บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ

2.1 สยอม การจ าแนกสยอมสามารถจ าแนกตามแหลงทมาของสไดเปน 2 กลมใหญๆ คอ

2.1.1 สสงเคราะหหรอสเคม เปนสทพฒนาและผลตขนเพอใหไดสทมคณลกษณะตามตองการทงในแงของเฉดส ความงายในการยอมตดวสดหรอการใชงาน ตลอดจนความคงทนของสระหวางการใช สสงเคราะหจงมขอด คอ มความเสถยรมาก มการตดสไดด สมความคงทน การใชงานมความสะดวกรวดเรว แตมขอเสยคอการทมความเสถยรมากท าใหก าจดสทเหลอไดยาก โดยทวไปกระบวนการฟอกยอมเปนกระบวนการทใชน าปรมาณมาก สยอมทเหลอจากกระบวนการยอม ทปนไปกบน าทงของโรงงานหากไมก าจดใหดจะกอใหเกดมลภาวะตอสงแวดลอมท าใหดนและน าเสย นอกจากนสสงเคราะหหลายชนดเมอสลายตวในสภาวะทไมเหมาะสมจะใหสารทกอใหเกดมะเรงไดสสงเคราะหเปนสทตองน าเขาจากตางประเทศเพราะไมมการผลตภายในประเทศ สสงเคราะหมมากมายทงเฉดสและคณภาพ ราคาสสงเคราะหแตกตางกนตามคณภาพของส ปจจบนพบวาสสงเคราะหบางตวเปนอนตรายตอทงผยอมและผใชผลตภณฑจงมขอก าหนดการใช ในบางประเทศมกฎหมายหามน าผลตภณฑ (บางชนดและ/หรอทกชนด) ทยอมสดงกลาวเขาประเทศ การใชสสงเคราะหในงานยอมในอตสาหกรรมขนาดเลกระดบครวเรอนนนมการใชสในงานสงทอพนบานและกระดาษสา ผลตภณฑจากผกตบชวา ผลตภณฑจกสานจากไมไผ กก ฯลฯ เนองจากตนทนราคาของสต า มวธการใชงานงายและมการเผยแพรวธการใชแพรหลายระดบหนง อยางไรกตามการใชสเหลานกอใหเกดปญหาตอผใชและชมชน เนองจากสทใชสวนมากมคณภาพต า ตลอดจนการขาดความรความเขาใจของผประกอบการท าใหมการใชสผดประเภท ใชไมเหมาะสม ไมมกฎหมายทเหมาะสมบงคบใชในประเทศและผใชสวนมากขาดการด าเนนการบ าบดน าทงทมสตกคางอยางถกตองตามหลกวชาการ 2.2.2 สจากธรรมชาต [19-20] เปนรงควตถหรอสารสทสงเคราะหจากสงมชวตหรอทพบไดในธรรมชาต สทสงเคราะหจากสงมชวตอาจจะสะสมอยในเซลลหรอปลดปลอยออกมานอกเซลล สารสทพบในพชทวๆ ไปเปนสารประกอบอนทรย โดยเฉพาะอยางยงกลมทมคารบอนตอกนเปนวง โครงสราง

4

ประกอบดวยวงเบนซน (benzene ring) หรอเบนโซควนอยด (benzoquinoid) สารสจากธรรมชาต สามารถจ าแนกตามแหลงทมาได 3 แบบดงน 1. สจากแรธาต (Mineral dyes) เปนสอนนทรยโดยเปนสารผสมออกไซดของโลหะหรอเปนสารประกอบเชงซอนของโลหะ สารใหสเหลานเกดการตกตะกอนในชองวางระหวางโมเลกลเสนใย เนองจากสารเหลานมความเสถยรมาก สทไดจงมความทนตอแสงมาก สกากทใชยอมฝายในอดตไดจากออกไซดของเหลกผสมกบออกไซดของโครเมยม สวนมากโลหะทใช ไดแก เหลก ตะกว แมงกานส ทองแดง โคบอลต และนกเกล เปนตน สในกลมนยงมการยอมกนอยในระดบอตสาหกรรมครอบครว ไดแก การยอมดวยโคลน และดนแดง 2. สจากสตว (Animal dyes) สธรรมชาตในกลมน ไดแก โคชนล (Cochineal) เคอรมส (Kermes) และครง (Lac) สารใหสทสกดจากครงคอ Laccaic acid ซงเปนสารใหสแดงทละลายน าใชยอมไหม ฝาย ขนสตว เปนตน นอกจากนยงใชในอตสาหกรรมอาหาร ยา และเครองส าอาง 3. สจากพช (Vegetable dyes) ตวอยางสธรรมชาตในกลมนคอสจากขมน (Turmeric) จากดอกค าฝอย (Safflower) ใบหกวาง ใบมะมวงซงสารอนทรยสามารถไดจากสวนตาง ๆ ของพช ตงแต ราก เปลอกราก ล าตน แกนไม ใบ ดอก ผล และเมลด เปนตน ในใบมะมวงพบวามสารส ทส าคญไดแก Mangiferin เปนอนพนธของ xanthone ทมประโยชนทางยาและเปนสารแอนตออกซแดนท และพบวามการน ามาใชประโยชนในการยอมดายและทอผาในเขตภาคเหนอ[19] 2.2 โครงสรางทางเคมของสยอมธรรมชาต[19-20] ถาพจารณาลกษณะโครงสรางทางเคมของรงควตถและสอนทรยจากธรรมชาตสามารถจ าแนกประเภทไดแบบหนงดงน

2.2.1 ฟลาโวนอยด (Flavonoids) เปนกลมสารใหสทใชเปนสยอมกนมาก มสเหลองถงสมเหลอง มสตรโครงสรางทวไปเปน C6-C3-C6 แสดงตามรปท 1.1 ตวอยางเชน Luteolin จากตน Weld ใหสเหลอง Quercetin จากเปลอกหอมหวใหญและเปลอกมะมวงใหสเหลองเขม Morin จากแกนขนน แกน-แกแลใหสเหลองเขม และ Carthamin จากดอกค าฝอยใหสเหลองปนน าตาล สวนมากวงเบนซนและ C3 จะตอกบอะตอมของออกซเจน เกดเปนวงววธพนธ (heterocyclic ring) ถามหมคารบอ-นลอยทวงววธพนธเกดเปนสาร ประกอบฟลาโวน (flavone) ถามหมไฮดรอกซลอยทวงววธพนธเกดเปนสารประกอบฟลาโวนอล (flavonol) สารในกลมนละลายไดดในน า ฟลาโวนอยดเปนกลมใหญทมความหลากหลาย

5

OHOH

OH

O

O

HO

OH OHO

O

OH

O

O

OH

OH

OH

OHOH

O

OH

OH

OH

O +O+

O-glycoside OH

OH OH

มากจงมการดดกลนแสงทชวงความยาวคลนแตกตางกนมากมาย ท าใหเหนเปนเกอบทกสยกเวนสเขยว และสน าเงน

OOH

OH O

OH

OOH

OH O

OH

OH

OH

OH

Luteolin Quercetin

Morin Carthamin

Anthocyanin Anthocyanidin

รป 2.1 โครงสรางของสารใหสในกลมฟลาโวนอยดบางชนด

OOH

O

OH

OH

OH

6

2.2.2 คาโรตนอยด (Carotenoids) มลกษณะโครงสรางเปน aliphatic polyene chain ยาวประกอบดวย isoprene units มลกษณะโครงสรางและใหสทแตกตางกนมากมาย แสดงตามรปท 2.2 เชน Crocetin จากหญาฟรน (saffron) ใหสเหลอง สารในกลมนจะมพนธะเดยวสลบกบพนธะคมาก บกซนเปนผลกสน าตาลแดง คอนขางคงทนตอแสง ตอปฏกรยาออกซเดชน ตอกรดและดาง รวมทงเชอจลนทรย

สารประกอบคาโรตนอยดอกชนดหนงคอ β–carotene ซงสามารถสงเคราะหไดเปนตวแรกในระดบอตสาหกรรม เปนสารทมคณคาทางอาหาร เนองจากเอนไซมในตบจะเปลยนเบตา–คาโรทนเปนวตามน เอ เบตา–คาโรทนเปนสารทมผลกสมวงปนแดง ไมคงตวตอดาง อากาศ แสง และอณหภมสงๆ สวน lycopene เปนเตตระเทอรปน (tetraterpene) ทมสแดง

รป 2.2 โครงสรางสารใหสกลมคาโรตนอยดบางชนด[12]

7

O

O

O

O

O

O

OH

OH

O

O

COOH

COOH

OH

HO

OH

OH

CH2CH2NHCOCH3

OH

OH

2.2.3 แอนทราควโนนและแนพโทรควโนน (Anthraquinones and Napthoquinones)

สารกลมนมกใหสแดงแสดงตามรปท2.3 สารสในกลมแอนทราควโนนมสตรโครง- สรางพนฐานเปนระบบวงแหวน 3 วงตอกน ตวอยางของสารสทน ามาใชเปนสยอม ไดแก กรดแลคเคอค (Laccaic acid)จากครง alizalin จากรากเขม (madder) และแกนของตนยอ สในกลมแอนทราควโนนใหสตงแตสแดงถงสม นอกจากนอาจพบไดตงแตสเหลองถงน าตาล แอนทราควโนนเกอบทกชนดมจดหลอมเหลวสง ในธรรมชาตจะพบในรปของกลยโคไซดเปนสวนใหญ ตวอยางของสารสแนพโทควโนน ไดแก เปลอกตนมนฮอ ใหสเขยวถงน าตาล Lawsone จากใบเทยนกงใหสน าตาลปนแดง

Anthraquinone Naphthoquinone

Alizarin Laccaic acid A

รป 2.3 โครงสรางสารใหสพวกแอนทราควโนนและแนพโทควโนน

8

HN

NH

O

HN

NH

O

OBr

BrO

2.2.4 แอลคาลอยด (Alkaloids) เปนสารในกลมพชชนสง พบบางในพชชนต า ในสตวและจลนทรย ตามปกตในโมเลกลแอลคาลอยดจะมไนโตรเจน 1 โมเลกล (จะอยใน heterocyclic ring หรอ side chain กได) ท าใหแอลคาลอยดมสมบตเปนดาง แสดงตามรปท 2.4 สารในกลมนทใชเปนสยอมมากไดแก Indigo สจากตนคราม ฮอม ใหสน าเงน Tyrian เปนสทสกดไดจากหอยสงขหนาม (shellfish) อยตามแถบทะเลเมดเตอเรเนยน จะใหสมวงแดง

Indigo Tyrian purple

รป 2.4 โครงสรางของสารใหสในกลมแอลคาลอยดบางชนด

2.2.5 แทนนน (Tannins) เปนสารใหสธรรมชาตทนยมใชเปนสารชวยตดสอนๆ ดวย ในการยอมสธรรมชาตโดยเฉพาะการยอมฝาย แทนนนเปนสารจ าพวกสารประกอบพอลฟนอลคดงรปท 2.5 แทนนนเปน กลมสารทพบไดทวไปในพชเกอบทกชนด มน าหนกโมเลกลอยระหวาง 500–5,000 และมหม- ฟนอลคอสระอยจ านวนหนงซงสามารถท าใหเกดการเชอมโยงไดกบพวกโปรตน และพวกพอล-เมอรทางชวภาพ (biopolymer)

รป 2.5 โครงสรางพนฐานและตวอยางโครงสรางของสารใหสในกลมแทนนน

9

แทนนนเปนสารประกอบทมโครงสรางคอนขางซบซอนและมโมเลกลใหญจงแยกไดยากเนองจากไมตกผลก สวนใหญพบอยในรปของกลยโคไซด (glycoside) แทนนนละลายไดในน า สารละลายดางเจอจาง แอลกอฮอล อะซโตน สารละลายแทนนนสามารถตกตะกอนโลหะหนก อลคาลอยด กลยโคไซด โปรตนและเจลลาตนได จากลกษณะโครงสรางทางเคมสามารถแบงแทนนนได 2 ประเภทคอ ก. Hydrolysable tannin เปนกลมสารประกอบพอลเอสเทอร (polyester) ซงเกดจากพอลฟนอล (polyphenol) กบน าตาลกลโคส ซงแทนนนประเภทนสามารถถกเอนไซมและกรดไฮโดรไลซออกเปนโมเลกลได gallic acid, digallic acid, ellagic acid เชน gallotannin และ ellagitannin เปนตน ข. Condensed tannin เปนสารทมโมเลกลใหญ เปนพอลเมอร (polymer) ของสารประกอบฟนอล (phenolic compounds) มสตรโครงสรางเกยวพนกบสารพวกฟลาโวนอยด แทนนนชนดนเปนสารประกอบทเมอถกกรดหรอเอนไซมแลวไมสลายตวเปนโมเลกลเลกๆ แตกลบรวมตวเปนพอลเมอร เกดเปนสารประกอบทไมละลายน า ไมมรปรางแนนอน และมสแดง ซงประกอบไปดวยพอลเมอรของ flavan-3-ol และ flavan-3,4 diols เมอท าปฏกรยากบเกลอของเหลก เชน เฟอรรกคลอไรด แทนนนชนดสลายตวไดจะใหตะกอนสน าเงน-ด า สวนแทนนนชนดรวมตวแนนจะใหตะกอนสน าตาลเขยว จงใชปฏกรยานตรวจสอบชนดของแทนนนในสารสกดจากพชได นอกจากจะแบงแทนนนตามลกษณะโครงสรางแลว ยงสามารถแบงตามน าหนกโมเลกลของแทนนนซงสามารถแบงได 2 กลม คอ true tannin มน าหนกโมเลกล 1,000-5,000 และ pseudo tannin มน าหนกโมเลกลนอยกวา true tannin แตเปนสารทใหคณสมบตคลาย true tannin ไดแก catechin, chlorogenic acid, gallic acid และ ipecacuanthic acid

10

2.3 ลกษณะทางพฤกษศาสตรของมะมวง[2-3]

มะมวงมชอทางวทยาศาสตรวา Mangifera indica, Linn. เปนไมยนตนในตระกล Mangifera ซงเปนไมผลเมองรอนประมาณ 35 สปชส ในวงศไมดอก Anacardiaceae มะมวงเปนไมตนขนาดกลางถงขนาดใหญ สง 10 - 15 เมตร ไมผลดใบ ล าตนเปลาตรง เปลอกสเทาหรอสน าตาล คอนขางเรยบ ถาสบเปลอกจะมยางใสๆ ซมออกมา เรอนยอดเปนพมกลม ใบรปขอบขนานแกมรปหอก เนอใบหนาเขยวเปนมน ดอกเลกสเขยวออนๆ หรอเหลองออนๆ รวมกนเปนชอใหญ ตามปลายกงชอจะตงขน และมขนประปราย ผลกลมหรอรปรๆ หรอรปหวใจ มเนอเยอมาก ผลสกจะเละและผวมสเหลอง ดงแสดงไวตามรปท 2.6 รปท 2.6 มะมวง ตนก าเนดของมะมวงนนยงไมทราบทมาอยางแนชด แตสวนใหญเชอวาแพรพนธมาจากเอเชยใตและเอเชยตะวนออกเฉยงใต จากการทภมภาคนนมความหลากหลายทางพนธกรรมและรองรอยฟอสซลทหลากหลาย ส าหรบประเทศไทยนนมะมวงเปนพชไมผลทนยมปลกกนมากโดยทสวนใหญปลกเพอรบประทานผล มสองกลมคอทรบประทานผลดบและผลสก มะมวงสามารถปลกและผลดอกออกผลไดดในทกจงหวดและทกภาคของประเทศ แตจะใหผลแตกตางกนไปตามสภาพของทองท

11

2.3.1 องคประกอบทางเคมของสารใหสในมะมวง รงควตถของสทพบในมะมวงสวนมากอยในกลมฟลาโวนอยด ทพบมากทสดม 2 ตวคอ เคอรซตน (Quercetin) และเคมเฟอรอล (Kaempferol) และรงควตถของสทเปนสารอนพนธในกลมแซนโทน โดยอยในรปของกลโคไซดคอ แมงจเฟอรน(Mangiferin) และนอก- จากนยงพบองคประกอบอนๆ เชน Tannic Acid, Gallic Acid และ Epicatechin เปนตน ซงไดแสดงลกษณะโครงสรางทางเคมส าหรบสารบางชนดไวตามรปท 2.7

รป 2.7 โครงสรางรงควตถของสารสทพบในมะมวง[4-5]

Kaempferol Quercetin

C-glycoside (Mangiferin)

12

2.4 มอรแดนท (Mordant)[6-8] การจ าแนกประเภทมอรแดนทไมมขอก าหนดชดเจน บางก าหนดมอรแดนทไววาหมายความถงเกลอของโลหะเทานน นอกจากนในการยอมสบางอยางนนอาจมการใชสารอนเพมเตมหลงจากการยอมสแลวเพอชวยใหสตดทนยงขน สารประเภทหลงนเรยกวา สารฟกซง หรอสารชวยตรงส (Fixing Agents) ตวอยางสารเหลานไดแก แทนนนหรอกรดแทนนก กรดแลคตก กรดอะซตก น ามะขาม เปนตน กระบวนการยอมมอรแดนทมดวยกน 3 วธดงน

2.4.1 การยอมมอรแดนทกอนการยอมส (Pre-Mordant)

วธนเปนวธทนยมใชกนทวไปโดยน าสงทจะยอมทผานการท าความสะอาดแลว ไปใสในภาชนะทบรรจสารละลายมอรแดนท สวนมากจะท าใหรอนหรอเดอดนานระหวาง 15 นาท ถง 1 ชวโมง กอนปลอยแชทงไวในสาระลายตออก 15 นาท ถง 1 ชวโมง จากนนจะน าสงทจะยอมออก ลางท าความสะอาดกอนท าใหแหงหรอน าไปยอมสตอ

2.4.2 การยอมมอรแดนทพรอมการยอมส (Simultaneousting) การยอมสวธการนสารลายของมอรแดนทจะเตมลงไปโดยตรงในการยอมการยอมใชอณหภมเดยวกนกบการยอมส ทงนการเตมมอรแดนทจะมทงทเตมในน ายอมกอนยอมเตมหลงการยอมผานไประยะเวลาหนงเตมเปนชวงๆ ระหวางการยอมและการเตมมอรแดนทกอนการยอมสใกลสนสด การยอมแบบนมขอเดนทลดขนตอนของกระบวนการลงแตสทไดมกไมคงทนเทาการยอมแบบแรกหลงการยอมแลวสงทยอมอาจถกปลอยแชไวในน ายอมจนเยนตวลงหรออาจถกน าออกจากน ายอมทนท สวนมากจะลางดวยน าทอณหภมลดลงเรอยๆ หรอลางในน าสบออนๆจนกวาสไมตกอกตอไปจากนนจงน าไปท าใหแหง การยอมแบบนมขอดอยทน ายอมทใชแลวอาจไมสามารถน ากลบมาใชใหมซงนอกจากจะท าใหเกดการสญเสยสงทมคณคาในน ายอมแลวยงกอใหเกดปญหาในการบ าบดน าเสยดวย

2.4.3 การยอมมอรแดนทหลงการยอมส (After-Mordanting) มอรแดนทบางอยางสามารถยอมหลงการยอมสได เชน เกลอของดบก เกลอของเหลก แทนนนหรอกรดแทนนก การยอมมอรแดนทแบบนอาจใชวธยอมแยกอสระหรอในบางกรณ มอรแดนทจะถกเตมลงไปในน ายอมในชวง 5 ถง 10 นาทสดทาย กอนน าวสดทแชในน ายอมออก บางกรณผยอมจะแชวสดในสารละลายเกลอดบกหรอเกลอของเหลกหลงการยอมสเพอชวยในการเปลยนแปลงเฉดส มอรแดนทนอกจากจะท าใหสตดแลวยงพบวามสวนส าคญตอสมบตความคงทนของสทยอมไดตอแสงดวย มอรแดนทบางอยามผลตอสภาพเสนใยหลงยอมเชน อลมเนยม ท าใหเสนใยมความยดหยนและทนตอแรงดงลดลง

13

2.5 สารชวยยอม[9-10]

สารเคมทใชชวยยอมไดแก

1. กรด ใชส าหรบยอมใยโปรตนและไนลอนดวยสแอซด ท าหนาทเปนตวท า ละลายส ท าให ประจไฟฟาลบในเสนใยนอยลงและเพมประจไฟฟาบวก แอนไอออนจงสามารถเขาไปตดภายในเสนใยได ตวสทดดซมไดนอยตองเพมกรดใหมากขน ท าใหตวสซมกระจายตวจากสวนทตดสมากไปยงสวนทตดสนอยท าใหยอมไดสม าเสมอ

2. ดาง ใชส าหรบยอมใยเซลลโลสดวย สอะโซอค แวต ก ามะถนและรแอคทฟ สแวตและสก ามะถนตองยอมในน ายอมทเปนดางแกมสารรดวซรวมอยดวยดางท าหนาทใหโมเลกลของสท าปฏกรยายดตดกบโมเลกลของใยเซลลโลสไดดยงขน

3. เกลอ ท าหนาทลดปฏกรยาลบของเสนใย ท าใหแอนไอออนของสสามารถเขาไปใกลเสนใย ไดด สารลดแรงตงผว ใชกบการยอมดวยสวต หรอสดสเพอส และสแอซดบางตว

4. สารพา (carrier) ใชในการยอมผาจากเสนใยสงเคราะห เชน การยอมผาพอลเอสเทอรทอณหภมต า

5. ตวท าละลายอนทรย (organic solvent) ใชในการยอมเสนใยขนสตว หรอเสนใยสงเคราะหบางชนดจะยอมไดผลดขน

6. สารรดวซ (reducing agents) สบางชนดไมละลายน า ตองใชสารเคมมาท าใหโมเลกลของสมขนาดเลกลงจนสามารถซมผานเขาไปในชองวางของเสนใยได สารนเรยกวา สารรดวซ (reducing agents)

2.6 เสนใยฝาย[21-23] ฝายเปนเสนใยพชชนดหนงทใชมากทสดในทางสงทอ เสนใยฝายไดจากใยของเมลดฝาย ฝายมพนธตางๆ มากมาย เกรดของฝายในเชงพาณชยไมไดจดตามแหลงทมา แตจดตามคณสมบต เชน ส ความสะอาด ความยาวของเสนใย ความละเอยด และความชน ฝายมสมบตทดหลายอยาง เชน ความคงทน ราคาถก ซกงาย และสวมใสสบายท าใหสามารถใชเปนเสอผาในฤดรอน ชดท างานของชางตางๆ ผาขนหน และผาปทนอน สมบตนท าใหฝายเปนทนยมของคนทอาศยอยในเขตรอนหรอเขตอบอนแมวาจะมใยประดษฐเขามาแขงขนแตกยงมการใชฝายและน าฝายมาผสมกบเสนใยชนดอนมากถง 65 เปอรเซนต

14

2.6.1 รปรางและสวนประกอบทางเคมของเสนใยฝาย เสนใยฝายเปนเสนใยสน เสนใยฝายมความละเอยดมาก สของใยฝายมตงแตขาวไปจนถง

เหลองเทา เมอศกษาดวยกลองจลทรรศนจะเหนวาเสนใยไมเปนเสนตรงแตจะบดตวเปนเกลยวเปนระยะๆ รปรางดานภาคตดขวางมลกษณะคลายรปไต หรอเมลดถวตรงกลางมชอง เรยกวา ลเมน (lumen) รอบๆ ลเมนเปนผนงเซลลซงเกดจากไฟบรลเซลลโลส (cellulose fibril) เรยงซอนๆ เปนแถบเวยนไปเปนเกลยวโดยรอบเสนใย การจดตวของไฟบรลจะไมเวยนไปในทศทางเดยวกนเสมอ อาจวกกลบทศทางกนทใดทหนง ตรงบรเวณนนจะเกดเปนชองเลกๆ ในผนงเซลล เมอเสนใยแกตวลงบรเวณลเมนและชองเลกๆ ในผนงเซลลจะยบตวลงท าใหใยฝายบดตวเปนเกลยว ซงเปนผลดตอการน าไปปนเปนเสนดายคอปนไดงาย เพราะเกลยวของเสนใยท าใหเกดการยดเกาะกนไดด ยงเสนใยยาวเทาใดจะท าใหงายตอการปนดาย แถมท าใหเสนดายเรยบกวาและมความเหนยวมากกวา

รป 2.8 แสดงผนงเสนใยฝาย[22] พอลเมอรของเสนใยฝายเปนพอลเมอรเชงเสน หนวยทเลกทสดของพอลเมอรของเสนใยฝาย

คอ เซลโลไบโอส (cellobiose) จะประกอบดวยหนวยของกลโคส 2 หนวย เสนใยฝายประกอบดวยเซลลโลสประมาณ 5,000 หนวย นบวาเปนเสนใยทมพอลเมอรทมความยาวมาก และมความยาวประมาณ 5,000 นาโนเมตร และมความหนาประมาณ 0.8 นาโนเมตร หมฟงกชนทส าคญของเสนใยคอ หมไฮดรอกซล (-OH) ซงจะมหมเมธออล (-CH2OH) เนองจากหมเหลานเปนหมฟงกชนทมขวจงท าใหมพนธะส าคญคอ พนธะไฮโดรเจนบรเวณหม -OH ของพอลเมอรทอยใกลๆ จะมแรงวนเดอรวาลส ซงแรงนจะมขนาดนอยมากเมอเทยบกบพนธะไฮโดรเจน

15

H

O

H

HO

H

H

OH

HO

HH

O

H

O

CH2OH

OHCH2

CH2OH

OH

C

C

C

C

C

C

OH

O

C

C

C

C

C

C

OH

OH

O

C

C

C

C

C

C

OH

OOH

OH

OH

OH

C

C

C

C

C

C

O

OHCH2 O

OH

OH

OH

OH

C

C

C

C

C

C

O

C

C

C

C

C

COH

CH2

CH2

รป 2.9 แสดงโครงสรางโมเลกลเซลลโลสและการเกาะเกยวของหนวยโมเลกลซ า cellobiose และพนธะไฮโดรเจน[22]

2.6.2 ลกษณะการจดเรยงตวภายในเสนใย

- บรเวณทเปนสวนทไมเปนระเบยบ (Amorphous Region) เปนบรเวณทสามารถรบน า และความชน ดงนนจะเปนบรเวณทยอมใหสยอมเขาไปไดแตจะเปนสวนทไมแขงแรง - บรเวณทเปนสวนทเปนระเบยบ (Crystalline Region) เปนบรเวณทไมสามารถรบน า และความชน เปนสวนทแขงแรงของเสนใยเนองจากโซโมเลกลเรยงตวเปนระเบยบ การจดเรยงตวของสวนทเปนระเบยบตามแนวแกนเสนใย (Orientation) ท าใหเพมความแขงแรงในดานการทนแรงดงตามแนวแกนเสนใยได

รป 2.10 แสดงลกษณะสวนทเปนระเบยบ (ทจดเรยงตวตามแนวแกนของเสนใย)ไมเปน ระเบยบและสวนทเปนชองวาง[21]

16

2.6.3 สมบตทางกายภาพ

2.6.3.1 ความเหนยว (Tenacity) ความแขงแรงของฝาย เนองมาจากการเรยงตวทดของพอลเมอรทยาว (มคาความเปนผลกประมาณ 70 เปอรเซนต มการสรางตวของพนธะไฮโดรเจนระหวางพอลเมอรทตดกนเสนใยฝายเปนเสนใยทแขงแรงกวาเดมเมอเปยกน า เนองจากการจดเรยงตวใหมอยางชวคราวในสวนทไมเปนระเบยบ การจดเรยงตวทดขน เมอเปยกน ายงผลใหเพมปรมาณของพนธะไฮโดรเจนขนท าใหคาความเหนยวเพมขนประมาณ 5 เปอรเซนต

2.6.3.2 ธรรมชาตของการยดหยนตว เสนใยฝายจะไมมความยดหยนตว เพราะวาเปนเสนใยทมสวนทเปนผลก ดงนนผา

ทท าจากเสนใยฝายจะมการหดตวและเกดรอยยบงาย เนองจากการมสวนทเปนระเบยบมากท าใหไมสามารถจะพบหรอทบเพราะจะท าใหพอลเมอร ขาดออกจากกนท าใหผาฉกขาดงายซงเปนจดออนของพอลเมอรน

2.6.3.3 ธรรมชาตของการดดซมความชน ฝายเปนเสนใยทดดซมความชนไดด เนองจากมหมไฮดรอกซล (-OH) มากมาย

พอลเมอร อยางไรกตามการทน าสามารถแทรกซมจะเปนบรเวณทไมเปนระเบยบเทานน เพราะ วาชองวางภายในของบรเวณทเปนผลกมขนาดเลกกวาโมเลกลของน า การพองตวในน ากเชนเดยว กนจะเกดในบรเวณทไมเปนระเบยบเนองจากการดดซมน าไดดท าใหผสวมใสมความสบายตวและยงท าใหลดปรมาณไฟฟาสถตเนองจากน าเปนโมเลกลมขวสามารถกระจายประจไฟฟาสถตได

2.6.3.4 สมบตความคงทนตอความรอน ฝายมความสามารถทจะถายเทความรอนไดดลดปรมาณความรอนทสามารถจะท า

ลายเสนใยทสะสมอยภายในไดดงนนฝายจงทนตออณหภมสงๆ ไดระดบหนง ส าหรบความรอนทมากเกนไปจะท าใหเสนใยฝายกลายเปนเถาถานและไหมไฟ (โดยไมมการหลอมตว) เนองจากเสนใยไมไดเปนเทอรโมพลาสตก (thermoplastic)

17

2.6.4 สมบตทางเคม 2.6.4.1 เสนใยเมออยสภาวะของกรด

เสนใยฝายจะออนแอ และถกท าลายโดยกรด สภาวะทเปนกรดจะละลายพอลเมอร ของฝายบรเวณอะตอมของ glucoside oxygen (-O-) ทเชอมระหวางกลโคส 2 หนวยทจะสรางเปน cellobiose กรดแรหรอกรดอนนทรย ซงมความเปนกรดแกกวากรดอนทรยจะละลายพอลเมอรอยางรวดเรว

2.6.4.2 เสนใยเมออยสภาวะของดาง ฝายมความทนทานตอดางมากความทนทานของฝายเนองมาจากวาไมมบรเวณทจะ

ท าปฏกรยากบดาง การเมอรเซอรไรซทไมมแรงดง (slack mercerising) จะท าใหเสนใยพองตว เนองจากมการขยายตวตามขวางและหดตวตามยาว การเมอรเซอรไรซโดยมแรงดง (mercerising under tension) จะมการหดตว หรอพองตวนอยมาก การท าเมอรเซอรไรซ (mercerization) เปนการท าใหผาฝายเพมความเงามน ความเหนยว การดดซมและยอมสตดไดงายท าโดยผานลงไปในสารละลายโซดาไฟเขมขน 20 เปอรเซนต ทอณหภมหองนาน 2 นาทแลวสงเขาเครองดงใหผาตง ขณะทเสนใยโดนดางจะพองไมบดตว เมอดภาคตดขวางเสนใยจะมลกษณะกลมและแรงดงจะท าใหโมเลกลเซลลโลสเรยงตวเปนระเบยบมากขน เนองมาจากการเพมขนของพนธะไฮโดรเจน สวนความมนเงาเกดมาจากการจดเรยงตวบนผวหนาของเสนใยทดขนท าใหผวของเสนใยเรยบและคงท

2.6.4.3 เสนใยเมออยสภาวะของสารฟอกขาว สารฟอกขาวส าหรบฝาย มโซเดยมไฮโปคลอไรต (sodium hypochlorite) และ

โซเดยมเปอรบอเรต (sodium perborate) โซเดยมไฮโปคลอไรต สามารถฟอกขาวเสนใยฝายได ณ อณหภมหอง อยางไรกตามโซเดยมเปอรบอเรตจะมประสทธภาพสงกวา เมอซกในสารละลายทมอณหภมสงขน 50 องศาเซลเซยส ในการฟอกขาวจะตองระมดระวงไมใหเกดปฏกรยารนแรงจนท าใหฝายถกท าลาย

2.6.4.4 อทธพลของแสงแดด และมลภาวะทางอากาศตอเสนใย รงสอลตราไวโอเลต ในแสงแดดจะมพลงงานทเรยกวา พลงงานทางแสง-เคม

(photochemical energy) ในขณะทรงสอนฟราเรดจะมพลงงานความรอนซงสามารถจะท าลายเสนใยฝายเมออยในสภาวะทมออกซเจน ความชนในอากาศ ความชนจะมผลในการแตกตวของพอลเมอรในบรเวณผวหนาของเสนใยฝายโดยปฏกรยาไฮโดรไลซส ขนตอไปจะเกดการตดพอลเมอรออกเปนสวนยอยๆ และสดทายพอลเมอรจะถกท าลายอยางสนเชงปกตมลภาวะทางอากาศโดยทวไปจะมสภาพเปนกรดซงจะเรงปฏกรยาการแตกตวใหพอลเมอร

18

2.7 งานวจยทเกยวของ Joubert E. และคณะ (2005)[11] ไดท าการหาปรมาณของ Mangiferin, Isomangiferin และ Hesperidin ดวยเครอง HPLC โดยใชดเทคเตอรแบบ Diode Array Detector พบวาสาร Mangiferin และ Isomangiferin ใหคา λmax ทเหมอนกนท 258, 320 และ 368 nm

พลทรพย สวนเมอง ตลาพนธ และคณะ[12] ไดท าการศกษาการยอมสไหมดวยวสดธรรมชาตในภาคอสานของไทย โดยไดท าการรวบรวมขอมลเกยวกบการยอมสไหมดวยสธรรมชาต 50 ชนด ของชาวบานในภาคอสาน พชและสตวทน ามาเปนสยอม ไดแก ค าแสด จามจร ทองกวาว ครง คราม มะเกลอ สมอไทย ชยพฤกษ มะพราว เปนตน สวนของพชทใหสไดจากเปลอกล าตน แกน ใบเมลด ฝก ผล และเปลอกผล โดยใชสารสม ปนกนหมาก น าดาง น าดาง+ใบโมง น าบาดาล และโคลน สทไดจากการยอมมความหลากหลายขนอยกบชนดและสวนของพชทน ามาใชเปนสยอม เกษสดา ภาวะด นรศรา สมตว และ สดาพร ตงควนช[13] ไดศกษาการยอมสเสนไหมดวยสยอมธรรมชาตจากใบและเปลอกตนยางนา ศกษาเฉดสของเสนไหมทไมเคลอบนาโนซงคออกไซด และเคลอบนาโนซงคออกไซดยอมดวยสจากใบและเปลอกตนยางนา ผลการวจยพบวาคาการดดกลนคลนแสงสงสดของสยอมทไดจากใบยางนาคอ 410 นาโนเมตร และสยอมจากเปลอกยางนาคอ 425 นาโนเมตร เฉดสของเสนไหมทเคลอบนาโนซงคออกไซดใหเฉดสทเขมกวาเสนไหมทไมไดเคลอบนาโนซงค ออกไซด และเมอนาสยอมไปยอมและเตมสารชวยตดสชนดตาง ๆ พบวาเฉดสทไดมความแตกตางกนขนกบชนดของสารชวยตดสและสวนของพชทนามาใชในการยอมกาวเคราะหความเขมสโดยใช Colorimeter พบวาคาความเขมส (K/S) ของเสนไหมทไมเคลอบนาโน ซงคออกไซดแลวยอมดวยสจากใบและเปลอกตนยางนามคาเทากบ 6.73 และ 13.89 ตามลาดบ เสนไหมทเคลอบนาโนซงคออกไซดมคาเทากบ 8.87 และ 19.47 ตามลาดบ เสนไหมทเคลอบนาโนซงคออกไซดมพนผวทขรขระกวาเสนไหมทไมไดเคลอบนาโนซงคออกไซด คาความคงทนของสตอแสงและความคงทนตอการซกลางเฉลยมคาอยในระดบ 4-5

พนธศร มลศร[10] ศกษาผลของเกลอและสารชวยยอมบางชนดตอการดดซบสสกดจากแกนขนนโดยเสนใยฝาย มอรแดนททใชคอ อะลมเนยมและทองแดง ทความเขมขน 0.1-0.5% w/v พบวา การยอมมอรแดนทกอนการยอมสท าใหการดดซบสเพมขนจาก 0.11%o.w.f. เมอไมใชมอรแดนทไปเปน 0.47-0.53% o.w.f. ซงพบวาปรมาณสทไปเกาะเพมขนประมาณ 300-400% การยอมมอรแดนทพรอมยอม สตดเพมขนเปน 0.19-0.24% o.w.f. ประมาณ 100% สวนการยอมมอรแดนทหลงการยอมตดสไมมผลตอการดดซบส

Shanker R. และคณะ[14] ศกษาการยอมสทสกดจากดอก gulzuba ลงบนผาฝายผาไหมและผาขนสตวพบวาการยอมมอรแดนทกอนการยอมสดวยมอรแดนทโลหะ 2-4 เปอรเซนต เปนสภาวะทแสดงวาคาความคงทนดทสดโดยท าใหสตางกนออกไป โดยขนอยกบชนดของมอรแดนท เชน สารสม ใหสเขยวสวาง ทองแดงใหสเขยวตะไคร ดบกใหสมวง

19

ณฐพงษ ค าฟ (2542) [15] ศกษาการยอมสเสนดายฝายดวยสธรรมชาตทสกดจากแกนขนน และเมลดค าแสด โดยใชสารชวยตด คอ คอปเปอรซลเฟต และโปแตสเซยมไดโครเมต ตวแปรทศกษาไดแก อณหภม เวลาและปรมาณสารชวยตด ผลการทดลองพบวา ภาวะทเหมาะสมทสด ส าหรบการยอมแกนขนน คอ การยอมทอณหภม 60° C นาน 60 นาท ใชคอปเปอรซลเฟต สทยอมไดเปนสเหลอง แตการยอมดวยโปแตสเซยมไดโครเมต จะไดสเหลองแกมเขยว สวนการยอมไมใชสารชวยตดทอณหภมหองใหสสวางกวา การทดลองทสภาวะอนๆ แตคณสมบตหลงการยอมดอยกวาการยอมโดยใชสารชวยตด การยอมดวยน ายอมจากเมลดค าแสด ภาวะทเหมาะสมคอ ยอมทอณหภม 65 °C นาน 70 นาท ใชคอปเปอรซลเฟต ไดสเหลองออกเขยว สวนสวนการยอมโดยใชโปแตสเซยมไดโครเมต ไดสผสมเหลอง-เขยวมความสดใสกวา แตการดดซบสนอยกวา