องค์ความรู้เพื่อการพัฒนาพื้นที่สูงอย่างยั่งยืน - HKM

เส้นใยกัญชง…กับคุณสมบัติพิเศษ

เส้นใยกัญชง เป็นเส้นใยธรรมชาติที่มีเส้นใยยาวที่สุด และเป็นเส้นใยที่มีคุณภาพและมีความยืดหยุ่น รวมทั้งมีความแข็งแรง และทนทานสูง สามารถใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเป็นผลิตภัณฑ์จากเส้นใยได้หลากหลายมากกว่า 5,000 ชนิด แต่ในประเทศไทยยังมีข้อจำกัดที่ไม่สามารถใช้ประโยชน์จากการปั่นเส้นด้ายเชิงอุตสาหกรรมแบบเส้นใยยาวได้ จึ่งต้องนำเส้นใยยาวเหล่านั้นมาตัดให้สั้นลงและทำการปั่นเส้นด้ายเหมือนกับการปั่นเส้นด้ายจากฝ้าย แต่อย่างไรก็ตามเส้นใยกัญชงก็ยังคงมีคุณสมบัติที่พิเศษอยู่

1.     คุณสมบัติทางกายภาพ

 1) ขนาดภาคตัดขวาง (Cross-sectional size)

รูปร่างหน้าตัดขวางของเส้นใย (Cross-sectional shape) เส้นใยกัญชงที่ผ่านกระบวนการจนได้เส้นใยของทั้งต้นรวมกันเมื่อนำมาตรวจสอบคุณสมบัติทางกายภาพ พบว่า รูปร่างหน้าตัดขวางของเส้นใย

กัญชงมีขนาดโดยเฉลี่ยที่ 10-50 ไมโครเมตร (ค่าเฉลี่ยของขนาดเส้นผมมนุษย์มีขนาดที่ประมาณ 50 ไมโครเมตร) ซึ่งมีการขาดแบบยืดหยุ่นมีลักษณะเป็นปล้อง โดยแสดงในภาพที่ 1 แสดงให้เห็นถึงรูปแบบการรวมตัวกันของเส้นใยซึ่งมีลักษณะเป็นปล้องมีความยาวคงที่ มีขนาดหน้าตัดที่โดยเฉลี่ยที่ 20-40 ไมโครเมตร

ลักษณะผิวภายนอกของเส้นใย (Appearance of fiber) ซึ่งเส้นใยกัญชงมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กที่สุดที่ประมาณ 10 ไมโครเมตร และขนาดใหญ่สุดที่ 120 ไมโครเมตร ดังแสดงในภาพที่ 2 ซึ่ง โดยเฉลี่ยแล้วจะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 10-50 ไมโครเมตร มีลักษณะเป็นปล้อง ระยะห่างปล้องที่ 1-2 มิลลิเมตร ลักษณะพื้นผิวขรุขระ และหยาบ แต่มีการเรียงตัวในแนวยาวต่อเนื่องสม่ำเสมอ ดังภาพที่ 3 และ 4 

โครงสร้างผลึกของเส้นใย (Crystal structure of fiber) เส้นใยกัญชงจากการตรวจสอบเบื้องต้น พบว่ามีซิลิคอนออกไซด์ (Silicon Oxide; SiO2) ในอัตราส่วนมากกว่าร้อยละ 65 ของสารประกอบทั้งหมดของเส้นใยกัญชง ดังแสดงในภาพที่ 5

2. คุณสมบัติทางเคมี

ส่วนประกอบทางเคมี สัดส่วนและปริมาณของธาตุในเส้นใยกัญชง พบว่ามีปริมาณของธาตุซิลิคอน (Silicon; Si) ในปริมาณสูงถึงร้อยละ 71.19 โดยน้ำหนัก หรือคิดเป็นร้อยละ 76.77 โดยอะตอม และมีปริมาณของธาตุออกซิเจน (Oxygen; O) ในปริมาณที่ร้อยละ 28.55 โดยน้ำหนัก หรือคิดเป็นร้อยละ 23.11 โดยอะตอม ส่วนคาร์บอน (Carbon; C) และคลอรีน (Chlorine; Cl) มีปริมาณน้อยมาก คาร์บอน มีปริมาณร้อยละ 0.10 โดยน้ำหนัก หรือคิดเป็นร้อยละ 0.03 โดยอะตอม ส่วนคลอรีนมีปริมาณร้อยละ 0.17 โดยน้ำหนัก หรือคิดเป็นร้อยละ 0.09 โดยอะตอม ดังแสดงในตารางที่ 1 แสดงให้เห็นถึงปริมาณองค์ประกอบหลัก และองค์ประกอบรองของธาตุที่เป็นส่วนประกอบของเส้นใยกัญชง 

3.ศึกษาสมบัติทางกล

   คุณสมบัติในการต้านทานแรงดึงของเส้นใย พบว่า การทดสอบในรูปแบบเส้นใยเดี่ยวของเส้นใยกัญชง ความต้านทานแรงดึงเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 0.62 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตร แต่หากทำการทดสอบในรูปแบบของเส้นใยกลุ่มเทียบตามน้ำหนักของเส้นใยที่ 10 20 และ 30 กรัม จะพบว่าจะให้ค่าความต้านทานแรงดึงเฉลี่ยอยู่ที่ 1.45 1.75 และ 1.95 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตร ตามลำดับ ดังแสดงในตารางที่ 2 

ซึ่งด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เส้นใยกัญชงได้รับความนิยมในประเทศแถบยุโรปอย่างมาก โดยนำมาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ทั้งอุตสาหกรรมสิ่งทอ อุตสาหกรรมยานยนต์ ตลอดจนการนำไปใช้เป็นวัสดุก่อสร้าง สำหรับในประเทศไทยนั้นเส้นใยกัญชงมีโอกาสที่จะสามารถนำมาพัฒนาเป็นวัตถุดิบใหม่ๆ ที่มีคุณสมบัติพิเศษในอุตสาหกรรมที่หลากหลายได้เช่นกัน และยังเป็นพืชเศษฐกิจตัวใหม่ที่มีโอกาสจะสร้างรายได้ให้กับเกษตรกรไทยได้



  เขียน/ เรียบเรียงเรื่องโดย: ดร.รัตญา ยานะพันธุ์ และผศ.ดร. ภาคภูมิ จารุภูมิ