การพัฒนาฟิล์มบรรจุผลไม้จากพลาสติกชีวภาพ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายด้วยแสง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

นิชา รักษาโคตร, พาขวัญ นุ่นหลักคำ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

วัชราภรณ์ แสนนา

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย บุรีรัมย์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแผ่นฟิล์มบรรจุผลไม้ให้สามารถย่อยสลายได้ด้วยแสงและเพื่อเปรียบเทียบการย่อยสลายด้วยแสงของพลาสติกชีวภาพที่ผสมสารไทเทเนียมไดออกไซด์และฟิล์มพลาสติกทั่วไปตามท้องตลาด โดยมีการเตรียมแผ่นฟิล์มโดยการนำเม็ดพลาสติกชีวภาพชนิด PLA 2.0 กรัม ผสมกับสารละลายคลอโรฟอร์ม 100 มิลลิลิตรและสารไทเทเนียมไดออกไซด์ แบ่งออกเป็น 4 ชุดการทดลอง อัตราส่วนของ PLA:TiO2 ดังนี้ ชุดควบคุม 2.0 : 0 ชุดที่1 2.0 : 0.02 ชุดที่2 2.0 : 0.04 ชุดที่3 2.0 : 0.08 กรัม ผสมด้วยเครื่องกวนสารละลายที่อุณหภูมิ 30 องสาเซลเซียส นาน 60 นาที และเติมสารละลายคลอโรฟอร์มเพิ่ม 20 มิลลิลิตร ก่อนครบเวลา 10 นาที จากนั้นนำแผ่นฟิล์มทั้ง4ชุดการทดลองมาทดสอบประสิทธิภาพการย่อยสลายด้วยแสง โดยเปรียบเทียบกับแผ่นพิมพ์ทั่วไปตามท้องตลาด นำมาทดสอบการย่อยสลายด้วยแสง จากหลอดรังสีUVA UVB ผลการทดลอง พบว่า PLA:TiO2 ได้แก่ 2.0:0.02 , 2.0:0.04 และ 2.0:0.08 กรัม มีร้อยละการลดลงของมวลเท่ากับ 10.89% , 11.50% และ 12.49% ตามลำดับ ชุดควบคุมเท่ากับ 10.26% ในขณะที่ฟิล์มตามท้องตลาดไม่เกิดการย่อยสลาย แสดงว่าการเติมสารไทเทเนียมไดออกไซด์ส่งผลพลาสติกส่งผลต่อการเร่งการย่อยสลายของพลาสติกด้วยแสง โดยอัตราส่วนที่เกิดการย่อยสลายมากที่สุดคืออัตราส่วน PLA:TiO2 เท่ากับ 2:0.08 กรัม เมื่อนำไปวิเคราะห์การกระจายตัวของสารไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยเครื่อง Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) พบว่าไทเทเนียมไดออกไซด์สามารภกระจายตัวได้ทั่วแผ่นอย่างสม่ำเสมอ และเมื่อนำมาทดสอบการยับยั้งการเน่าเสียของผลไม้พบว่าแผ่นฟิล์มที่พัฒนามีความสามารถในการยับยั้งการเกิดการเน่าเสียของผลไม้ได้เทียบเท่ากับฟิล์มทั่วไปตามท้องตลาด และแผ่นฟิล์มแต่ละชุดการทดลองมีความยืดหยุ่นสูงกว่าชุดควบคุม มีค่าความยืดหยุ่นเท่ากับ 79.4 , 65.2 , 120 MPa ตามลำดับ แสดงว่าไทเทเนียมไดออกไซด์ส่งผลต่อความยืดหยุ่นของแผ่นฟิล์ม และเมื่อนำแผ่นฟิล์มไปวิเคราะห์ค่าความขุ่นของพลาสติกด้วยเครื่อง UV-Visible Spectrometer ที่ความยาวคลื่น 600 nm พบว่ามีค่า %T (%Transmittanc) เท่ากับ 55.6% , 37.9% และ 0.4%ตามลำดับ ซึ่งพบว่าความโปร่งใสของพลาสติกในทุกชุดการทดลองมีค่าน้อยกว่าชุดควบคุม

จากการศึกษานี้สามารถนำไปใช้ต่อยอดในการผลิตพลาสติกชีวภาพที่สามารถย่อยสลายได้ง่ายขึ้นซึ่งเป็นอีกหนึ่งทางเลือกในการผลิตพลาสติกมาใช้ทดแทนพลาสติกฟิล์มที่เป็นขยะที่มีปริมาณมากเป็นอันดับต้นๆ และมีระยะเวลาในการย่อยสลายถึง 450 ปี ซึ่งนวัตกรรมนี้จะช่วยแก้ไขปัญหาขยะพลาสติกซึ่งก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน