Abstract:
งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเบื้องต้นของการทดแทนซิลเวอร์ซีโอไลต์ด้วยซิลเวอร์กลาสพาวเดอร์สำหรับการผลิตเม็ดพอลิโพรพิลีน (PP) ต้านเชื้อแบคทีเรียเพื่อเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตบรรจุภัณฑ์อาหารโดยพิจารณา 4 ด้าน ได้แก่ (1) สมบัติการต้านทานเชื้อแบคทีเรียตามมาตรฐาน JIS Z 2801 (2) สมบัติทางความร้อนของพอลิเมอร์คอมโพสิตโดยใช้เทคนิคเทอร์โมกราวิเมทรีและดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริเมทรี (3) ความเสี่ยงการเกิดอันตราย (เพลิงไหม้ ฝุ่นระเบิด อันตรายต่อระบบทางเดินหายใจ และไฟฟ้าสถิต) และ (4) ต้นทุนในการผลิต ผลการศึกษาพบว่า ปริมาณซิลเวอร์กลาสพาวเดอร์ที่ต่ำที่สุดที่สามารถต้านเชื้อแบคทีเรีย E.coli และ S.aureus ได้ใกล้เคียงกับตัวอย่างสารต้านเชื้อแบคทีเรียที่ใช้ในปัจจุบัน (10% สารซิลเวอร์ซีโอไลต์) คือที่ 3% โดยปริมาณดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อสมบัติทางความร้อนของพอลิโพรพิลีน นอกจากนี้เมื่อทำวิเคราะห์ด้วยเทคนิค PCA พบว่า PP ที่เติมสารซิลเวอร์กลาสพาวเดอร์ 3% มีสมบัติเชิงความร้อน และสมบัติการต้านเชื้อแบคทีเรียที่ใกล้เคียงกับ PP ที่ผสมกับสารต้านเชื้อแบคทีเรียที่ใช้ในปัจจุบัน สำหรับด้านความเสี่ยงนั้นพบว่า ในกระบวนการผลิตพอลิโพรพิลีนต้านเชื้อแบคทีเรียทั้ง 2 ชนิดมีลักษณะของอันตรายที่เกิดขึ้นและระดับความเสี่ยงที่เหมือนกัน นั่นคือ ไม่ก่อให้เกิดอันตรายจากเพลิงไหม้และฝุ่นระเบิดได้ แต่เป็นอันตรายต่อระบบทางเดินหายใจและอันตรายจากไฟฟ้าสถิต ระดับความเสี่ยงของทั้ง 2 ด้านอยู่ในระดับที่ 2 เป็นระดับที่ยอมรับได้แต่ต้องมีมาตรการควบคุม เมื่อพิจารณาที่ต้นทุนการผลิตก็พบว่า การใช้ซิลเวอร์กลาสพาวเดอร์ 3 % สามารถลดต้นทุนการผลิตจากเดิมได้ถึง 2,409 บาท ต่อพอลิโพรพิลีนผสมสารต้านเชื้อแบคทีเรียหนัก 100 กิโลกรัม จึงสรุปได้ว่า สารต้านเชื้อแบคทีเรียซิลเวอร์กลาสพาวเดอร์ (3 %) สามารถนำมาใช้เตรียมเม็ด PP ที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียแทนการใช้สารซิลเวอร์ซีโอไลต์ (10%) ได้
This article highlighted the distinctive features of a preliminary study for substitution of silver zeolite by silver glass powder in the production of antibacterial polypropylene for food packaging. The four following aspects were investigated: (1) antibacterial performance (2) thermal properties (thermogravimetric/differential scanning calorimetry) (3) risks (fire, dust explosion, respiratory hazard and static electricity) and (4) production cost. The experimental results demonstrated that the minimum concentration of silver glass powder that showed the same antibacterial activity against E.coli and S.aureus as the current composite containing 10% silver zeolite was 3 %w/w. In addition, such a concentration of silver glass powder did not affect the overall thermal behavior of polypropylene. PCA analysis also confirmed that thermal properties and antibacterial performance of PP/silver glass powder of 3%w/w were similar to those of PP composited with silver zeolite. According to the risk assessment, it was found that both antibacterial agents had potential to cause the same hazards with identical risk levels. That is, fire and dust explosion would not occur, but respiratory hazard and static electricity were liable to occur. The risk levels of both hazards were two, which meant the risk levels were acceptable, but control measures must have been applied. In view of production cost, the production of PP with 3% of silver glass powder had a lower production cost by 2,409 THB per 100 kilogram of antibacterial PP in relation to the PP composited with 10% silver zeolite. Taken all of the results into account, it could be concluded that 3% silver glass powder could replace 10% silver zeolite in production of antibacterial PP.