การเตรียมและการทดสอบฟิล์มต้านจุลินทรีย์จากพอลิโพรพิลีน/พอลิแลคติกแอซิดฐานนาโนไททาเนียมไดออกไซด์สำหรับต้นแบบถุงระบายปัสสาวะ

Abstract

งานวิจัยนี้ประกอบด้วยสองส่วนซึ่งประกอบด้วยการศึกษาผลของอัตราส่วนระหว่างพอลิโพรพิลีนกับพอลิแลคติกแอซิดต่อสมบัติของฟิล์มพอลิเมอร์ผสม และการศึกษาอิทธิพลของปริมาณ นาโนไททาเนียมไดออกไซด์ที่มีต่อสมบัติของฟิล์มนาโนคอมพอสิท การเตรียมฟิล์มพอลิเมอร์ผสมกับฟิล์มนาโนคอมพอสิทถูกขึ้นรูปผ่านกระบวนการผสมแบบหลอมเหลวและการอัดรีดขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์ม ในระบบพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิโพรพิลีนกับพอลิแลคติกแอซิดมีการใช้พอลิโพรพิลีน กราฟต์มาเลอิคแอนไฮไดร์เป็นสารเพิ่มความเข้ากันได้เพื่อปรับปรุงความเข้ากันระหว่างพอลิโพรพิลีนกับพอลิแลคติกแอซิด เมื่อปริมาณของพอลิแลคติกแอซิดเพิ่มขึ้นร้อยละ 40 ถึง 60 โดยน้ำหนักทำให้อุณหภูมิหลอมเหลวและความเป็นผลึกลดลงจาก 158 ถึง 154 องศาเซลเซียส และร้อยละ 38 ถึง 31 ตามลำดับ สำหรับสมบัติการต้านทานต่อแรงดึงพบว่าค่ามอดุลัสและค่าความต้านทานแรงดึงมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณของพอลิแลคติกแอซิดมากขึ้น ในขณะที่การยืดตัว ณ จุดขาดมีค่าลดลง สมบัติการสกัดกั้นชี้ให้เห็นว่าการเติมพอลิแลคติกแอซิดในพอลิโพรพิลีนมีแนวโน้มที่จะเพิ่มสภาพให้ซึมผ่านได้ของไอน้ำ ในขณะที่สภาพให้ซึมผ่านได้ของแก๊สออกซิเจนมีค่าลดลง จากสมบัติทางสัณฐานวิทยา ความร้อน สมบัติเชิงกล และสมบัติการสกัดกั้นพบว่า อัตราส่วนที่เหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้ในบรรจุภัณฑ์ทางการแพทย์คือ พอลิโพรพิลีนกับพอลิแลคติกแอซิดในอัตราส่วนเท่ากับ 50:50 ในกรณีของฟิล์มนาโนคอมพอสิทพบว่า สมบัติทางความร้อนและสมบัติเชิงกลมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อมีการเติมนาโนไททาเนียมไดออกไซด์จนถึง 1 ส่วนโดยน้ำหนักต่อหนึ่งร้อยส่วนของเรซิน และมีค่าลดลงเมื่อปริมาณอนุภาคนาโนมากกว่า 1 ส่วนโดยน้ำหนักต่อหนึ่งร้อยส่วนของเรซิน แต่ไม่พบการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญของสมบัติการสกัดกั้นเมื่อมีการเติมอนุภาคนาโนในปริมาณมากขึ้น ผลจากการทดสอบคุณสมบัติการต้านจุลินทรีย์แสดงให้เห็นว่าฟิล์มนาโนคอมพอสิทมีประสิทธิภาพในการต้านจุลินทรีย์ที่ต่ำ

This study consists of two main parts including investigation of polypropylene (PP)/poly (lactic acid) (PLA) weight ratios affect to the properties of blend films and influence of nano titanium dioxide content on the properties of nano composite films. Fabrication of blend films and nanocomposite films were performed by melt mixing technique and cast film extrusion. In PP/PLA blend system, polypropylene-grafted-maleic anhydride was required as a compatibilizer to improve the miscibility between PP and PLA. Increasing of PLA content from 40 to 60 wt.% resulting in decreased melting temperature and crystallinity from 158 °C to 154 °C and 38% to 31%, respectively. For tensile properties, modulus and tensile strength increased with increasing the PLA content, while elongation at break was decreased. The barrier properties indicated that incorporation of PLA into PP tend to increased water vapor permeability while oxygen permeability was decreased. From the morphology, thermal, mechanical, and barrier results, the optimal blend ratio for medical packaging application was PP/PLA blend 50:50. In case of nanocomposite films, thermal and mechanical properties were improved by adding of nano titanium dioxide at up to 1 phr, and decreased at more than 1 phr. Nevertheless, there were no significant changes in barrier properties with increase of nanoparticles loading. The results of anti-microbial testing showed that nanocomposite films have low anti-microbial activity.