การเตรียมสมบัติและการทดสอบการย่อยสลายทางชีวภาพของโฟมชีวภาพจากแป้งข้าวเหนียว แป้งมันสำปะหลัง และแป้งข้าวโพด

Abstract

งานวิจัยนี้ได้รายงานการเตรียมสมบัติ และการทดสอบการย่อยสลายทางชีวภาพของโฟมชีวภาพจากแป้ง มันสำปะหลัง และแป้งข้าวโพดผสมแป้งข้าวเหนียว และพบว่าโฟมจากแป้งมันสำปะหลังเตรียมโดยวิธีเทอร์มอลรีฟอร์มมิ่ง มีสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการขึ้นรูป คือ อุณหภูมิ 220 °C ความดัน 1000 atm และเวลา 4.50 นาที วิเคราะห์โครงสร้างทางเคมีของโฟมโดยเทคนิคฟูริเออร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโคปี ศึกษาสัณฐานวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) พบว่าเมื่อเติมสารเติมแต่งผิวของโฟมมีลักษณะเรียบและเนียนขึ้นและเมื่อเติมเกาลินลงไปผิวของโฟมมีลักษณะขรุขระเพิ่มมากขึ้น การศึกษาสมบัติเชิงกลด้วยการทดสอบแรงดึงพบว่าค่าร้อยละการยืดตัวมีแนวโน้มลดลง ค่าโมดูลัสของยังมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณเกาลินเพิ่มขึ้น ค่าแรงเค้น ณ จุดขาด และค่าแรงเค้นสูงสุดมีค่าใกล้เคียงกัน นอกจากนี้ยังพบว่าเมื่อมีปริมาณเกาลินเพิ่มขึ้นความสามารถในการดูดซับความชื้นและความสามารถในการต้านทานน้ำดีขึ้น การศึกษาสมบัติทางความร้อนด้วยเทคนิค DSC พบว่าอุณหภูมิหลอมเหลวของโฟมเพิ่มขึ้นจาก 149 เป็น 150 °C เมื่อเติมเกาลิน 15 g ทั้งนี้ เนื่องจากเกาลินเป็นสารก่อผลึกจึงช่วยให้โฟมมีความสามารถทนความร้อนและมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น ในการศึกษานี้พบว่าโฟมที่เตรียมจากแป้งมันสำปะหลังผสมกับน้ำ สารเติมแต่ง และเกาลินไม่เผา 15 g มีสมบัติที่ดีที่สุด และเมื่อศึกษาการย่อยสลายทางชีวภาพโดยการฝังดินพบว่าโฟมดัง กล่าวมีการย่อยสลายในดินดีมาก และ สามารถรวมกันเป็นเนื้อเดียวกับดินได้ภายในเวลา 4 สัปดาห์ สำหรับโฟมจากแปงข้าวโพดผสมแป้งข้าวเหนียวเตรียมโดยวิธีเทอร์มอลรีฟอร์มมิ่ง มีสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการขึ้นรูป คือ อุณหภูมิ 220 °C ความดัน 1000 atm เป็นเวลา 4:15 นาทีโครงสร้างทางเคมีของโฟมถูกตรวจสอบโดยใช้เทคนิคฟูริเออร์ทรานสฟอร์ม อินฟราเรดสเปกโทรสโคปี ศึกษาสัณฐานวิทยาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าเมื่อเติมสารเติมแต่งพื้นผิวของโฟมมีลักษณะขรุขระ และเมื่อเติมเกาลินพื้นผิวของ โฟมมีลักษณะหยาบและขรุขระเพิ่มมากขึ้น การศึกษาสมบัติเชิงกลด้วยการทดสอบแรงดึงพบว่าเมื่อเติมเกาลินค่าร้อยละการยืดตัวมีแนวโน้มลดลง ค่าโมดูลัสของยังมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น ส่วนค่าแรงเค้น ณ จุดขาดและค่าแรงเค้นสูงสุดมีแนวโน้มลดลง แต่จะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามปริมาณเกาลินที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังพบว่าเมื่อมีปริมาณเกาลินเพิ่มขึ้นความสามารถในการดูดซับความชื้นที่ระดับความชื้นสัมพัทธ์ 50 75 และ 100% ดีขึ้น เนื่องจากเกาลินมีสมบัติชอบน้ำ ในการทดสอบการต้านทานน้ำพบว่าเกาลินช่วยให้โฟมยังคงรูปร่างเดิมได้หลังจากแช่น้ำเป็นเวลา 12 ชั่วโมง การศึกษาสมบัติทางความร้อนด้วยเทคนิค DSC พบว่าเมื่อเติมเกาลินท าให้อุณหภูมิหลอมเหลวของโฟมเพิ่มขึ้นจาก 142 เป็น 156 °C เนื่องจากเกาลินเป็นสารก่อผลึกในโฟมจึงช่วยให้โฟมมีความสามารถทนความร้อนและมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น ในการศึกษานี้พบว่าโฟมที่เตรียมจากแป้งข้าวโพดผสมแป้งข้าวเหนียวผสมกับน้ำ สารเติมแต่ง และเกาลินไม่เผา 15 กรัม มีสมบัติดีที่สุด และเมื่อศึกษาความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพโดยการฝังดินพบว่าโฟมดังกล่าวมีการย่อยสลายในดินดีมาก และรวมกันเป็นเนื้อเดียวกับดินได้ภายใน 4 สัปดาห์