สมบัติเชิงกลและการย่อยสลายทางชีวภาพของวัสดุคอมพอสิตพอลิบิวทิลีนซัคซิเนตผสมรังไหม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยทำการเตรียมวัสดุคอมพอสิตพอลิบิวทิลีนซัคซิเนตผสมรังไหมในอัตราส่วนเท่ากับ 100/0, 90/10, 80/20, 70/30 และ 60/40 เพื่อศึกษาสมบัติเชิงกล (ความต้านทานแรงดึง ความต้านทานแรงกระแทก ความแข็ง) สมบัติการย่อยสลายทางชีวภาพ และลักษณะทางสัณฐานวิทยา ผลการวิจัยพบว่าเมื่อเติมรังไหมในปริมาณมากขึ้น ค่ามอดูลัสของยัง ค่าความต้านทานแรงกระแทก และค่าความแข็งเพิ่มขึ้น ในขณะที่ค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุด และค่าการยืดตัว ณ จุดขาด ลดลง การศึกษาการย่อยสลายโดยการฝังกลบในดิน เป็นเวลา 4, 8 และ 10 สัปดาห์ พบว่าการเพิ่มปริมาณรังไหมในการผสมกับพอลิบิวทิลีนซัคซิเนตจะทำให้เกิดการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดีขึ้น ในขณะที่การตรวจสอบลักษณะทางสัณฐานวิทยาด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ของชิ้นงานภายหลังทดสอบความต้านทานแรงกระแทก พบว่ามีการกระจายตัวของเส้นใยรังไหมในพอลิเมอร์เมทริกซ์ และมีความไม่เข้ากันระหว่างผิวของรังไหมกับพอลิบิวทิลีนซัคซิเนต ส่งผลให้วัสดุคอมพอสิตที่เตรียมได้มีค่าความต้านทานแรงดึงสูงสูด และค่าการยืดตัว ณ จุดขาด ลดลง
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Abdollahi Moghaddam, M. R., Hesarinejad, M. A., & Javidi, F. (2023). Characterization and optimization of polylactic acid and polybutylene succinate blend/starch/wheat straw biocomposite by optimal custom mixture design. Polymer Testing, 121, Article 108000. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2023.108000
Botev, M., Betchev, H., Bikiaris, D., & Panayiotou, C. (1999). Mechanical properties and viscoelastic behavior of basalt fiber-reinforced polypropylene. Journal of Applied Polymer Science, 74(3), 523–531. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19991017)74:3<523::AID-APP7>3.0.CO;2-R
Calabia, B., Ninomiya, F., Yagi, H., Oishi, A., Taguchi, K., Kunioka, M., & Funabashi, M. (2013). Biodegradable poly(butylene succinate) composites reinforced by cotton fiber with silane coupling agent. Polymers, 5(1), 128–141. https://doi.org/10.3390/polym5010128
Chen, S., Cheng, L., Huang, H., Zou, F., & Zhao, H.-P. (2017). Fabrication and properties of poly(butylene succinate) biocomposites reinforced by waste silkworm silk fabric. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 95, 125–131. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2017.01.004
Clarizio, S. C., & Tatara, R. A. (2012). Tensile strength, elongation, hardness, and tensile and flexural moduli of PLA filled with glycerol-plasticized DDGS. Journal of Polymers and the Environment, 20(3), 638–646. https://doi.org/10.1007/s10924-012-0452-3
de Albuquerque, A. C., Joseph, K., de Carvalho, L. H., & d'Almeida, J. R. M. (2000). Effect of wettability and ageing conditions on the physical and mechanical properties of uniaxially oriented jute-roving-reinforced polyester composites. Composites Science and Technology, 60(6), 833–844. https://doi.org/10.1016/S0266-3538(99)00188-8
Mamatha, G. M., Dixit, P., Krishna, R. H., & Girish Kumar, S. (2024). Polymer-based composites for electromagnetic interference (EMI) shielding: The role of magnetic fillers in effective attenuation of microwaves, a review. Hybrid Advances, 6, Article 100200. https://doi.org/10.1016/j.hybadv.2024.100200
Han, S. O., Ahn, H. J., & Cho, D. (2010). Hygrothermal effect on henequen or silk fiber reinforced poly(butylene succinate) biocomposites. Composites Part B: Engineering, 41(6), 491–497. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2010.05.003
Hong, J., Luo, N., Zhang, Z., Zhang, L., Zhang, G., Ye, L., Ray, S. S., & Li, Y. (2024). Regulated orientation and exfoliation of flaky fillers by close packing structures in polymer composites for excellent thermal conduction and EMI shielding. Composites Part B: Engineering, 275, Article 111357. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.111357
Huang, Z., Qian, L., Yin, Q., Yu, N., Liu, T., & Tian, D. (2018). Biodegradability studies of poly(butylene succinate) composites filled with sugarcane rind fiber. Polymer Testing, 66, 319–326. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2018.02.003
Johansson, M., Skrifvars, M., Kadi, N., & Dhakal, H. N. (2023). Effect of lignin acetylation on the mechanical properties of lignin-poly-lactic acid biocomposites for advanced applications. Industrial Crops and Products, 202, Article 117049. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.117049
Nachod, B., Keller, E., Hassanein, A., & Lansing, S. (2021). Assessment of petroleum-based plastic and bioplastics degradation using anaerobic digestion. Sustainability, 13(23), Article 13295. https://doi.org/10.3390/su132313295
Nithikarnjanatharn, J., & Samsalee, N. (2022). Effect of cassava pulp on physical, mechanical, and biodegradable properties of poly(butylene succinate)-based biocomposites. Alexandria Engineering Journal, 61(12), 10171–10181. https://doi.org/10.1016/j.aej.2022.03.052
Peñas, M. I., Criado-Gonzalez, M., Martínez de Ilarduya, A., Flores, A., Raquez, J.-M., Mincheva, R., Müller, A. J., & Hernández, R. (2023). Tunable enzymatic biodegradation of poly(butylene succinate): Biobased coatings and self-degradable films. Polymer Degradation and Stability, 211, Article 110341. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2023.110341
Prasoetsopha, N., Thainoi, P., Jinnavat, R., Charerntanom, W., Hasook, A., & Singsang, W. (2020). Morphological and mechanical properties of natural rubber compound/poly(butylene succinate) blend. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 840(1), Article 012013. https://doi.org/10.1088/1757-899X/840/1/012013
Rajgond, V., Mohite, A., More, N., & More, A. (2024). Biodegradable polyester-polybutylene succinate (PBS): A review. Polymer Bulletin, 81(7), 5703–5752. https://doi.org/10.1007/s00289-023-04998-w
Rodriguez-Uribe, A., Harder, N., Misra, M., & Mohanty, A. K. (2023). Biocomposites from poly(butylene succinate-co-butylene adipate) biodegradable plastic and hop natural fiber: Studies on the effect of compatibilizer on performance of the composites. Composites Part C: Open Access, 12, Article 100408. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2023.100408
Royer, S.-J., Greco, F., Kogler, M., & Deheyn, D. D. (2023). Not so biodegradable: Polylactic acid and cellulose/plastic blend textiles lack fast biodegradation in marine waters. PLoS ONE, 18(5), Article e0284681. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0284681
Sasimowski, E., Majewski, L., & Grochowicz, M. (2023). Study on the biodegradation of poly(butylene succinate)/wheat bran biocomposites. Materials, 16(21), Article 6843. https://doi.org/10.3390/ma16216843
Seculi, F., Espinach, F. X., Julián, F., Delgado-Aguilar, M., Mutjé, P., & Tarrés, Q. (2022). Evaluation of the strength of the interface for abaca fiber reinforced HDPE and BioPE composite materials, and its influence over tensile properties. Polymers, 14(24), Article 5412. https://doi.org/10.3390/polym14245412
Sena, B., Aceña, J. L., Novella Robisco, J. L., Monje Martínez, B., Martí Montaner, L., & Fernández-Bachiller, M. I. (2023). Effectiveness of different immobilized Candida antarctica lipase b (iCaLB) in the production of biobased oligoester derivatives from poly(butylene succinate) (PBS) and poly(butylene adipate) (PBA). European Polymer Journal, 201, Article 112575. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2023.112575
Singsang, W., Suetrong, J., Choedsanthia, T., Srakaew, N. L.-o., Jantrasee, S., & Prasoetsopha, N. (2021). Properties of biodegradable poly(butylene succinate) filled with activated carbon synthesized from waste coffee grounds. Journal of Materials Science and Applied Energy, 10(3), 87–95. https://doi.org/10.14456/jmsae-ceae.2021.32
Wei, X.-F., Capezza, A. J., Cui, Y., Li, L., Hakonen, A., Liu, B., & Hedenqvist, M. S. (2022). Millions of microplastics released from a biodegradable polymer during biodegradation/enzymatic hydrolysis. Water Research, 211, Article 118068. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118068
Xie, C., Xiong, Q., Wei, Y., Li, X., Hu, J., He, M., Wei, S., Yu, J., Cheng, S., Ahmad, M., Liu, Y., Luo, S., Zeng, X., Yu, J., & Luo, H. (2023). Fabrication of biodegradable hollow microsphere composites made of polybutylene adipate co-terephthalate/polyvinylpyrrolidone for drug delivery and sustained release. Materials Today Bio, 20, Article 100628. https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2023.100628
Zhou, H., Hu, D., Zhu, M., Xue, K., Wei, X., Park, C. B., Wang, X., & Zhao, L. (2023). Review on poly(butylene succinate) foams: Modifications, foaming behaviors and applications. Sustainable Materials and Technologies, 38, Article e00720. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2023.e00720
