การเตรียมเส้นใยเซลลูโลสแอซีเทตผสมกรดแทนนิกด้วยการปั่นเส้นใยแบบไฟฟ้าสถิต

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

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