วัสดุเชิงประกอบพอลิแลกติกแอซิดเสริมแรงด้วยเส้นใยใบสับปะรดสำหรับเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อม

Abstract

ในงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการนำเส้นใยใบสับปะรด (Pineapple Leaf Fiber,PALF) ที่เหลือจากการเก็บผลผลิตทางการเกษตร เนื่องจากเส้นใยของใบสับปะรดเหนียวมาก จึงมีแนวความคิดที่จะนำใบสับปะรดมาทำให้มีมูลค่าเพิ่มโดยการนำมาพัฒนาเป็นแผ่นอัดเชิงประกอบกับพอลิเมอร์ใช้เป็นวัสดุทางเลือกเป็นวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสาหรับนำไปประยุกต์ใช้เป็นวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม โดยพอลิเมอร์ที่นำมาศึกษา คือ พอลิแลคติคแอซิด (Polylactic acid, PLA) จากนั้นทำการเตรียมโดยนำเส้นใยใบสับปะรดมาตัวให้เหลือขนาด 2 เซนติเมตร แล้วนำไปแช่ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ความเข้มข้น 5, 7 และ10 %wt เป็นเวลา 6, 12 และ 24 ชั่วโมง และหลังจากนั้นทำการล้างเส้นใยด้วยน้ำกลั่นจนมีค่า pH 7 ทำการอบไล่ความชื้นที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส 24 ชั่วโมง จากนั่น นำเส้นใยที่ได้ไปผสมกับพอลิเมอร์ ด้วยเครื่องผสมแบบสองลูกกลิ้ง อุณหภูมิที่ใช้ในการผสม 180 องศาเซลเซียส สำหรับ PLA และขึ้นรูปชิ้นงานด้วยเครื่องอัดเบ้าแบบไฮดรอลิคที่ความดัน 90 MPa อุณหภูมิ 180 องศาเซลเซียส ทั้งที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว ไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว และที่เติมสารเชื่อมประสาร เพื่อศึกษาผลของปริมาณเส้นใยใบสับปะรดต่อสมบัติเชิงกลของวัสดุเชิงประกอบได้ โดยปริมาณของเส้นใยใบสับปะรดที่ใช้ คือ 0, 5, 10, 15 และ 20 %wt เมื่อได้วัสดุเชิงเชิงประกอบมาแล้วสีของแผ่นจะมีสีเหลืองทอง จึงนำมาทำการทดสอบสมบัติเชิงกล ซึ่งพบว่าสมบัติการทนต่อแรงดึงนั้นสูงขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณของเส้นใยใบสับปะรดลงไปและความแข็งของแผ่อัดเชิงประกอบไม่มีความแตกต่างกันมากนัก เนื่องจากเส้นใยใบสับปะรดนั้นเข้าไปเสริมแรงให้กับในพอลิเมอร์เมทริกซ์ทำค่าการทนต่อแรงดึงและเปอร์เซ็นต์การยืดตัว ณ จุดขาด ลดลง แต่เมื่อเปรียบเทียบสมบัติเชิงกลและสมบัติเชิงกลที่เหมาะสมกับการนำไปใช้เป็นวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

This study aimed to develop pineapple leaf fiber (PALF) which is very tough as a value added composite reinforced with polymer. This can be used as an alternative environment friendly material. Hence, Poly Lactic Acid (PLA) was studied. To prepare the fiber, a 2 centimeter-long pineapple leaf was immersed in 5, 7, 10% wt. of NaOH for 6, 12, and 24 hours. The treated fiber was then rinsed with 7 pH distilled water and dried in the oven at 60 degree Celsius for 24 hours. Next, it was mixed with polymer by a two-roll mill at 180 degree Celsius. After that, the composite was fabricated by compression molding at 90 MPa and 180 degree Celsius for improving, non-improving surface of pineapple leaf fiber, and added coupling agent. This aimed to examine the effect of PALF on mechanical property of composite by implementing 0, 5, 10, 15, and 20 % wt. of PALF. The yellow like composite gained was then tested for its mechanical property. It revealed that its tensile strength increased with an increased amount of PALF. However, its hardness differed slightly because PALF reinforced polymer matrix in tensile testing at break and % elongation at break. This composite had mechanical property suitable for use as environment-friendly material.