Electrospinning of Cellulose Acetate Fibers mixed with Tannic Acid

โดย วิศาล จิตต์กระจายแสง

ปี 2556

บทคัดย่อ (Abstract)

การขึ้นรูปแผ่นเส้นใยที่มีเส้นใยขนาดเล็กมาก มีหลายวิธี ทั้งการขึ้นรูปด้วยเทคนิคการปั่นเส้นใยโดยตรงด้วยการปั่นแบบหลอมเหลว การปั่นเส้นใยด้วยเทคนิคเส้นใยสององค์ประกอบ ซึ่งต้องมีขั้นตอนการขึ้นรูปเส้นใยก่อน แล้วจึงนำมาผลิตเป็นแผ่นเส้นใยอีกขั้นตอนหนึ่ง แต่การปั่นแผ่นเส้นใยที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในปัจจุบัน คือ เทคนิคการปั่นเส้นใยแบบไฟฟ้าสถิต

ในการทดลองครั้งนี้เป็นการศึกษาการขึ้นรูปเซลลูโลสแอซีเทตผสมกรดแทนนิกเป็นแผ่นเส้นใยด้วยเทคนิคการปั่นเส้นใยแบบไฟฟ้าสถิต โดยใช้ความเข้มข้นของเซลลูโลสแอซีเทต ความเข้มข้นของกรดแทนนิก และอัตราส่วนของตัวทำละลายระหว่างอะซิโตนและน้ำแตกต่างกัน โดยนำสารละลายเซลลูโลสแอซีเทตร้อยละ 15 โดยน้า หนักผสมกรดแทนนิกในสัดส่วนร้อยละ 10 30 50 70 90 110 130 และ 150 โดยน้า หนักของเซลลูโลสแอซีเทต และทดลองขึ้นรูปเป็นแผ่นเส้นใย

ผลการศึกษาพบว่า ความเข้มข้นต่ำที่สุดของเซลลูโลสแอซีเทตที่สามารถขึ้นรูปเป็นเส้นใยได้โดยไม่มีหยดของสารละลายคือร้อยละ 15 โดยน้ำหนักในตัวทำละลายอะซิโตน และการเพิ่มสัดส่วนของน้ำในตัวทำ ละลายผสมส่งผลให้เส้นใยมีขนาดใหญ่ขึ้นและผิวเส้นใยไม่เรียบ เมื่อเติมกรดแทนนิกพบว่าในช่วงความเข้มข้นของกรดแทนนิกที่ร้อยละ 10 ถึง ร้อยละ 70 เส้นใยมีขนาดใหญ่ขึ้น คือ 4.50 ±0.62 ไมโครเมตร เป็น 6.33 ±1.30 ไมโครเมตร แต่ในช่วงความเข้มข้นของกรดแทนนิกร้อยละ 90 ถึงร้อยละ 150 เส้นใยมีขนาดเล็กลง คือ 6.12 ±1.29 ไมโครเมตร เป็น 2.59 ±0.79 ไมโครเมตร นอกจากนี้ในด้านการวิเคราะห์ปริมาณกรดแทนนิกที่มีอยู่จริงในเส้นใย พบปริมาณของกรดแทนนิกตั้งแต่ร้อยละ 86.95 ±6.41 ถึงร้อยละ 99.18 ±1.73 การปลดปล่อยกรดแทนนิกจากแผ่นเส้นใยในน้ำกลั่น ภายในเวลา 240 นาที พบว่ามีปริมาณของกรดแทนนิกสะสมสูงสุดออกมาจากแผ่นเส้นใย 6.2993 ±0.0854 มิลลิกรัม คิดเป็นร้อยละ 1.94 ±0.03 จากปริมาณที่มีอยู่จริงในแผ่นเส้นใย

Small-size fiber web could be produced by many methods. Direct melt spinning and bicomponent fiber spinning are two of possible methods to spin small-size fibers. Fibers from these methods would be cut into shorter fibers and pass through web formation process. Recently, electrospinning method has become interested from scientists and researchers, because it could produce small-size fiber web directly form polymer solution.

This study was to prepare electrospun webs from cellulose acetate mixed with tannic acid by electrospinning technique with different concentrations of cellulose acetate, tannic acid and mixing ratios of acetone and water. After that, a 15% w/w CA solution was mixed with tannic acid in a range of 10 to 150% w/w of CA which was electrospun to form fiber web.

The results showed that 15% w/w of cellulose acetate (CA) in acetone were the lowest concentration to yield bead-free fibers. The addition of more water in solvent mixture resulted in bigger the fiber diameter with rouge surface. In the case of tannic acid from 10 to 70% w/w of CA, fiber diameter increased which was from 4.50 ±0.62 µm to 6.33 ±1.30 µm with an increase amount of tannic acid. However, amount of tannic acid from 90 to 150% w/w of CA, the fiber diameter decreased which was from 6.12 ±1.29 µm to 2.59 ±0.79 µm. Moreover, the actual amount of tannic acid in fiber was between 86.95 ±6.41% and 99.18 ±1.73%. Tannic acid from the tannic acid-loaded cellulose acetate fiber in distilled water within 240 minutes was found to have the highest cumulative dose of tannic acid is derived from 6.2993 ±0.0854 mg fiber mats, representing 1.94 ±0.03% of the physical volume of the fibers mats.

Download : การเตรียมเส้นใยเซลลูโลสแอซีเทตผสมกรดแทนนิกด้วยการปั่นเส้นใยแบบไฟฟ้าสถิต