Development of oil sorbent from pineapple leaf fibers using succinic anhydride modification in ionic liquid การพัฒนาวัสดุดูดซับน้ำมันจากเส้นใยใบสับปะรดด้วยกระบวนการดัดแปรใน ของเหลวไอออนิกโดยใช้ซัคซินิกแอนไฮไดรด์

Abstract

เส้นใยใบสับปะรดเป็นเส้นใยธรรมชาติที่นำมาพัฒนาเป็นวัสดุดูดซับน้ำมันด้วยกระบวนการดัดแปรในของเหลวไอออนิกโดยใช้ซัคซินิกแอนไฮไดรด์ ทั้งนี้เพื่อดัดแปรพื้นผิวให้มีสมบัติชอบน้ำมันด้วยการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลในโครงสร้างเซลลูโลสด้วยหมู่ฟังก์ชั่นชนิดอื่นที่มีสมบัติชอบน้ำมันผ่านปฏิกิริยาอะเซทิเลชัน ของเหลวไอออนิกที่ใช้ศึกษาคือ 1-บิวทิล-3-เมทิลอิมิดาโซเลียมคลอไรด์ (1-butyl-3-methylimidazolium chloride) สภาวะที่มีผลต่อการดัดแปร ได้แก่ อุณหภูมิ ระยะเวลา อัตราส่วนระหว่างซัคซินิกแอนไฮไดรด์ต่อเซลลูโลส และการใช้นอร์มัล-โบรโมซัคซินิไมด์ (N-bromosuccinimide) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่าเส้นใยใบสับปะรดที่ผ่านการดัดแปรที่อุณหภูมิ 120 °C เป็นระยะเวลา 120 นาที อัตราส่วนระหว่างซัคซินิกแอนไฮไดรด์ต่อเซลลูโลสเท่ากับ 6 ต่อ 1 ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ความเข้มข้นร้อยละ 6 โดยน้ำหนัก และแช่ตัวอย่างในตัวกลางภายหลังปฏิกิริยาสิ้นสุดแล้วเป็นระยะเวลา 15 ชั่วโมง มีค่าการดูดซับน้ำมันหล่อลื่นสูงสุดที่ 29.2 กรัมน้ำมันต่อกรัมเส้นใยใบสับปะรด ในขณะที่เส้นใยใบสับปะรดที่ไม่ผ่านการดัดแปรมีค่าการดูดซับน้ำมันหล่อลื่นที่ 11.3 กรัมน้ำมันต่อกรัมเส้นใยใบสับปะรด นอกจากนี้ยังได้วิเคราะห์คุณลักษณะเส้นใยใบสับปะรดที่ผ่านการดัดแปรด้วย FT-IR, TGA, XRD และ SEM

Development of oil sorbent from pineapple leaf fibers using succinic anhydride modification in ionic liquid

Pineapple leaf fiber (PALF) was a natural fiber source for development of oil sorbent using succinic anhydride modification in ionic liquid in order to modify the hydrophilic hydroxyl group in cellulose structure by replacing with hydrophobic functional group via acetylation reaction. The ionic liquid in this study was 1-butyl-3-methylimidazolium chloride was used as ionic liquid. The effects of reaction time, temperature, molar ratio of succinic anhydride to cellulose, and N-bromosuccinimide (NBS) as a catalyst were studied. It was found that the optimal reaction condition at reaction time 120 min, temperature 120 °C, a ratio of succinic anhydride and cellulose 6:1 (m:m), 6% NBS and soaking in media after completed reaction for 15 hours, providing the maximum oil absorption capacity at 29.2 g/g while the untreated PALF had oil absorption capacity at 11.3 g/g.The characterization analysis of the modified PALF was performed using fourier transform infrared spectro- meter (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), x-ray diffractometer (XRD), and scanning electron microscopy (SEM).