DOI: 10.14457/tu.the.2023.472
title: การศึกษาการผลิต คุณลักษณะเฉพาะ และการศึกษาปัจจัยที่ทำให้เกิดการเคลื่อนผ่านทางเคมีของอัตราส่วน HDPE/HDPE-Regrind สำหรับบรรจุภัณฑ์น้ำมะขาม

description: ในงานวิจัยนี้ได้ทำการกำหนดอัตราส่วน ของ HDPE และ HDPE-Regrind เพื่อนำมาทำการวิจัยและทดสอบคุณสมบัติในการคงคุณภาพของผลิตภัณฑ์น้ำมะขามในบรรจุภัณฑ์ HDPE นี้เตรียมได้โดยการผสมอัตราส่วน พอลิเอทิลีน (PE) และพอลิเอทิลีนรีไซเคิล (HDPE: HDPE-Regrind) ได้แก่ 95:5, 90:10, 85:15, 80:20, 75:25, 70:30, 65:35, 60:40 ตามลำดับโดยกระบวนการฉีดขึ้นรูป อัตราส่วนผสมที่แตกต่างกันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภายในโครงสร้างและสมบัติต่าง ๆ ของขวดพลาสติก วิเคราะห์โดยเครื่องรามานสเปกโตรสโคปี (Raman spectroscopy: IR-Raman), เครื่องฟู-เรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ (Fourier transform infrared spectropho- tometer: FTIR), การรับแรงกระแทก (Impact), กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด (Scanning Electron Microscope: SEM), ดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอรีเมทรี (Differential Scanning Calorimetry: DSC), Shelf-life และการศึกษาปัจจัยที่ทำให้เกิดการเคลื่อนผ่านทางเคมี (Migration) พบว่า ผลการทดสอบของสมบัติเชิงกล การทดสอบการรับแรงกระแทก ได้ผลสรุปว่า พอลิเอทิลีนรีไซเคิล (HDPE-Regrind) ไม่มีส่วนช่วยในการปรับปรุงคุณสมบัติในการรับแรงดึงของพอ-ลิเอทิลีน (HDPE) การทดสอบสมบัติทางกายภาพ จะมีการทดสอบด้วย กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด (Scanning Electron Microscope: SEM) จากการวิเคราะห์พบว่า เมื่อมวลโมเลกุลของ HDPE เพิ่มขึ้นจาก 5200 เป็น 6600 จะทำให้การผสมกันระหว่าง HDPE virgin กับ %Plastic regrind นั้นดียิ่งขึ้น กล่าวคือพื้นผิวที่เกิดการแยกเฟสมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากกว่าที่มวลโมเลกุล 5200 จึงสรุปได้ว่าเป็นผลมาจากการเพิ่มมวลโมเลกุลของ HDPE virgin การทดสอบสมบัติทางควานร้อน จะมีการทดสอบด้วย เครื่องดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอรีเมทรี (Differential Scanning Calorimetry: DSC) เมื่อ Degree of crystallization มีค่าสูงขึ้นจะทำให้อะตอมจะเรียงตัวชิดกันมากขึ้น ทำให้ขวดHDPE มีความแข็งแรงมากขึ้น สูตรที่แข็งแรงที่สุดคือ HDPE 5200 ผสม HDPE-Regrind 35% ตัวอย่างที่ 7 คือ 34% และ HDPE 6600 ผสม HDPE-Regrind 10% ตัวอย่างที่ 10 คือ 28.81% การทดสอบสมบัติทางเคมี จะทดสอบด้วย เครื่องรามานสเปกโตรสโคปี และเครื่องฟู-เรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรโฟโตมิเตอร์ ผลการวิเคราะห์สเปกตรัมพบว่า สเปกตรัมที่พบทุกตัวอย่างคือ สเปกตรัมของไฮโดรคาร์คาร์บอนที่เกิดจากการสั่นของพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนกับไฮโดรเจน (C-H) ของหมู่แอลเคนในช่วง 3 เลขคลื่นคือ 2850-3000 cm-1, 1450-1470 cm-1 และ720-725 cm-1 โมเลกุลที่มีสองอะตอมที่เหมือนกันเช่น C-C ไม่ดูดกลืนแสงอินฟาเรดเนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดเพราะโมเมนต์การยืดหดของพันธะ C-C เป็น IR-inactive คือไม่ปรากฎพีกใน R แต่โมเลกุลนี้มีการเปลี่ยนแปลง polarizability เมื่อเกิดการยืดหดของพันธะเนื่องจากเป็น Raman active เราจึงเห็นพีกการยืดของ C-C ในรามานสเปกตรัม บางโมเลกุลปรากฎพีกใน IR ไม่ปรากฎพีกในรามานสเปกตรัม แต่บางโมเลกุลกลับกัน บางโมเลกุลปรากฏพีกใน IR และรามานสเปกตรัมการสั่นแบบสมมาตรให้พีกรามานที่เข้ม ส่วนการสั่นแบบไม่สมมาตรให้พีกรามานที่ความเข้มต่ำหรืออาจไม่ให้พีกรามานเลย โดยผลของสัญญาณรามาน พบว่าสเปกตรัมที่วัดจากเครื่อง FTIR มีความสอดคล้องกันที่ Raman Shift ที่ตำแหน่ง 1410-1460 cm-1 , 2845 cm-1 และ2880 cm-1 Shelf-life 12 เดือน สรุปได้ว่าลักษณะ สี กลิ่น รสหวาน รสเปรี้ยว ลักษณะและการยอมรับของตัวอย่าง HDPE 5200 และ HDPE 6600 อัตราส่วนที่ 5, 7, 8, 13, 15 และ 16 เป็นกลุ่มตัวอย่างที่ได้รับการยอมรับว่าดีที่สุด ส่วนค่า pH ที่เปลี่ยนแปลง เมื่อทำ Shelf-life ในแต่ละเดือน ค่า pH ยังคงอยู่ในช่วงของกรดทาร์ทาริก ซึ่งอยู่ที่ 3.00-3.50 ซึ่งสอดคล้องกับช่วงของผลิตภัณฑ์น้ำมะขาม และการศึกษาปัจจัยที่ทำให้เกิดการเคลื่อนผ่านทางเคมี จากกฎกระทรวงสาธารณะสุข ฉบับที่ 435 เรื่อง กำหนดคุณภาพหรือมาตรฐานของภาชนะบรรจุที่ทำจากพลาสติกการทดสอบคุณภาพมาตรฐานการแพร่กระจายของโลหะหนัก สรุปได้ว่าไม่พบการปนเปื้อนของโลหะหนัก และการแพร่กระจายของ ไพรมารี อะโรมาติก เอมีน มีค่าน้อยกว่าเกณฑ์มาตรฐานทั้งหมด จึงทำให้บรรจุภัณฑ์อาหารมีความปลอดภัยในการใช้เป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารที่มีความเป็นกรดที่มีค่า pH ที่ 3.00-3.50 ดังนั้นใช้ขวดพลาสติกที่มีอัตราส่วนที่เหมาะสมที่ทำการทดสอบแล้ว คือ ขวดพลาสติกพอลิเอทิลีนที่มวลโมเลกุล 5200 (HDPE) ผสมพอลิเอทิลีนรีไซเคิล สูตรที่ 8 และขวดพลาสติกพอลิเอทิลีนที่มวลโมเลกุล 6600 (HDPE) ผสมพอลิเอทิลีนรีไซเคิล สูตรที่ 16 สามารถรักษาคุณภาพของน้ำมะขามเนื่องจากการประเมินลักษณะเชิงกล ทางกายภาพ ทางเคมี ทางความร้อน Shelf-life และเป็นทางเลือกที่มีแนวโน้มในการควบคุมการเกิดการเคลื่อนที่ผ่านของสารเคมีจากขวดพลาสติกไปยังตัวผลิตภัณฑ์อาหาร และสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอาหารได้ในอนาคต