Feasibility Study of the Yarn Production from Polylactic Acid Mixed with Oil Palm Empty Fruit Bunch Fibers
โดย ศิริกุล แซ่ลิ่ม
ปี 2563
บทคัดย่อ
การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ (1) เพื่อศึกษาการปรับสภาพเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมันทางเคมี (2) ส่วนผสมเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมันที่ใช้เป็นตัวร่วมพอลิแลคติกแอซิดในการผลิตเส้นด้าย และ (3) ทดสอบสมบัติทางกายภาพของเส้นด้ายพอลิแลคติกแอซิดผสมเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมัน
การปรับสภาพเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมันทางเคมี มีการศึกษา 2 ปัจจัย คือ ชนิดสารเคมี ประกอบด้วย 2 ชนิด ได้แก่ สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ความเข้มข้นร้อยละ 50 กรดซัลฟูริกความเข้มข้นร้อยละ 50 และปริมาณสารเคมีแปรเป็น 2 ระดับ คือ ร้อยละ 5 และ 10 โดยปริมาตรต่อปริมาตร (V/V) วางแผนการทดลองแฟกทอเรียลแบบสุ่มอย่างสมบูรณ์ (Factorial in CRD) ส่วนผสมเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมันที่ใช้เป็นตัวร่วมพอลิแลคติกแอซิดในการผลิตเส้นด้าย วางแผนการทดลองแบบสุ่มอย่างสมบูรณ์ (Completely Randomized Design, CRD) ปัจจัยการศึกษา คือ ปริมาณเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมันที่ใช้เป็นตัวร่วมพอลิแลคติกแอซิดในการผลิตเส้นด้าย แปรเป็น 4 ระดับ คือ ร้อยละ 0.0 0.5 1.0 และ 2.0 และทดสอบสมบัติทางกายภาพของเส้นด้ายพอลิแลคติกแอซิดผสมเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมัน ด้วยมาตรฐานการทดสอบของ ASTM และ JIS
ผลการศึกษาการปรับสภาพเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมันทางเคมี เส้นใยหลังปรับสภาพด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ความเข้มข้นร้อยละ 10 มีค่าเฉลี่ยของปริมาณเซลลูโลสสูงที่สุดคิดเป็นร้อยละ 69.31 ผลการศึกษาส่วนผสมเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมันร้อยละ 1.0 สามารถเป็นตัวร่วมใน การผลิตเส้นด้ายพอลิแลคติกแอซิดได้ในปริมาณที่สูงสุด และผลการทดสอบสมบัติทางกายภาพของเส้นด้ายพอลิแลคติกแอซิดผสมเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมัน พบว่า เส้นด้ายพอลิแลคติกแอซิดผสมเส้นใยทะลายปาล์มน้ำมันร้อยละ 1.0 มีค่าการหดตัวร้อยละ – 1.30 ความแข็งแรง 54.10 นิวตัน และการยืดตัวก่อนขาดร้อยละ 4.87 ขนาดเส้นด้าย 1,298 เท็กซ์ ความหนา 0.38 มิลลิเมตร และความกว้าง 3.68 มิลลิเมตร มีปริมาณผงทะลายปาล์มน้ำมันกระจายตัวอยู่ในเส้นด้ายเพิ่มขึ้น และมีอุณหภูมิหลอมเหลวที่ (Tm) 175.20 องศาเซลเซียส เกิดผลึกที่ (Tcc) 100.40 องศาเซลเซียส และมีค่าร้อยละปริมาณผลึกสูงที่สุด (96 Xc) คือ 6.69
ABSTRACT
This research aimed to: (1) study the chemical pretreatment of oil palm empty fruit bunch fibers, (2) identify the ratio of oil palm empty fruit bunch fibers used as poly lactic acid co-agents in the yarn production, and (3) test the physical properties of the polylactic acid yarn mixed with oil palm empty fruit bunch fibers.
For the chemical pretreatment, there were two factors in the study; chemical type and chemical quantity. The former consisted of 50% sodium hydroxide solution and 50% sulfuric acid while the latter composed of 2 levels of chemical content: 5 and 10% by volume-by-volume (V/V). The experimental design was based on completely randomized factorial design (Factorial in CRD). The amount of oil palm empty fruit bunch fibers used as a co-polylactic acid copolymer in the yarn production which was completely randomized (CRD) was the factor in this study tested with the ratio of palm oil varying in 4 levels : 0.0, 0.5, 1.0, and 2.0%. The physical properties of the polylactic acid mixed with oil palm empty fruit bunch fibers were then tested by the ASTM and JIS Standards.
It was found that the fibers after pretreatment with a 10% sodium hydroxide solution had the highest percentage of cellulose content of 69.3. The 1.0% oil palm empty fruit bunch fibers mixture ratio could be a contributor to the highest amount of the yarn production. The physical properties test also revealed that 1.0% of polylactic acid mixed with oil palm empty fruit bunch fibers resulted in the following properties; – 1.30% of shrinkage, 54.10 Newton of strength, 4.87 elongation before tearing; 1,298 tex of thread size, 0.38 mm of thickness, and 3.68 mm of width. Moreover, the amount of oil palm bunch powder distribution in the yarn increased with the melting temperature at (Tm) 175.20 °C; the crystallization temperature at (Tcc) 100.40 °C, and the highest percentage of crystallinity at (96 Xc) 6.69%.