ลักษณะของเส้นใยพืชที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพ

Keyword:     eco fibers  ปรับปรุงคุณภาพส้นใย 

สาคร ชลสาคร*

 

ภายหลังการปรับปรุงคุณภาพเส้นใยพืชอาจมีการเปลี่ยนแปลงลักษณะหรือสมบัติทางกายภาพของเส้นใยพืช โดยเฉพาะทำให้ชั้นแมทริกซ์ของวัสดุลิกโนเซลลูโลสถูกทำลาย เซลลูโลสหรือกลุ่มเส้นใยที่มัดรวมกันอยู่เป็นก้อนถูกสลายลงจนกลายเป็นเส้นใยละเอียดหรือเส้นใยเดี่ยว ซึ่งเป็นจุดประสงค์ของการปรับปรุงคุณภาพของเส้นใยพืช ซึ่งเส้นใยพืชแต่ละชนิดที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพแล้วจะสามารถแสดงลักษณะและสมบัติทางเคมีและทางกายภาพเฉพาะตัวได้

 

ลักษณะเส้นใย

จากการปรับปรุงคุณภาพเส้นใยพืชและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรหลากหลายชนิด สรุปได้ว่าในการปรับปรุงคุณภาพเส้นใยพืช  ควรคัดเลือกวิธีที่เหมาะสมกับชนิดของพืชนั้น ซึ่งเส้นใยพืชที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพแล้ว จะมีลักษณะของโครงสร้างภายในและภายนอกดังต่อไปนี้

ลักษณะเส้นใยอัลฟา

ผลการปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธีการทางกายภาพของใยอัลฟา (Alfa) พบว่า มีการเปลี่ยนแปลงของเซลลูโลสและลูเมนมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังแสดงในภาพที่ 1

(ก)                                          (ข)

ภาพที่ 1 ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนแบบส่องกราด (SEM) ของใยอัลฟาที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพ

(ก) ภาพหน้าตัดตามขวางเส้นใย (ข) ภาพขยายลูเมนของเส้นใยเดี่ยว

ที่มา: Reddy and Yang (2015)

 

ลักษณะเส้นใยไผ่ที่ผ่านแยกสกัดด้วยวิธีการหมักด้วยสารละลายและการหมักด้วยเอนไซม์ ได้ผลดังภาพที่ 2

 

(ก)                                                           (ข)

ภาพที่ 2 ลักษณะเส้นใยไผ่ (ก) ที่หมักด้วยน้ำ (ข) ที่หมักด้วยเอนไซม์

ที่มา: Paulo and Gübitz (2003)

จากภาพที่ 2 เปรียบเทียบลักษณะของเส้นใยไผ่ที่ผ่านการแช่หมักด้วยน้ำและที่เพิ่มการหมักเอนไซม์ พบว่า เส้นใยที่ได้จากการแช่หมักด้วยเอนไซม์จะมีความนุ่มและละเอียดมากกว่าเส้นใยไผ่ที่หมักด้วยน้ำ

ลักษณะเส้นใยจากใบข้าวโพด

ใบข้าวโพดเป็นวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ซึ่งมีปริมาณการเหลือทิ้งจำนวนมาก โดยทั่วไปผลผลิตที่ได้จากข้าวโพดจะใช้เป็นอาหาร ซึ่งพบว่าในอเมริกามีการทิ้งใบข้าวโพดในปริมาณมากและราคาถูก ส่วนใหญ่นิยมผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาแยกสกัดเส้นใยข้าวโพด เส้นใยที่ได้มีลักษณะดังแสดงในภาพที่ 3

                           (ก)                                                  (ข)

ภาพที่ 3 ลักษณะเส้นใยใบข้าวโพด (ก) ไม่ฟอกขาว (ข) ฟอกขาว

ที่มา: Reddy and Yang (2015)

จากภาพที่ 3 จะเห็นว่าลักษณะของเส้นใยใบข้าวโพดที่แยกสกัดด้วยวิธีการทางเชิงกล และนำมาฟอกขาวเปรียบเทียบกับที่ไม่ฟอกขาว พบว่าเส้นใยจากใบสับปะรดที่มีการฟอกขาว ละเอียดและอ่อนนุ่มกว่าเส้นใยที่ไม่ได้ฟอกขาว

ลักษณะเส้นใยจากต้นข้าวสาลีและฟางข้าว

ข้าวสาลีเป็นพืชที่มีความนิยมในการเพาะปลูกเป็นอันดับสี่ของโลก ในปี ค.ศ. 2012 มีปริมาณการผลิตสูงถึง 675 ล้านตัน และมีผลผลิต 1-1.2 ตัน ที่เป็นอาหาร อาหารสัตว์ นอกจากนี้ยังนิยมนำมาผลิตเป็นเยื่อใช้ทำกระดาษอีกด้วย โดยทั่วไปเปลือกของลำต้นหรือฟางข้าวสาลี จะมีแว็กเคลือบอยู่บนผิวภายนอก การแยกสกัดเส้นใยฟางข้าวสาลี จะได้กลุ่มเส้นใยที่มีความละเอียดและมีรอยหยัก ดังแสดงในภาพที่ 4 ที่ส่งผลทำให้เส้นใยมีความแข็งแรง

ภาพที่ 4 ลักษณะรอยหยักของเส้นใยฟางข้าวสาลีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

ที่มา: Reddy and Yang (2015)

ส่วนข้าวก็นับเป็นพืชเส้นใยที่ได้รับความนิยมมากเช่นกัน ซึ่งส่วนใหญ่ได้มาจากการเพาะปลูกข้าว ในปี     ค.ศ. 2012 มีปริมาณผลผลิตทั่วโลกสูงถึง 720 ล้านตัน จากการศึกษาส่วนประกอบของต้นข้าว พบว่าประกอบด้วยสารประกอบซิลิการ้อยละ 15 และลิกนินร้อยละ 15 ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของการผลิต และยังพบว่า มีการนำฟางข้าวมาใช้ประโยชน์ในการทำเยื่อกระดาษได้เช่นกัน ซึ่งในกระบวนการผลิตเส้นใยจากฟางข้าวนั้น จะขึ้นเกิดขึ้นภายหลังการเก็บเกี่ยวเสร็จเรียบร้อยแล้ว คงเหลือเพียงฟางข้าว จากนั้นก็จะนำมาแยกสกัดเส้นใย ด้วยด่างและเอนไซม์  เส้นใยฟางข้าวจะมีลักษณะแข็งกระด้าง มีขนาดเส้นใย 240 tex มีความยาวอยู่ในช่วงระหว่าง 2.5-8 เซนติเมตร โดยมีความแข็งแรงใกล้เคียงกับใยฟางข้าวสาลีและปอกระเจา

ลักษณะเส้นใยจากใบปาล์ม

การศึกษาการแยกสกัดเส้นใยปาล์มเพื่อใช้ประโยชน์ในงานสิ่งทอ พบว่า การแยกสกัดเส้นใยโดยการใช้ด่าง จะทำให้พื้นผิวของเส้นใยจากใบปาล์มน้ำมัน มีความละเอียดขึ้น เนื่องจากสามารถขจัดซิลิกาออกไปจากผิวของเส้นใยได้ ดังแสดงในภาพที่ 5

(ก)                                                                (ข)

ภาพที่ 5 ลักษณะพื้นผิวของเส้นใยปาล์มน้ำมัน (ก) ก่อนการใช้ด่าง (ข) หลังการใช้ด่าง

ที่มา: Reddy and Yang (2015)

นอกจากนี้ยังมีผลการวิจัยที่สอดคล้องกัน (ภาพที่ 6) ที่แสดงถึงลักษณะพื้นผิวของเส้นใยที่ไม่ได้ผ่านการใช้ด่าง (ก) และ ที่แยกสกัดด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (ข) และ ที่ผ่านการตกแต่งด้วยสารซัคซินิค แอนไฮด์ไดรด์ (succinic anhydride) (ค) ซึ่งพบว่า สารโซเดียมไฮดรอกไซด์และสารซัคซินิค แอนไฮด์ไดรด์ สามารถขจัดลิกนินและองค์ประกอบเคมีส่วนเกินออกไป ส่งผลทำให้พื้นผิวของเส้นใยเรียบขึ้น และมีความแข็งแรงมากขึ้น

ภาพที่ 6 ลักษณะพื้นผิวของเส้นใยปาล์ม (ก) ไม่ผ่านการตกแต่ง (ข) ผ่านการแช่หมักด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์

            และ (ค) ผ่านการแช่หมักด้วยสารซัคซินิค แอนไฮด์ไดรด์

ที่มา: Reddy and Yang (2015)

 

 



เอกสารอ้างอิง

 

Paulo, C.A and G. M. Gübitz. 2003. Textile processing with enzymes. Woodhead Publishing Limited . Cambridge England.

Reddy, N and Y. Yang. 2015. Innovative Biofibers from Renewable Resource. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. DOI 10.1007/978-3-662-45136-6_2.

*สาคร ชลสาคร

สาขาวิชาสิ่งทอและเครื่องนุ่งห่ม คณะเทคโนโลยีคหกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

 

Share this Post:
View article: 67