ฟิล์มคอมโพสิตชีวภาพแป้งมันสำปะหลังเทอร์โมพลาสติก/ผักตบชวาที่เพิ่มปริมาณธาตุอาหารในดินSoil Nutrients Rich Thermoplastic Tapioca Starch/Water Hyacinth Bio-composite Films

Abstract

คอมโพสิตชีวภาพเป็นวัสดุหรือพอลิเมอร์เรซินที่มาจากฐานชีวมวลและสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ นำมาใช้ผลิตเป็นพลาสติกชีวภาพเพื่อทดแทนพลาสติกโภคภัณฑ์จากแหล่งปิโตรเลียม งานวิจัยนี้ศึกษาการเตรียมฟิล์มคอมโพสิตชีวภาพจากแป้งมันสำปะหลังเทอร์โมพลาสติก (TPS) และผักตบชวา (WH) ด้วยเทคนิคการหล่อขึ้นรูปแบบสารละลาย แป้งมันสำปะหลังเทอร์โมพลาสติกคอมโพสิตเตรียมโดยใช้พลาสติไซเซอร์ผสมกลีเซอรอล-ยูเรีย (GU) และน้ำเป็นตัวทำละลายที่อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียส ด้วยปริมาณของ WH ที่แตกต่างกันร้อยละ 10 ถึง 40 โดยน้ำหนัก ผลการศึกษาพบว่า TPS เสริมแรงด้วย WH ร้อยละ 10–20 โดยน้ำหนักสามารถขึ้นรูปเป็นฟิล์มได้และมีการกระจายตัวของ WH ในเนื้อเมทริกซ์ TPS อย่างสม่ำเสมอโดยฟิล์มคอมโพสิต TPS/WH อัตราส่วน 80/20 ที่มีองค์ประกอบของ GU 10 pph นั้นให้สมบัติเชิงกลโดยรวมที่ดีเมื่อเทียบกับคอมพาวด์อื่น นอกจากนั้นการใช้ WH เป็นตัวเสริมแรงยังทำให้ได้ฟิล์มคอมโพสิตชีวภาพมีความต้านทานน้ำเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับฟิล์ม 10TPS และลำดับสุดท้ายศึกษาสมบัติทางกายภาพ-เคมีของตัวอย่างดินหลังการย่อยสลายทางชีวภาพในดินของฟิล์มคอมโพสิตชีวภาพ พบว่าดินตัวอย่างมีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้นพิจารณาจากปริมาณอินทรียวัตถุที่เพิ่มขึ้นและมีธาตุอาหารหลัก ได้แก่ อินทรีย์ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียมที่เป็นประโยชน์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

Bio-composites, material or polymer resin, which are produced from bio-based and it can be biodegradable. The use of these material produce bioplastics to replace commodity plastics petroleumbased. In this research, the study of preparation bio-composite films from thermoplastic tapioca starch (TPS) and Water Hyacinth (WH) by casting-solution techniques. TPS composites were prepared using glycerol-urea (GU) mixed plasticizer and water act as solvent at 85 degree Celsius, with WH content varying from 10 to 40 % by weight. From the results showed that the TPS composites with 10–20% by weight of WH can be film fabricated and WH uniformly dispersed throughout the TPS matrix. TPS/WH composite films of ratio 80/20 with incorporated 10 pph GU was exhibited good mechanical properties overall when compared to other compounds. In addition, when WH fiber was used as the reinforcement, it produced 10TPS/WH bio-composite films with enhancing moisture resistance compared to 10TPS film. Finally, the physico-chemical properties of soil sample after bio-composite films degraded in soil were investigated. The soil sample was indicated that improve the soil fertility based on the increase of organic matter. The three macronutrients including organic nitrogen, available phosphorus, and available potassium significantly increased.