การประชุมวิชาการระดับชาติมหาวิทยาลัยทักษิณ 2559 - page 146

145
บทนำ
ปัจจุบันปริ มาณการเพิ่มขึ้นของขยะพลาสติกสังเคราะห์ (synthesis plastic) เป็นปัญหาที่ทั่วโลกให้ความสนใจ
อย่างมาก เนื่องจากขยะพลาสติกสังเคราะห์ เหล่านี้ย่อยสลายทางชีวภาพได้ ยาก จึงทาให้เกิ ดการสะสมของขยะพลาสติก
สั งเคราะห์ในสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ดังนั้นจึ งมีการพัฒนาพลาสติกจากวัสดุธรรมชาติ เพื่อเป็นวิธีการหนึ่งในการแก้ไขปัญหา
ดังกล่าว โดยพลาสติกจากวัสดุธรรมชาติ หรือที่ เรียกว่า พลาสติกชีวภาพ (bioplastic) ผลิตขึ้นจากวั สดุธรรมชาติและย่ อย
สลายได้ด้วยกระบวนการทางชีวภาพ ซึ่งวัสดุธรรมชาติที่นามาผลิตเป็ นพลาสติกชีวภาพมีหลายชนิ ด เช่น เซลลูโลส คอลลา
เจน เคซีน แป้ง และโปรตีน เป็นต้ น โดยข้อดีของวัสดุจากธรรมชาติ คือ หาได้ง่าย มี ปริมาณมาก ราคาถู ก ย่อยสลายได้ง่ าย
ในธรรมชาติ และเป็ นมิตรต่ อสิ่งแวดล้อม จึ งเป็ นสิ่งที่น่าสนใจอย่ างมากในการนาวัสดุจากธรรมชาติเหล่ านี้มาผลิตเป็น
พลาสติกชีวภาพ
กลูเตนข้าวสาลี (wheat gluten; WG) เป็นโปรตีนที่เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการผลิ ตแป้งสาลี แต่ กลูเตน
จะถูกกาจัดทิ้ง เนื่องจากกลู เตนเป็นสาเหตุของโรค celiac ซึ่ งเกิดกับคนที่แพ้กลูเตน ดั งนั้นการนากลู เตนมาเป็นวัตถุดิบ
สาหรั บผลิตเป็นพลาสติกชีวภาพ ซึ่งจะเป็ นทางเลือกหนึ่งในการใช้ประโยชน์ จากกลูเตน เนื่องจากกลูเตนมีสมบั ติที่ ดีหลาย
ประการ คือ มีความยื ดหยุ่น (viscoelastic) เฉพาะตัว สามารถเกิ ดปฏิกิริ ยาเมื่อได้รับความร้ อนและแรงกล (thermo-
mechanical reactivity) มีสมบัติเทอร์โมพลาสติก (thermoplastic) [1] และมี ราคาที่สามารถแข่งขันกั บพลาสติกอื่นๆได้
เป็นต้น อย่างไรก็ ตามพลาสติกชีวภาพที่เตรียมได้ จากกลูเตนข้าวสาลีก็ยั งคงมีข้อเสียอยู่นั้นคือ ขึ้นรูปยาก ความว่องไวต่อ
ความชื้น สมบัติเชิ งกล และสมบัติทางความร้อนต่า ดังนั้นเพื่อปรับปรุงข้ อเสียดังกล่าวจึงมีงานวิจั ยมากมายสนใจศึกษาหา
แนวทางในการปรั บปรุงสมบัติของพลาสติกชีวภาพจากกลู เตนข้ าวสาลี โดยแนวทางที่ได้ รับความสนใจมากที่สุดคื อ การ
เตรี ยมเป็นวัสดุเชิงประกอบ (composites) โดยการใช้ สารตัวเติ ม (filler) เช่น มอนท์ มอริลโลไนท์ (montmorillonite)
[2-4] แอตตาพัลไจต์ (attapulgite) [5] เส้นใยบะซอลท์ (basalt fiber) [6] ซิลิ กา (silica) [7-8] และอะลูมินา (alumina)
[7] ซึ่งพบว่าสารตั วเติมเหล่านี้สามารถปรับปรุ งสมบัติเชิ งกล สมบัติทางความร้อน และลดความไวต่อความชื้นของพลาสติ ก
ชี วภาพจากกลูเตนข้าวสาลี แต่สารตัวเติมเหล่านี้ มีราคาแพง ส่งผลให้ พลาสติกชีวภาพจากกลูเตนข้าวสาลีมีราคาสูงขึ้ น
แคลเซียมคาร์ บอเนต (calcium carbonate; CaCO3) มีลักษณะทางกายภาพเป็ นผงสีขาว ไม่ละลายน้า ไม่เป็น
พิ ษ และมีความเสถี ยรทางเคมี จึ งนิยมนาไปใช้เป็ นวัตถุดิบพื้ นฐานที่สาคัญในอุ ตสาหกรรมต่างๆ เช่ น ใช้เป็นสารตัวเติม
และสารเพิ่ มปริมาณ (extender) ในอุตสาหกรรมพลาสติ ก ยาง กระดาษ และสี [9] เนื่องจากมีราคาถูก ทาให้สามารถลด
ต้นทุนการผลิตได้ แต่อย่างไรก็ตามงานวิจั ยที่ศึกษาอิทธิพลของแคลเซียมคาร์บอเนต ที่ มีผลต่ อสมบัติของพลาสติกชีวภาพ
จากกลูเตนข้าวสาลีมีน้อยมาก แม้ว่า Song และคณะ [10] รายงานว่าแคลเซียมคาร์บอเนต สามารถปรั บปรุงสมบัติเชิงกล
และลดความไวต่ อความชื้นของพลาสติกชี วภาพจากกลู เตนข้าวสาลี แต่ยั งไม่มีรายงานงานวิ จัยที่ศึกษาอิทธิ พลของ
แคลเซียมคาร์บอเนต ที่มีผลต่ อการเสื่อมสภาพของพลาสติ กชีวภาพจากกลูเตนข้าวสาลี ดังนั้นงานวิ จัยนี้ จึงสนใจศึกษา
การเสื่อมสภาพของวั สดุ เชิงประกอบชี วภาพจากกลูเตนข้ าวสาลีผสมแคลเซียมคาร์ บอเนต เพื่อเป็นแนวทางในการใช้
แคลเซี ยมคาร์บอเนตในการควบคุมอัตราการเสื่ อมสภาพ (degradation rate) ของพลาสติกชีวภาพจากกลูเตนข้าวสาลี ซึ่ ง
สามารถนาไปประยุ กต์ใช้งานในด้านการเกษตร เช่ น การผลิตฟิล์มสาหรับคลุมดิน เป็นต้น
วิธีกำรดำเนินกำรวิจัย
กำรเตรียมวัสดุเชิงประกอบชีวภำพ
อบกลู เตนข้าวสาลีที่ อุณหภูมิ 105 ºC เป็ นเวลา 24 ชั่วโมง บรรจุใส่ถุ งซิปและเก็บไว้ ในกล่องดูดความชื้นจนกว่ า
จะนาไปใช้งาน ผสมกลูเตนข้าวสาลี กับแคลเซียมคาร์ บอเนต ที่อัตราส่วนแคลเซียมคาร์บอเนตเท่ากับ 0 2.5 5 7.5 และ 10