การเพิ่มประสิทธิภาพเส้นใยพอลิเมอร์เซลลูโลสจากกล้วย
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ธนพล ปานคง, พรหมพร พรตเจริญ, วัชราณี เทมียะโก
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
เนติมา จิ๋วประดิษฐกุล
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัจจุบันปัญหาสิ่งแวดล้อมจากขยะพลาสติกมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และสิ่งมีชีวิตมากมายทั้งทางตรงและทางอ้อม แต่ยังมีภัยอีกรูปแบบหนึ่งจากพลาสติก ที่เรียกว่าไมโครพลาสติก คือ ชิ้นส่วนพลาสติกที่มีขนาด 1 นาโนเมตร ถึง 5 มิลลิเมตร ไมโครพลาสติกมีที่มาจากหลายแหล่ง อาทิเช่นไมโครพลาสติกซึ่งส่วนมากมาจากการเสียดสีของยางรถยนต์กับถนน แม้กระทั้งผ้าที่ทำจากใยสังเคราะห์ ไมโคร พลาสติกจึงเป็นผลมาจากที่เกิดจากการใช้พลาสติก ซึ่งได้แฝงตัวอยู่รอบตัวเราโดยที่เราคาดไม่ถึง และเป็นภัยอันตรายกับสิ่งมีชีวิตบนโลก รวมทั้งมนุษย์ซึ่งถือว่าอยู่บนสุดของห่วงโซ่อาหาร ดังนั้นเราควรตระหนักถึงการใช้พลาสติกในชีวิตประจำวันให้มากขึ้น ปัจจุบันเริ่มมีการนำวัสดุที่สามารถย่อยสลายได้โดยธรรมชาติมาใช้แทนพลาสติก แต่นวัตกรรมเหล่านี้ล้วนยังมีราคาสูง พลาสติกที่ย่อยสลายได้เองในธรรมชาติยังจำกัดการใช้งานอยู่ในวงแคบเช่นในวงการแพทย์และเภสัชกรรมเท่านั้น เนื่องจากพลาสติกย่อยสลายได้เองในธรรมชาติเหล่านี้ยังมีข้อด้อยในเรื่องสมบัติเชิงกลเงื่อนไขทางการตลาดราคาแพง อีกทั้งยังมีความสามารถในการแปรรูปต่ำแตกหักง่ายและมีความผันแปรต่อความชื้นสูงทางผู้ทดลองจึงเกิดความสนใจในการ ใช้เส้นใยธรรมชาติที่มีปริมาณมากเป็นของเหลือทิ้งจากการเพาะปลูก เช่น กล้วยซึ่งจัดเป็นพืชเศรษฐกิจพี่ต้องการของตลาดทั้งภายในประเทศและต่างประเทศ โดยธรรมชาติของกล้วยทุกชนิดจะให้ผลครั้งเดียวเท่านั้นเมื่อออกผลแล้วจะถูกโคตรลำต้นทิ้งโดยส่วนของลำต้นไม่ได้ถูกนำไปใช้ประโยชน์ ดังนั้นต้นกล้วยจึงถูกทิ้งให้เป็นปุ๋ยในแปลงปลูกถ้ามีปริมาณมากเกินจะถูกเผาทำลาย กลุ่มผู้ทดลองมองเห็นถึงปัญหาที่เกิดขึ้นในอนาคตเนื่องจากแนวโน้มการส่งออกกล้วยจะมีเพิ่มมากขึ้นซึ่งจะส่งผลต่อขยะจากต้นกล้วยที่เพิ่มขึ้น จึงเกิดความสนใจนำต้นกล้วยไปใช้ประโยชน์โดยเลือกการศึกษาทำเส้นใย และ เครื่องจักสานเป็นการเพิ่มโอกาสและการสร้างรายได้โดยใช้วัสดุเหลือทิ้งเป็นวัตถุดิบหลัก ในการทำเส้นด้ายช่วยทำให้ข้อเสียเป็นศูนย์หรือเหลือน้อยมากที่สุดเป็นการส่งเสริมให้เกิดประโยชน์จากทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดได้คุ้มค่ามากที่สุด และการนำเส้นใยของกล้วยมาย้อมสีธรรมชาติซึ่งปลอดภัยจากการตกค้างบนผลิตภัณฑ์ส่งผลถึงความปลอดภัยถึงผู้ใช้ซึ่งเป็นการหลีกเลี่ยงสารที่เป็นอันตรายหรือเป็นสารพิษเพื่อลดปริมาณของเสียและนำของเสียกลับมาใช้ประโยชน์ โดยมีการศึกษาดังต่อไปนี้ 1. เพื่อศึกษาคุณสมบัติเส้นใยของกล้วยแต่ละพันธุ์ในท้องถิ่นโดย การแยกเส้นใยแบบหัตถากร และการแยกเส้นใยด้วยสารเคมี(กล้ายน้ำหว้า,กล้วยหอม,กล้วยใข่,กล้วยตานี) 2.ศึกษาลักษณะของเส้นใยกล้วยปริมาณเส้นใยที่ได้จากกาบกล้วยและความยาวของเส้นใยโดย - การแยกเส้นใยแบบหัตถากร - การแยกเส้นใยด้วยสารเคมี 3.เพื่อศึกษาการปรับสภาพพื้นที่ผิวเส้นใยกล้วย - การปรับสภาพพื้นที่ผิวเส้นใยกล้วยที่โดยการทำอัลคาไลน์เซซัน - การปรับสภาพพื้นที่ผิวเส้นใยกล้วยด้วยสารประสานไซเลน 4. เพื่อศึกษาการทดสอบสมบัติของเส้นใยกล้วย
การวัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยกล้วยโดยการประยุคใช้แสงเลเซอร์ - การทดสอบการดูดซับน้ำ
ทดสอบการทนแต่แรงดึงและ ค่าความยืดหยุ่น 5. เพื่อศึกษาการย้อมติดสีและความคงทนของสีบนเส้นใย 6. เพื่อศึกษาศาสตร์ที่ช่วยยับยั้งการเกิดเชื้อราบนเส้นใย7. เพื่อศึกษาคุณสมบัติของเส้นใยที่ใช้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ต่างๆจากเส้นใย
ผลการทดลองพบว่า จากการศึกษาคุณสมบัติของเส้นใยกล้วยแต่ละพันธ์ในท้องถิ่น โดยการแยกแบบหัตถากรและการแยกแบบใช้สารเคมี การแยกแบบหัตถากรให้เส้นใยที่ดีที่สุด และกล้วยที่ให้เส้นใยได้มากที่สุดคือกล้วย น้ำว้า ตานี กล้วยหอม กล้วยไข่ ตามลำดับ และการปรับสภาพพื้นที่ผิวของเส้นใย ผลการทดลองพบว่า การทดสอบสมบัติเชิงกลของเส้นใยกล้วยโดยการใช้สารประสานไซเรน มีค่ายังมอดูลัสและค่าความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้น ซึ่งมีผลต่อการทนแรงดึงและมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้นอยู่ในช่วง100-400ไมโครเมตรและมีการดูดซึมน้ำลดลงเล็กน้อย เมื่อเติมนาโนซิงค์ออกไซด์ พบว่าเส้นใยสามารถยับยั้งเชื้อราได้