Original Title: Effect of overall migration on tensile properties of biobased plastics containing polylactic acid, thermoplastic starch and zeolite
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2021.55.4.11
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ឥទ្ធិពលនៃការជ្រាបចេញសរុបទៅលើលក្ខណៈសម្បត្តិភាពធន់នឹងការទាញយឺតនៃប្លាស្ទិកជីវសាស្ត្រដែលផ្សំពីអាស៊ីតប៉ូលីឡាក់ទិក ម្សៅទែម៉ូប្លាស្ទិក និងសេអូលីត

ចំណងជើងដើម៖ Effect of overall migration on tensile properties of biobased plastics containing polylactic acid, thermoplastic starch and zeolite

អ្នកនិពន្ធ៖ Busarin Chongcharoenyanon (Department of Packaging and Materials Technology, Faculty of Agro-Industry, Kasetsart University, Thailand), Amporn Sane (Department of Packaging and Materials Technology, Faculty of Agro-Industry, Kasetsart University, Thailand)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2021 Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Materials Science / Packaging Technology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហាសុវត្ថិភាពនិងការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈរូបវន្តនៃការប្រើប្រាស់ប្លាស្ទិកជីវសាស្ត្រសម្រាប់វេចខ្ចប់អាហារ ដោយផ្តោតលើការជ្រាបចេញនៃសារធាតុគីមី (Migration) ទៅក្នុងចំណីអាហារ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការសាកល្បងការជ្រាបចេញសរុប និងវាស់ស្ទង់កម្លាំងទាញយឺតនៃសន្លឹកប្លាស្ទិកជីវសាស្ត្រដែលផ្សំពីអាស៊ីតប៉ូលីឡាក់ទិក (PLA) ម្សៅទែម៉ូប្លាស្ទិក (TPS) និងសេអូលីត (Zeolite) ដោយត្រាប់តាមលក្ខខណ្ឌប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែង។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
High PLA Formulation (PLA:TPS 80:20)
ការប្រើប្រាស់សមាមាត្រ PLA ខ្ពស់ (PLA:TPS ៨០:២០)
មានកម្លាំងទាញយឺតខ្ពស់ជាង (Tensile stress) និងមានភាពធន់នឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយបានល្អ ក៏ដូចជាកាត់បន្ថយការជ្រាបចេញសារធាតុគីមី។ តម្លៃផលិតខ្ពស់ដោយសារការប្រើប្រាស់ PLA ច្រើន ហើយលទ្ធផលនៅតែមានការជ្រាបចេញលើសកម្រិតស្តង់ដារកំណត់។ កម្លាំងទាញយឺតធ្លាក់ចុះពី ៣៣,៦ MPa មកត្រឹម ១៦,១ MPa ក្រោយពេលត្រាំក្នុងសារធាតុត្រាប់អាហារ D1 (៥០% អេតាណុល)។
Low PLA Formulation (PLA:TPS 60:40)
ការប្រើប្រាស់សមាមាត្រ PLA ទាប (PLA:TPS ៦០:៤០)
មានតម្លៃថោកដោយសារប្រើប្រាស់ម្សៅដំឡូងមី (TPS) ច្រើន និងមានភាពយឺតល្អមុនពេលប៉ះពាល់សារធាតុត្រាប់អាហារ។ ការជ្រាបចេញ (Migration) មានកម្រិតខ្ពស់ខ្លាំងដោយសារលក្ខណៈស្រូបទឹករបស់ TPS ដែលធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធប្លាស្ទិកចុះខ្សោយលឿន។ កម្លាំងទាញយឺតធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងពី ២៩,៤ MPa មកត្រឹម ៩,១ MPa ក្រោយពេលប៉ះពាល់សារធាតុត្រាប់អាហារប្រភេទ D1។
Addition of Zeolite (1% Z5A)
ការបន្ថែមសារធាតុសេអូលីត ១% ធ្វើជាភ្នាក់ងារភ្ជាប់ (Compatibilizer)
ជួយកាត់បន្ថយទំហំដុំនៃ TPS នៅក្នុងល្បាយ ដែលជួយឱ្យការកូរលាយកាន់តែមានភាពស្មើគ្នា។ ផ្ទុយពីការរំពឹងទុក វាបែរជាបង្កើនការជ្រាបចេញសារធាតុគីមី ព្រោះសារធាតុត្រាប់អាចជ្រៀតចូលទៅដល់ TPS ដែលបានបំបែកតូចៗនោះបានច្រើនជាងមុន។ ម៉ូឌុលយ៉ង់ (Young's Modulus) ធ្លាក់ចុះដល់ ៤៧៥ MPa ហើយវាមិនជួយរក្សាលក្ខណៈសម្បត្តិទាញយឺតបានល្អនោះទេក្រោយពេលប៉ះពាល់សារធាតុត្រាប់។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះទាមទារបរិក្ខារមន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់សម្រាប់ការផលិតនិងសាកល្បងម៉ូឌែលប្លាស្ទិកជីវសាស្ត្រ និងការវាស់ស្ទង់ភាពធន់។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់ម្សៅដំឡូងមីក្នុងស្រុក និងធ្វើតេស្តក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពគ្រប់គ្រងតាមស្តង់ដារអឺរ៉ុប។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា អាកាសធាតុជាក់ស្តែងដែលមានកម្តៅនិងសំណើមខ្ពស់ អាចជះឥទ្ធិពលធ្វើឱ្យល្បឿននៃការជ្រាបចេញ និងការបំបែកខ្លួននៃប្លាស្ទិកជីវសាស្ត្រលឿនជាងអ្វីដែលបានរកឃើញនៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រក្នុងការផលិតនិងសិក្សាប្លាស្ទិកជីវសាស្ត្រនេះ មានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់កម្ពុជាក្នុងការអភិវឌ្ឍផលិតផលវេចខ្ចប់ដែលមិនប៉ះពាល់បរិស្ថាន។

ទោះបីជាប្លាស្ទិកប្រភេទនេះមិនទាន់ស្របតាមស្តង់ដារអឺរ៉ុបសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាទូទៅ ឬការស្តុកទុកយូរក៏ដោយ តែវាមានសក្តានុពលខ្ពស់ក្នុងការយកមកកែច្នៃជាសម្ភារៈវេចខ្ចប់អាហារស្ងួត ឬអាហារគ្មានជាតិខ្លាញ់សម្រាប់ការប្រើប្រាស់រយៈពេលខ្លីនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ជំហានទី១៖ សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃប៉ូលីមែរជីវសាស្ត្រ: និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ស៊ីជម្រៅអំពីលក្ខណៈគីមី និងរូបវន្តរបស់អាស៊ីតប៉ូលីឡាក់ទិក (PLA) និងម្សៅទែម៉ូប្លាស្ទិក (TPS) ដោយស្វែងរកអត្ថបទស្រាវជ្រាវតាមរយៈ Google Scholar និង ScienceDirect
  2. ជំហានទី២៖ សិក្សាពីស្តង់ដារសាកល្បងនិងបទប្បញ្ញត្តិ: ទាញយកនិងស្វែងយល់ពីឯកសារស្តង់ដារ EU Regulation No. 10/2011 សម្រាប់ការជ្រាបចេញសារធាតុគីមី និងស្តង់ដារ ASTM D882 សម្រាប់វិធីសាស្ត្រវាស់ស្ទង់កម្លាំងទាញយឺតនៃប្លាស្ទិកសន្លឹកស្តើង។
  3. ជំហានទី៣៖ ការរៀបចំនិងកែច្នៃវត្ថុធាតុដើមក្នុងស្រុក: ប្រមូលម្សៅដំឡូងមីពីតំបន់កសិកម្មនៅកម្ពុជា រួចប្រើប្រាស់ Glycerol ជាសារធាតុធ្វើឱ្យទន់ (Plasticizer) ដើម្បីលាយជាមួយម្សៅតាមសមាមាត្រត្រឹមត្រូវសម្រាប់បង្កើតជា TPS។
  4. ជំហានទី៤៖ ការកូរលាយនិងផលិតសន្លឹកប្លាស្ទិកជីវសាស្ត្រ: ប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន Twin-screw Extruder នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ដើម្បីកូរលាយ PLA, TPS និង Zeolite តាមសមាមាត្រផ្សេងៗគ្នា (ឧទាហរណ៍ ៨០:២០ និង ៦០:៤០) រួចបោះពុម្ពចេញជាសន្លឹកប្លាស្ទិក។
  5. ជំហានទី៥៖ ការអនុវត្តការធ្វើតេស្តសុវត្ថិភាពនិងភាពរឹងមាំ: ប្រើប្រាស់សារធាតុត្រាប់អាហារដូចជា អេតាណុល ឬអាស៊ីតអាសេទិក ក្នុងលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខុសៗគ្នា ដើម្បីវាស់ស្ទង់ការជ្រាបចេញ រួចយកសំណាកទៅវាស់កម្លាំងដោយប្រើម៉ាស៊ីន Universal Testing Machine ដើម្បីវាយតម្លៃការថយចុះនៃគុណភាព។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Overall migration (ការជ្រាបចេញសរុប) ជាបរិមាណសរុបនៃសារធាតុគីមីមិនហើរ (non-volatile substances) ដែលជ្រាបចេញពីសម្ភារៈវេចខ្ចប់ចូលទៅក្នុងចំណីអាហារ ក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពនិងពេលវេលាជាក់លាក់ណាមួយ ដែលជាការកំណត់កម្រិតសុវត្ថិភាពសម្រាប់ការបរិភោគ។ ប្រៀបដូចជាការវាស់ស្ទង់មើលថាតើមានជាតិពណ៌ ឬសារធាតុពីថង់ប្លាស្ទិករលាយចូលទៅក្នុងទឹកស៊ុបក្តៅៗដែលយើងខ្ចប់ក្នុងបរិមាណប៉ុន្មាន។
Polylactic acid (PLA) (អាស៊ីតប៉ូលីឡាក់ទិក) ជាប្រភេទប្លាស្ទិកជីវសាស្ត្រ (Bioplastic) ដែលផលិតចេញពីការបំប្លែងជាតិស្ករនៃរុក្ខជាតិ (ដូចជាពោត ឬដំឡូងមី) តាមរយៈបាក់តេរី ហើយវាអាចរលាយផុយស្រួយទៅក្នុងបរិស្ថានវិញបាន (Biodegradable) ព្រមទាំងមានភាពរឹងមាំខ្ពស់។ ជាប្រភេទប្លាស្ទិកផលិតពីរុក្ខជាតិដែលអាចរលាយបាត់ទៅវិញដោយខ្លួនឯងនៅពេលបោះចោល មិនដូចប្លាស្ទិកធម្មតាដែលធ្វើពីប្រេងកាតនោះទេ។
Thermoplastic starch (TPS) (ម្សៅទែម៉ូប្លាស្ទិក) ជាវត្ថុធាតុដែលបានមកពីការលាយម្សៅរុក្ខជាតិ (ដូចជាម្សៅដំឡូងមី) ជាមួយសារធាតុធ្វើឱ្យទន់ (Plasticizers ដូចជា Glycerol) ក្រោមការប្រើកម្តៅនិងកម្លាំងកូរ ដើម្បីបង្កើតបានជាល្បាយដែលអាចទាញយឺតនិងយកទៅបោះពុម្ពជាទម្រង់ផ្សេងៗបាន។ ដូចជាការយកម្សៅដំឡូងមីទៅកូរលាយជាមួយទឹកស៊ីរ៉ូនិងកម្តៅ រហូតវាក្លាយជាស្អិតនិងយឺតដែលអាចលុញធ្វើជារូបរាងផ្សេងៗបាន។
Zeolite (សេអូលីត) ជារ៉ែម្យ៉ាងដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធជាប្រហោងតូចៗ (microporous) ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាភ្នាក់ងារភ្ជាប់ (Compatibilizer) ដើម្បីជួយឱ្យ PLA និង TPS ដែលមានលក្ខណៈខុសគ្នា (មួយចូលចិត្តទឹក មួយខ្លាចទឹក) អាចលាយចូលគ្នាបានល្អជាល្បាយតែមួយ។ ប្រៀបដូចជាសារធាតុសាប៊ូដែលជួយផ្សំទឹកនិងប្រេងដែលមិនត្រូវគ្នា ឱ្យរលាយចូលគ្នាក្លាយជាល្បាយតែមួយបានយ៉ាងល្អ។
Food simulants (សារធាតុត្រាប់អាហារ) ជាសារធាតុគីមី (ដូចជាអេតាណុល ឬអាស៊ីតអាសេទិក) ដែលគេប្រើប្រាស់នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ដើម្បីត្រាប់តាមលក្ខណៈគីមីរបស់ចំណីអាហារពិតៗ (ដូចជាអាហារមានជាតិខ្លាញ់ អាហារមានជាតិអាស៊ីត ឬមានជាតិអាល់កុល) សម្រាប់ការធ្វើតេស្តការជ្រាបចេញពីការវេចខ្ចប់។ ប្រៀបដូចជាតួជំនួសនៅក្នុងការថតកុន ដែលត្រូវមកទទួលការសាកល្បងជំនួសអាហារពិតៗ ដើម្បីមើលថាតើមានជាតិពុលពីប្លាស្ទិកជ្រាបចូលឬទេ។
Tensile stress (កម្លាំងធន់នឹងការទាញយឺត) ជារង្វាស់នៃកម្លាំងអតិបរមាដែលវត្ថុធាតុមួយអាចទប់ទល់នឹងការទាញទៅទិសដៅផ្ទុយគ្នា មុនពេលដែលវត្ថុធាតុនោះដាច់រហែក ដែលវាជាសូចនាករបង្ហាញពីភាពរឹងមាំនិងភាពធន់នៃប្លាស្ទិក។ ដូចជាកម្លាំងដែលយើងប្រើដើម្បីទាញកៅស៊ូកងរហូតដល់វាដាច់ ប្រសិនបើត្រូវប្រើកម្លាំងខ្លាំងដើម្បីទាញឱ្យដាច់ មានន័យថាវាមានកម្លាំងធន់ខ្ពស់។
Young’s modulus (ម៉ូឌុលយ៉ង់) ជាកម្រិតដែលបង្ហាញពីភាពរឹង (Stiffness) ឬភាពមិនងាយខូចទ្រង់ទ្រាយរបស់វត្ថុធាតុនៅពេលរងកម្លាំងទាញឬសង្កត់។ តម្លៃម៉ូឌុលយ៉ង់កាន់តែខ្ពស់ មានន័យថាវត្ថុធាតុនោះកាន់តែរឹង និងពិបាកពត់ឱ្យយឺត។ ប្រៀបដូចជាការប្រៀបធៀបរវាងបន្ទាត់ដែកនិងបន្ទាត់ជ័រ បន្ទាត់ដែកពិបាកពត់កោងជាង មានន័យថាវាមានម៉ូឌុលយ៉ង់ខ្ពស់ជាងបន្ទាត់ជ័រ។
Extrusion process (ដំណើរការរុញចេញពីរន្ធពុម្ព) ជាដំណើរការកែច្នៃប្លាស្ទិក ដោយប្រើម៉ាស៊ីនមានវីសកូរ (Screw) ដើម្បីរំលាយគ្រាប់ប្លាស្ទិកដោយប្រើកម្តៅ រួចរុញប្លាស្ទិករាវនោះចេញតាមរន្ធពុម្ពជាបន្តបន្ទាប់ ដើម្បីបង្កើតជាសន្លឹកប្លាស្ទិក ឬជាទម្រង់ផ្សេងៗ។ ដូចជាការបាញ់ក្រែមតែងមុខនំខេកចេញពីទុយោបាញ់ ដើម្បីឱ្យចេញជារូបរាងនិងទំហំកម្រាស់ដែលយើងចង់បាន។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖