฮดรอกซีบิวทิเรตที่ผลิตได้จากแบคทีเรีย

Name: Weerapong Chaiyarux

LCSH: polymers -- Mechanical properties

LCSH: Poly-beta-hydroxybutyrate

Abstract: This research is concerned about studying the characteristics and properties of biodegradable poly(β-hydroxybutyrate) or PHB which is produced from bacterial fermentation and studying the effects of the content of modifying agent, i.e., polypropylene glycol, propylene glycol and epoxidized soybean oil on the mechanical properties of PHB. Two types of PHB were used in this work; Biomer (which is purchased from Biomer Company) and f-PHB (self-fermented and purified in this work). It was found that the mechanical properties of pure Biomer and pure f-PHB1 (first batch of f-PHB) are similar. The thermal properties, i.e., glass transition temperature, melting temperature and degree of crystallinity, of Biomer and f-PHB1 are also very similar. The similarity in the mechanical properties of pure Biomer and f-PHB1 can be supported by the similarity in the thermal properties of Biomer and f-PHB1, For PHB blends, it was found that the maximum tensile strength and modulus of elasticity of all PHB/modifying agent blends gradually decreases with and increasing of the modifying agent content. For the same type of PHB, each modifying agent has a different effect on the %elongation at break of the blends. AT 10-50% of modifying agent, the %elongation at break of the Biomer/modifying agent blends is improved but not more than 9% except the %elongation at break of the f-PHB1/50%PPG blend which is most improved up to 58.82% This maybe due to many reasons such as the fundamental characteristics of PHB caused from different synthesis methods., eg. Molecular weight. From SEM micrographs, it was shown that the morphology of Biomer/PPG and f-PHB1/PPG blends is change with and increasing of PPG content. The surface of pure f-PHB1 and Biomer are similar. The cracking lines are observed on the surface of f-PHB1/30%PPG, f-PHB1/50%PPG and Biomer/50%PPG blends after the tensile testing. The cracking lines noticed on the surface of f-PHB1/50%PPG blends are much more than those seen on the surface of Biomer/50%PPG blends. Different surface morphology of Biomer/50%PPG and f-PHB1/50%PPG blends corresponds to the difference in the %elongation at break of the blends.

Abstract: งานวิจัยนี้ทำการศึกษาคุณลักษณะและสมบัติของพอลิเมอร์ที่สามารถย่อยสลายได้โดยธรรมชาติชนิด พอลิบีตาไฮดรอกซีบิวทิเรต [Poly(β-hydroxybutyrate) หรือ PHB] ซึ่งผลิตได้จากแบคทีเรีย และทำการศึกษาถึงอิทธิพลของปริมาณของสารปรับปรุงคุณสมบัติ (Modifying agent) ได้แก่ Polypropylene glycol, Propylene glycol และ Epoxidized soybean oil ที่มีผลต่อสมบัติเชิงกลของ PHB ซึ่ง PHB ที่ใช้ในงานวิจัยนี้มี 2 ชนิด ชนิดแรกคือ Biomer ซึ่งซื้อมาจากบริษัท Biomer และชนิดที่ 2 คือ f-PHB ซึ่งได้มาจากการสังเคราะห์และสกัดขึ้นเองในงานวิจัยนี้ จากการศึกษาสมบัติเชิงกลพบว่าสมบัติเชิงกลของ Biomer และ f-PHB1 (ส่วนที่ 1 ของ f-PHB) มีค่าใกล้เคียงกันมาก และค่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Glass transition temperature), ค่าอุณหภูมิหลอมเหลว (Melting temperature) และค่าระดับความเป็นผลึก (Degree of crystallinity) ของ Biomer และ f-PHB1 ก็มีค่าใกล้เคียงกัน ความใกล้เคียงกันของสมบัติทางความร้อนและค่าระดับความเป็นผลึกของ Biomer และ f-PHB1 สอดคล้องกับความใกล้เคียงกันของสมบัติเชิงกลของ Biomer และ f-PHB1 และสำหรับทุกๆ ระบบของพอลิเมอร์ผสมระหว่าง PHB และสารปรับปรุงสมบัติ ค่าความแข็งแรงทางแรงดึงสูงสุด (Maximum tensile strength) และค่าโมดูลัสของการยืดหยุ่น (Modulus of elasticity) จะค่อยๆ ลดลงเมื่อปริมาณของสารปรับปรุงสมบัติเพิ่มขึ้น และพบว่าสำหรับ PHB ชนิดเดียวกันสารปรับปรุงสมบัติแต่ละตัวมีผลที่แตกต่างกันต่อค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวที่จุดแตกหัก (%Elongation at break) ของพอลิเมอร์ผสมระหว่าง PHB และสารปรับปรุงสมบัติ โดยที่ปริมาณของสารปรับปรุงสมบัติตั้งแต่ 10%-50% โดยน้ำหนัก ค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวที่จุดแตกหักของของผสมระหว่าง PHB และสารปรับปรุงสมบัติมีค่ามากขึ้นแต่ไม่เกิน 9% ยกเว้นแต่ค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวที่จุดแตกหักของพอลิเมอร์ผสมระหว่าง f-PHB1 และ 50% โดยน้ำหนักของ PPG มีค่ามากที่สุดถึง 58.82% ซึ่งอาจเป็นผลมาจากคุณลักษณะที่ต่างกันของ PHB เช่นน้ำหนักโมเลกุล จากการศึกษาโครงสร้าง (Morphology) ด้วยกล้องจุลทัศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดพบว่าพื้นผิวชิ้นงานที่ผ่านการทดสอบแรงดึงแล้วของ Biomer และ f-PHB1 มีลักษณะใกล้เคียงกัน และลักษณะของพื้นผิวและพื้นผิวตัดบริเวณจุดแตกหักของพอลิเมอร์ผสมจะเปลี่ยนไปเมื่อปริมาณของ PPG เพิ่มมากขึ้น และตรวจพบรอยแตกบนพื้นผิวในระบบของ f-PHB1/30%PPG, f-PHB1/50%PPG และ Biomer/50%PPG รอยแตกที่พบในระบบของ f-PHB1/50%/PPG และ Biomer/50%PPG สอดคล้องกับความแตกต่างกันของค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวที่จุดแตกหักของระบบ ของ f-PHB1/50% และ Biomer/50%PPG

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Siriporn Damrongsakkul

Role: advisor

Created: 2001

Modified: 2560-08-05

Issued: 2017-07-05

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740314376

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Chemical Engineering

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Weerapong_ch_front[1].pdf	6.23 MB	1	2018-06-08 23:00:29
2	Weerapong_ch_ch1[1].pdf	1.54 MB	1	2018-06-08 23:00:31
3	Weerapong_ch_ch2[1].pdf	8.94 MB	2	2022-03-09 14:22:41
4	Weerapong_ch_ch3[1].pdf	6.82 MB	1	2018-06-08 23:00:35
5	Weerapong_ch_ch4[1].pdf	3.85 MB	1	2018-06-08 23:00:38
6	Weerapong_ch_ch5[1].pdf	35.68 MB	30	2018-06-08 23:00:39
7	Weerapong_ch_ch6[1].pdf	1.06 MB	1	2018-06-08 23:00:49
8	Weerapong_ch_back[1].pdf	15.31 MB	1	2018-06-08 23:00:51

ใช้เวลา

0.041393 วินาที