ฟิล์ม CMC ลดภาวะโลกร้อนจากวัชพืช

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธิดารัตน์ โยธาฤทธิ์, ยุทธพงษ์ ศรีตระการ, ปนัดดา ปรีพูล

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ธนศักดิ์ เจริญธรรม

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนอนุกูลนารี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2560

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง ฟิล์ม CMC ลดภาวะโลกร้อนจากวัชพืช

ชื่อผู้ทำโครงงาน

  1. นายยุทธพงษ์ ศรีตระการ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

  2. นางสาวธิดารัตน์ โยธาฤทธิ์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

  3. นางสาวปนัดดา ปรีพูล ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

ครูที่ปรึกษาโครงงาน

  1. นายธนศักดิ์ เจริญธรรม

สถานศึกษา โรงเรียนอนุกูลนารี

ที่อยู่ 159 ถนนภิรมย์ ตำบลกาฬสินธุ์ อำเภอเมืองกาฬสินธุ์ จังหวัดกาฬสินธุ์ 46000

โทรศัพท์ 043-811271 โทรสาร 043-812523

ระยะเวลาทำโครงงาน ตั้งแต่วันที่ 1 กันยายน 2560 ถึงวันที่ 6 มีนาคม 2561

บทคัดย่อ

โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง ฟิล์ม CMC ลดภาวะโลกร้อนจากวัชพืช ซึ่งในการศึกษาใช้วัชพืช 3 ชนิด ได้แก่ ผักตบชวา ธูปฤาษี และหญ้าคา ซึ่งวัชพืชเหล่านี้มีเซลลูโลสเป็นองค์ประกอบ ผู้จัดทำจึงสนใจสกัดเซลลูโลสจากวัชพืช จากนั้นดัดแปรเซลลูโลสเป็นคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) ก่อนนำไปผลิตเป็นแผ่นฟิล์ม ซึ่งฟิล์มที่ผลิตขึ้นสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ เพื่อเป็นการเพิ่มมูลค่าให้แก่วัชพืช ลดการใช้ฟิล์มทางการค้าที่เวลากำจัดส่งผลต่อภาวะโลกร้อน เป็นการความสำคัญของผลิตภัณฑ์รักษ์สิ่งแวดล้อมและผลิตภัณฑ์ทดแทนพลาสติกที่ทั่วโลกให้ความสำคัญ เป็นการตอบสนองภาวะแห่งชาติของรัฐบาลในการกำจัดวัชพืช อีกทั้งเป็นการสนองพระราชดำริในการกำจัดผักตบชวา เพื่อเปิดทางระบายน้ำและแก้ปัญหาแหล่งน้ำเน่าเหม็นของรัชกาลที่ 10

ดังนั้นคณะผู้ทำโครงงานจึงได้ศึกษา 1. วัชพืชที่เหมาะสมในการสกัดเซลลูโลส 2. สภาวะที่เหมาะสมในการสกัดเซลลูโลส 3. การดัดแปรเซลลูโลสเป็น CMC 4. ความเข้มข้นที่เหมาะสมในการผลิตฟิล์ม CMC 5. ความเข้มข้นของกลีเซอรอลที่ส่งผลต่อสมบัติของฟิล์ม 6. สมบัติทางกายภาพของฟิล์ม 7. สมบัติทางเคมี ของฟิล์ม 8. ความพึงพอใจต่อการใช้ฟิล์ม จากการศึกษาพบว่า วัชพืชที่มีปริมาณเซลลูโลสสูงสุด คือ ธูปฤาษี ผักตบชวา และหญ้าคา ตามลำดับ แต่เลือกผักตบชวาเนื่องจากเป็นวัชพืชที่สำคัญในประเทศ สภาวะที่เหมาะสมต่อการสกัดเซลลูโลสจากผักตบชวา คือ ใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ ความเข้มข้น 0.5 โมลาร์ ที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง สามารถดัดแปรเซลลูโลสเป็น CMC ได้ เซลลูโลสและ CMC ที่ได้มีความบริสุทธิ์ใกล้เคียงกับทางการค้า ทุกความเข้มข้นของ CMC จากผักตบชวาร้อยละ 5.0, 7.5, 10 และ 12.5 สามารถขึ้นรูปฟิล์มได้ เมื่อปริมาณของกลีเซอรอลเพิ่มขึ้นส่งผลให้ค่าการต้านทานแรงดึงขาดลดลง แต่ค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัว และค่าการแพร่ผ่านไอน้ำเพิ่มขึ้น ฟิล์ม CMC จากผักตบชวาความเข้มข้นร้อยละ 12.5 มีค่า tensile stress และค่า tensile strain ใกล้เคียงกับฟิล์มทางการค้า เมื่อความเข้มข้นของฟิล์ม CMC มากขึ้นอัตราการแพร่ผ่านไอน้ำมีค่าลดลง โดยฟิล์มที่ผลิตขึ้น มีอัตราการแพร่ผ่านไอน้ำใกล้เคียงกับฟิล์มห่ออาหารทางการค้า ฟิล์ม CMC จากผักตบชวามีความใสใกล้เคียงกับฟิล์มทางการค้า ฟิล์ม CMC จากผักตบชวาสามารถย่อยสลายได้หมดภายในเวลา 11 ชั่วโมง ในขณะที่ฟิล์มทางการค้าไม่สามารถย่อยสลายได้ ฟิล์ม CMC จากผักตบชวาคงสภาพได้ที่อุณหภูมิ 30 และ 60 องศาเซลเซียส ฟิล์ม CMC จากผักตบชวาสามารถเก็บกล้วยไว้ได้นาน 13 วัน เช่นเดียวกับฟิล์มทางการค้า ผู้ใช้ฟิล์มมีความพึงพอใจโดยรวมระดับมากที่สุดทั้ง 10 รายการ

จากผลการศึกษาทั้งหมดจะเห็นได้ว่าฟิล์ม CMC จากผักตบชวาที่ผลิตขึ้นสามารถนำมาใช้แทนฟิล์มทางการค้าได้เป็นอย่างดี