English Title : Electrospinning of ultrafine cellulose acetate-egg albumen blend fibers
Author : มนัสชื่น ปฐพีจำรัสวงศ์
Source : วิทยานิพนธ์. (2007) 61 หน้า
Abstract : This research was, for the first time, conducted to fabricate edible nanofibrous membrane from cellulose actate (CA) and egg albumen (EA) blend using electrospinning technique. The main objective of the work was to study the effects of solution properties including viscosity,surface tension and electrical conductivity on nanofiber formation and to investigate a potentiality in electrospinning of the blend. In this work, the blend nanofibers were electrospun from blend solutions of CA in 85 percent acetic acid and EA in 50 percent formic acid. The percentage ratio of CA to EA was varied form 100:0 to 91:9, 77:23, 68:33 and 0:100. The effect of the blending ratio on the solution properties and morphology of the electrospun particles (i.e., droplets, beads, beaded fibers or fibers) as examined by SEM were studied. In the case of the blend, the results showed that low entanglement with high surace tension properties attributed to EA component was the major cause of the failure of fiber formation. However, addition of both CA and surfactant,namely,Tween 40(~10- 23% w/v) could promote fiber formation. Addition of CA enhanced polymer entanglement in terms of a higher solution viscosity whilst addition of Tween 40 slightly lowered the electrical conductivity and substantially reduced the surface tension of the blends. Average diameters of the blend fibers were 265±48, 242±32, 384±54 and 410±38 nm corresponding to the percentage ratios of CA:EA of 100:0, 91:9, 77:23, and 67:33, respectively. SEM micrographs showed that the blend nanofibers became more continuous and had smoother surface as EA ratio increased from 9 to 33 percent. The components of the electrospun fibers, as examined by FTIR and TGA, indicated that the blend fibers were composed of both CA and EA. TGA data analysis also revealed that the constituent ration of EA in the electrospun blend fibers was higher than that of the blend solutions.
งานวิจัยนี้เป็นงานวิจัยแรกที่ทำการผลิตเยื่อแผ่นเส้นใยนาโนที่รับประทานได้จากส่วนผาสมของเซลลูโลสอะวิเตทและไข่ขาวด้วยวิธีการปั่นด้วยไฟฟ้าสถิต ทั้งนี้วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือเพื่อศึกษาผลของสมบัติของสารละลายได้แก่ความหนืด แรงตึงผิวและการนำไฟฟ้า ที่มีต่อการขึ้นรูปเส้นใยนาโนและศึกษาความเป็นไปได้ของวิธีการปั่นด้วยไฟฟ้าสถิตเพื่อผลิตเส้นใยจากสารผสมดังกล่าว โดยในงานวิจัยนี้เส้นใยนาโนผสมถูกผลิตด้วยวิธีการปั่นด้วยไฟฟ้าสถิตจากสารละลายเซลลูโลสอะซิเตทในกรดอะซิติกความเข้มข้นร้อยละ 85 และสารละลายไข่ขาวในกรดฟอร์มมิกความเข้มข้นร้อยละ 50 สัดส่วนสารผสมของเซลลูโลสอะซิเตทกับไข่ขาวถูกปรับแปรจาก 100:0 เป็น 91:9 77:23 67:33 และ 0:100 จากนั้นจึงได้ศึกษาผลของสัดส่วนผสมที่มีผลต่อสมบัติของสารละลาย และสัณฐานวิทยาของอนุภาคที่ได้ (คือหยด ลูกปัด ลูกปัดผสมเส้นใยหรือเส้นใย) ซึ่งตรวจสอบโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ผลการศึกษาในกรณีของสารผสมแสดงให้เห็นว่า สมบัติการเกี่ยวพันที่มีค่าต่ำและแรงตึงผิวที่สูงของสารละลายอันเนื่องจากองค์ประกอบของไข่ขาว เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ขึ้นรูปเส้นใยไม่ได้ อย่างไรก็ดี การเพิ่มเซลลูโลสอะวิเตทร่วมกับการใช้สารลดแรงตึงผิวซึ่งคือ Tween 40 (ประมาณร้อยละ 10 ถึง 23) ทำให้ขึ้นรูปเส้นใยได้ การเติมเซลลูโลสอะซิเตทช่วยเพิ่มสมบัติเกี่ยวพันแก่พอลิเมอร์ซึ่งแสดงผลในรูปของค่าความหนืดที่เพิ่มขึ้น ขณะที่การเติม Tween 40 ลดค่าการนำไฟฟ้าลงบ้างและลดค่าแรงตึงผิวลงมาก เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเส้นใยผสมที่มีขนาดเท่ากับ 265±48, 242±32, 384±54 และ410±38 นาโนเมตร สำหรับสัดส่วนผสมของเซลลูโลสอะซิเตทกับไข่ขาวเป็น 100:0, 91:9,77:23, และ 67:33 ตามลำดับภาพถ่ายระดับจุลภาคที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดแสดงให้เห็นว่าเส้นใยนาโนผสมมีความต่อเนื่องและมีผิวที่เรียบมากขึ้นเมื่อสัดส่วนของไข่ขาวเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 9 เป็น 33 จากผลการตรวจสอบองค์ประกอบของเส้นใยผสมด้วย FTIR และ TGA ชี้ให้เห็นว่าเส้นใยที่ได้ประกอบด้วยเซลลูโลสอะซิเตทและไข่ขาว นอกจากนี้ผลวิเคราะห์ TGA ยังแสดงว่าสัดส่วนประกอบของไข่ขาวในเส้นใยที่ปั่นด้วยไฟฟ้าสถิตนั้นสูงกว่าในสารละลายผสม
Subject : Nanofibers. Eggs. Electrostatics. ไข่ขาว. เส้นใยนาโน. ไฟฟ้าสถิต.
