การสังเคราะห์แผ่นไฮโดรเจลจากน้ำยางพาราโดยวิธีการเชื่อมขวางทางเคมีด้วยไบโอพอลิเมอร์เพื่อใช้เป็นวัสดุปลูกพืชไร้ดิน
คำสำคัญ:
ไฮโดรเจล, น้ำยางพารา, ไบโอพอลิเมอร์บทคัดย่อ
ไฮโดรเจลเป็นวัสดุทางเลือกที่น่าสนใจซึ่งประเทศไทยมีวัตถุดิบที่สามารถนำมาสังเคราะห์อยู่เป็นจำนวนมาก งานวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความเข้ากันและคุณสมบัติทางกายขั้นพื้นฐานของไบโอพอลิเมอร์ โดยนำน้ำยางพารา(Nr) เชื่อมขวางทางเคมี (Chemical crosslinking) ด้วย MBA (N,N’-methylene-bis-acrylamide) ผสมระหว่างแป้งมันสำปะหลัง(St) เพคติน(Pt) และไคโตซาน(Ct) อัตราส่วน 3:7, 5:5 และ 7:3 ของปริมาณเนื้อสาร พบว่าอัตราส่วน Nr/St, Nr/Pt และ Nr/Ct มีความเข้ากันในทุกอัตราส่วนยกเว้น Nr/Ct ไม่สามารถขึ้นรูปเป็นแผ่นได้ การดูดซึมน้ำสูงสุดอยู่ที่ 29.80 เปอร์เซ็นต์ของอัตราส่วน Nr/St 5:5 เช่นเดียวกับการดูดซึมสารละลายธาตุอาหารอยู่ที่ 13.55 เปอร์เซ็นต์และไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P≥95) ในส่วนประสิทธิภาพการคงไว้ของน้ำ Nr/Pt 5:5 มีเปอร์เซ็นต์สูงสุดอยู่ที่ 78.24 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่ประสิทธิภาพการคงไว้ของสารละลายธาตุอาหาร Nr/St 5:5 สูงสุดอยู่ที่ 90.14 เปอร์เซ็นต์และแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P≥95) การงอกของเมล็ดผักสลัดกรีนโอ๊คบนแผ่นไฮโดรเจล Nr/St 5:5 มีค่าอยู่ที่ 11.00 เปอร์เซ็นต์และไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P≥95) ร่วมถึงเปอร์เซ็นต์การย่อยสลายของแผ่นไฮโดรเจลในดินเพิ่มขึ้นตามระยะเวลา
เอกสารอ้างอิง
Warunee T, Sayan S. Super Absorbent Polymer: Synthesis, Characterization, and Applications. Science and Technology Journal. Ubon Ratchathani University; 2014. Thai.
Rengasamy P. Soil processes affecting crop production in salt-affected soils. Functional Plant Biology. 2010; 37(7): 613–660.
Janjarus K. Marketing strategy for hydroponics vegetable business in Chiang Mai. Maejo University; 2017. Thai.
Yuichi M. New agro-technology (Imec) by hydrogel membrane. Reactive & Functional Polymers. 2013; 73: 936–938.
Ahmed E. Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review. Journal of Advanced Research. 2015; 6(2): 105–111.
Nitinart S. Natural Rubber: Applicationas Starting Materials to Replace the Use of Raw Materials from Petroleum. Burapha Science Journal. Prince of Songkla University; 2014. Thai.
Suthee B, Banchar S, Punrawich P, Thai Para-rubber Industry: The Status and Development Suggestions towards ASEAN Economic Community. Humanities and Social Sciences Journal; 2017.
Nutkanin S, Phimpa S, Sirirat L, Natcha P, Panadda P, Sudarat S, et all. Green Chemistry. Science and Technology Journal. Ubon Ratchathani University; 2016. Thai.
Saowaluk B, Chaiwute V. Preparation of Water Swellable Rubber from Sodium Acrylate Grafted Natural Rubber. Ubon Ratchathani University; 2017. Thai.
Sam C, Stephen B, Katrina C. Natural rubber biosynthesis in plants, the rubber transferase complex, and metabolic engineering progress and prospects. Plant Biotechnology Journal; 2019. 1–21.
Sureuk K. The study of hydrogel preparation from natural rubber 2. Walailak University; 2010. Thai.
Ralph H, Tobias K, Clemen P. Pilot-scale press electrofltration of biopolymers. Separation and Purification Technology. 2006; 51: 303-309.
Chaiyawut W. Preparation of Hydrogel from Natural rubber and Cassava Starch for the planting. Ubon Ratchathani University; 2012. Thai.
Havva K, Meltem Ç, Mehmet S, Levent A. Graft copolymerization of methyl methacrylate upon gelatin initiated by benzoyl peroxide in aqueous medium. Journal of Applied Polymer Science; 1999. 74. 1547-1556.
Saichon S. Preparation of highly absorbent graft copolymers using various starches with acrylonitrile. Chiang Mai University; 2010. Thai.
Riyajan S, Sasithornsonti Y, Phinyocheep P. Green natural rubber-g-modified starch for controlling urea Release. Carbohydrate Polymers. 2012; 89. 251-258.
Zucconi F, Monaco A, Forte M, Bertoldi M. Phytotoxins during the stabilization of organic matter. In Composting of Agricultural and Other Wastes. Gasser J.K.R. (ed). Elsevier Applied Science. London and New York; 1986. 73-88.
Mohammad J, Zohuriaan M, Kourosh K. Superabsorbent polymer materials: a review. Iranian Polymer Journal. 2008; 17: 451.
Milene M, Elaine C, Tito L, Jose C, Rosana L. Use of polyhydroxybutyrate and ethyl cellulose for coating of urea granules. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2013; 42: 9984–9991.
Klanarong S, Kanjana K, Vilai S. Fine structure of amylose, amylopectin and functional properties of cassava starches extracted from Kasetsart 50 at different harvesting time. Proceedings of the 36th Kasetsart University Annual Conference. Kasetsart University; 1998.
Achara K, Ekwit T, Pairote W. Preparation of Hydrogel from Deproteinized Natural Rubber Latex For Use as Wound Dressing. MJU Annual Conference. Maejo University; 2018.
Piyachat W. Development of Chitosan Film Containing Collagen. Burapha University; 2017. Thai.
Nithiya RN. Food chemistry. P 181–184. Bangkok; 2002.
Turakhiya M, Savani D, Patel M, Akbari V, Prajapati G, Shah S. A review superporous hydrogel (SPH) an approach for controlled drug delivery. Dhaka University Journal of Pharmaceutical Sciences. 2013; 2(1): 47–58.
Antonela G, Jasna H, Senka D, Suzana B, Maja D, Zorana G. Utilization of Tomato Peel Waste from Cannin Factory as a Potential Source for Pectin Production and Application as Tin Corrosion Inhibition. Food Hydrocolloids. 2016; 52: 265-274.
Pongphitsanu M. Introduction of ion exchange membranes. National Metal and Materials. Technology Center; 2009.
Chompunuch S. Increasing Efficiency of Rubber Sheet Production by Foaming Reduction in Compound Mixing Process. Kasetsart University; 2015. Thai.
Derek T. Soilless Culture. 3th ed. Bangkok; 2007.
Shaukat S, Ansar Q, Farooq A, Inam U, Umer R. Improvement in the water retention characteristics of sandy loam soil using a newly synthesized poly (acrylamide-co-acrylic acid) superabsorbent hydrogel nanocomposite material. Molecules. 2012; 17: 9397–9412.
Voragen A, Pilnik W, Thibault J, Axelos M, Renard C. Pectins. In Food Polysaccharides and Their Application. A.M. Stephen ed. P 287-339 New York; 1995.
Koseki M, Kitabatake N, Doi E, Yasuno T, Ogino S, Ito A, Endo F. Determination of pectin in the presence of food polysaccharide. Journal of food science. 1989; 51(5): 1329-1332.
Supachai J. Utilization from cassava starch. Journal of the Department of Science Service. 2001; 49: 8-11.
Chaiyawut W. Properties of Hydrogel Semi-interpenetrating Polymer Network and Marigold Planting Application. Ubon Ratchathani University; 2017. Thai.
Khanittha C, Tanyalak S, Pathumthip P, Sasiwimol W. Properties of Hydrogel Films from Carboxymethylcellulose and Aloe vera (Linn.) Burm. UTK RESEARCH JOURNAL. 2021; 15.
Yingsak K, Dudsadee U, Vilai R, Chureerat P. Characterization of hydrogels prepared from cassava and canna starches. King Mongkut’s University of Technology; 2007. Thai.
Chanon T, Sirinan K. Self-healing Materials and applications. KKU Science Journal. 2020; 48(1): 001–016.
Gelling I, Porter M. Natural Rubber science and technology. Roberts. A. D. ed. Oxford: University Press: 359; 1988.
Montero J, Anton A, Munoz P, Lorenzo P. Transpiration from geranium grown under high temperatures and low humidifies in greenhouses. Agricultural and Forest Meteorology. 2009; 107: 323-332.
Joseph N, Tae O. Biopolymer Coatings for Biomedical Applications. Polymers – MDPI. 2020; 12.
Clark J, Whalley R, Leigh A, Dexter R, Barraclough B. Evaluation of agar and agarose gels for studying mechanical impedance in rice roots. Plant Soil. 1999; 207: 37–43.
Wei H, Wang H, Chu H, Li J. Preparation and characterization of slow-release and water-retention fertilizer based on starch and halloysite. International Journal of Biological Macromolecules. 2019; 133: 1210–1218.
Wang W, Yang S, Zhang A, Yang Z. Synthesis of a slow-release fertilizer composite derived from waste straw that improves water retention and agricultural yield. Science of the Total Environment. 2021; 768:144978.
Visit W. Polymer Hydrogel for an Application as Drug Controlled-Release Materials. Suranaree University of Technology; 2014. Thai.
Mohammad A, Nahid N, Sapana J, Mohd Z. Polysaccharide based superabsorbent hydrogels and their methods of synthesis: A review. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications. 2020; 1: 100014.
Linh D, Huong N, Tabata M, Imai S, Iijima S, Kasai D, Anh T, Fukuda M. Characterization and functional expression of a rubber degradation gene of a Nocardia degrader from a rubber-processing factory. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2017; 123: 412–418.
Ann B, Jean S, Chia Y, Kumar S. Microbial Degradation of Rubber: Actinobacteria. Polymers. 2021; 13: 2-27.
Linos A, Steinbuchel A, Sproer C, Kroppenstedt R. Gordoniapolyisoprenivorans sp. nov. a rubber degrading actinomycete isolatedfrom an automobile tire. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 1999; 49: 1785–1791.
Meral Y, Alexander S. Historical and Recent Achievements in the Field of Microbial Degradation of Natural and Synthetic Rubber. Applied and Environmental Microbiology. 2012; 78(13): 4543–4551.
Qiao L, Liu C, Yang L, Zhang M, Liu W, Wang J, Jian X. Self-healing alginate hydrogel based on dynamic acylhydrazone and multiple hydrogen bonds. Journal of Materials Science. 2019; 54(11): 8814–8828.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2023 วารสารวิจัย มข. (ฉบับบัณฑิตศึกษา)

อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.