วันพุธที่ 31 สิงหาคม พ.ศ. 2554

เทอร์โมพลาสติก (THERMOPLASTIC) คืออะไร...



เทอร์โมพลาสติก

            วัสดุประเภทเทอร์โมพลาสติกจะอ่อนตัวและหลอมเหลวเมื่อได้รับความร้อนและจะแข็งตัวเมื่อทำให้เย็นลง พลาสติกที่แข็งตัวแล้วสามารถนำมาหลอมซ้ำได้ด้วยความร้อนเทอร์โมพลาสติกจึงเป็นวัสดุที่มีสมบัติเหมาะสมสำหรับการขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ด้วยเทคนิคพื้นฐาน เช่น การฉีด การอัดรีด หรือการปั่นเป็นเส้นใย นอกจากนี้  สมบัติของเทอร์โมพลาสติกที่นำมาหลอมใหม่และขึ้นรูปซ้ำได้ทำให้เกิดประโยชน์จากการใช้วัสดุเศษหรือของเสียจากการผลิต โดยการนำเศษพลาสติกหรือของเสียมาบดและผสมใช้กับเรซินใหม่ อย่างไรก็ดี ข้อควรระวังคือพลาสติกที่ผ่านกระบวนการที่มีความร้อนหลายครั้งสามารถเสื่อมสภาพ หรือทางเทคนิคเรียกว่า Degradation ดังนั้นการนำพลาสติกกลับมาใช้ใหม่ควรใช้ผสมในสัดส่วนที่พอเหมาะเท่านั้น สำหรับผลิตภัณฑ์บางประเภทที่ต้องการสมบัติพิเศษ
(ทางแสง) ควรระวังเรื่องความสะอาดของวัตถุดิบและสิ่งเจือปน เช่น เลนส์ไฟรถยนต์ การใช้วัสดุที่ผ่านกระบวนการผลิตมาแล้วอาจกระทบต่อสมบัติของผลิตภัณฑ์ได้มาก โพลิเมอร์ประเภทเทอร์โมพลาสติกอาจได้จากการสังเคราะห์แบบรวมตัว (addition) หรือควบแน่น condensation ซึ่งเป็นพลาสติกที่ใช้งานทั่วไป ได้แก่ PE, PP, PET, nylon, และ PMMA เป็นต้น

1. โพลีเอทิลีน
            โพลีเอทิลีน (Polyethilene - PE) เป็นสารที่ข้นขาวโปร่งแสงซึ่งได้จากเอทิลีน (CH2=CH2)
โพลีเอทิลีนมีการผลิตขึ้นทั้งในรูปที่มีความหนาแน่นต่ำและสูง โพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE)
มีความหนาแน่นอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.91 ถึง 0.93 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร โมเลกุลของ LDPE
มีแบ็กโบนคาร์บอนที่มีไซด์กรุ๊ปของคาร์บอนสี่ถึงหกอะตอมติดกับแบ็กโบนหลักอย่างสุ่มๆ LDPE
มีการใช้อย่างกว้างขวางเพราะว่าไม่แพง ยืดหยุ่นได้ ทนทานมากและทนต่อสารเคมี LDPE ถูกขึ้นรูปเป็นขวด หีบห่ออาหาร และของเล่น โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) มีความหนาแน่นอยู่ใน
ช่วงตั้งแต่ 0.95 ถึง 0.97 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร โมเลกุลของ HDPE จะมีแบ็กโบนคาร์บอนที่ยาวมากแต่ไม่มีไซด์กรุ๊ป ผลก็คือ โมเลกุลเหล่านี้เชื่อมกันอย่างแน่นหนามากขึ้น HDPE แข็งแรงกว่า แข็งกว่า และโปร่งแสงน้อยกว่าโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ HDPE ใช้ทำถุง ถังน้ำมันรถ หีบห่อและท่อน้ำ
2.โพลีไวนิลคลอไรด์
            โพลีไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl Chloride - PVC) เตรียมได้จากสารอินทรีย์ที่ชื่อว่า
ไวนิลคลอไรด์ (Ch2=CHCl) มีการใช้พีวีซีทำอะมอร์ฟัสพลาสติกอย่างกว้างขวาง พีวีซีมีน้ำหนักเบา ทนทานและกันน้ำได้ อะตอมของคลอรีนที่สร้างพันธะกับแบ็กโบนคาร์บอนในโมเลกุลของพีวีซีทำให้ตัวมันเองมีความแข็งและทนไฟได้ ในรูปที่แข็งตัน พีวีซีจะทนต่อการสึกกร่อนและนำไปทำท่อน้ำ ขอบบ้าน และรางน้ำ พีวีซีแข็งตันยังสามารถนำไปเป่าขึ้นรูปเป็นขวดใสและเครื่องอุปโภคบริโภคอื่นๆ เช่น
คอมแพคดิสค์และเคสคอมพิวเตอร์ พีวีซีสามารถทำให้อ่อนได้ด้วยสารเคมีบางชนิด รูปที่อ่อนของพีวีซีจะใช้เป็นหีบห่ออาหาร ชุดกันฝน พื้นรองเท้า ขวดแชมพู กระเบื้องปูพื้น ถุงมือ เบาะ และอื่นๆ ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ทำจากพีวีซีอ่อนจะผลิตโดยกระบวนการ extrusion, injection molding
และ casting
3.โพลีโพรพิลีน
            โพรลีโพรพิลีนเกิดขึ้นโดยสารประกอบโพรพิลีนและมีกลุ่มเมทิล (CH3) เชื่อมติดกับทุกอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลของแบ็คโบน เพราะว่ารูปปกติของโพลีโพรพิลีนมีกลุ่มเมทิลเหล่านี้อยู่ ทำให้ตัวโมเลกุลจัดเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบและแน่นหนา และทำให้เทอร์โมพลาสติกชนิดนี้มีความทนทานและทนต่อสารเคมี ผลิตภัณฑ์โพลีโพรพิลีนต่างๆ ก็เช่น เชือก เส้นใย กระเป๋าเดินทาง อุปกรณ์ลอยน้ำต่างๆ และสไตโรโฟม
4.โพลีเอทิลีน เทเรฟทาเลท
            โพลีเอทิลีน เทเรฟทาเลท (Polyethylene Terephtalate - PET) ได้จากปฏิกิริยาของกรด
เทเรฟทาลิค (HOOC-C6H4-COOH) และเอทิลีนไกลคอล (HOCH2-CH2OH) ซึ่งทำให้ได้โมโนเมอร์ของ พีอีทีมา โมเลกุลของเอทิลีนจัดเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบมาก ทำให้กลายเป็นวัสดุที่แข็งแรงและทนต่อการถลอกซึ่งจะใช้ผลิตฟิล์มและเส้นใยโพลีเอสเตอร์ พีอีทีจะผลิตโดยกระบวนการ injection molding ให้เป็นที่ปัดน้ำฝน เกียร์ รอก และถาดอาหาร พลาสติกชนิดนี้ยังใช้ทำสิ่งทอหลายยี่ห้อเช่น Dacron, Fibre V, Fortrel และ Kodel ฟิล์ม พีอีทีที่แข็งและใส (ภายใต้เครื่องหมายการค้า Mylar)
จะเคลือบด้วยสารแม่เหล็กเพื่อที่จะใช้ทำเทปอัดเสียงและวีดีโอ
5.อะครีโลไนไทรล์ บิวทาดิอีน สไตรีน ฃ
            อะครีโลไนไทรล์ บิวทาดิอีน สไตรีน (Acrylonitrile butadiene styrene - ABS) สร้างขึ้นโดยใช้โพลีเมอร์สองชนิดก็คือ อะครีโลไนไทรล์ (CH2CHCN) และสไตรีน (C6H5CH=CH2) ซึ่งจะนำมาละลายในยางโพลีบิวทาดิอีน (-CH=CH-CH=CH-)n แล้วโมโนเมอร์เหล่านี้ก็กลายเป็นโซ่โพลีเมอร์โดยเชื่อมติดกับโมเลกุลของยาง
ข้อดีของเอบีเอส      ก็คือวัสดุนี้จะรวมความแข็งและแข็งแรงของอะครีโลไนไทรล์และสไตรีน กับความเหนียวของยางโพลีบิวทาดิอีน แม้ว่าราคาของเอบีเอสที่ผลิตออกมาจะแพงกว่าโพลีสไตรีนถึงเกือบสองเท่า เอบีเอสก็นับได้ว่าเป็นเลิศในความแข็ง ความแวววาว ความเหนียว และสมบัติในการเป็นฉนวน พลาสติกเอบีเอสจะผลิตโดยวิธีการ injection molding เพื่อทำโทรศัพท์ หมวกนิรภัย เครื่องปั่นในเครื่องซักผ้า และข้อต่อท่อน้ำ และผลิตโดยวิธี thermoforming เพื่อทำกระเป๋าเดินทาง รถกอล์ฟ ของเล่น และโครงรถ เอบีเอสยังได้ผ่านกระบวนการ extrusion เพื่อทำท่อน้ำ เพราะว่าข้อต่อสามารถเชื่อมให้สนิทกันด้วยตัวทำละลาย
6.โพลีเมทิล เมทาคริเลท
            โพลีเมทิล เมทาคริเลท (PMMA) รู้จักกันในชื่อของอะครีลิค เกิดจากสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่ชื่อว่าเมทิล เมทาคริเลท (C4O2H8) พีเอ็มเอ็มเอเป็นวัสดุที่ใสที่สุดเพราะว่าโมเลกุลมีการจัดเรียงตัวแบบอะมอร์ฟัส ผลก็คือ เทอร์โมพลาสติกชนิดนี้ใช้ทำเลนส์สายตา กระจกหน้าเครื่องบิน หน้าต่างหลังคา และป้ายโฆษณา ผลิตภัณฑ์พีเอ็มเอ็มเอยี่ห้อที่เป็นที่คุ้นหูคุ้นตาก็เช่น Plexiglas, Lucite และ Acrylite เพราะว่าพีเอ็มเอ็มเอสามารถเข้ากระบวนการ casting เพื่อให้ได้พลาสติกที่เทียบเท่ากับหินอ่อน แล้วก็ใช้ทำอ่าง ฯลฯ

7.โพลีเอไมด์
            โพลีเอไมด์ (Polyamide - PA) หรือที่รู้จักกันในเครื่องหมายการค้าว่า Nylon ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เป็นระเบียบอย่างมาก ทำให้มีความทนต่อแรงตึงสูง โพลีเอไมด์บางชนิดได้จากปฏิกิรียาระหว่าง
กรดไดคาร์บอกซีลิคและไดเอไมน์ (โมเลกุลคาร์บอนที่มีไอออนของ NH2 เกาะอยู่ที่ปลายแต่ละข้าง) เช่น ในไนลอน-6,6 และไนลอน-6,10 (เลขด้านหลังสองตัวหมายถึงจำนวนคาร์บอนอะตอมที่ได้จาก
ไดเอไมน์และกรดไดคาร์บอกซีลิคตามลำดับ) ไนลอนชนิดอื่นๆ จะผลิตโดยกระบวนการ condensation polymerization ของกรดอะมิโนสองชนิด      
            โพลีเอไมด์มีสมบัติเชิงกล เช่น ความทนต่อการถลอก สัมประสิทธิ์ของความเสียดทานน้อย และความทนต่อแรงตึงเทียบได้กับอะลูมิเนียมอัลลอยที่อ่อนกว่า เพราะฉะนั้น ปกติไนลอนจึงใช้ในการทำงานเชิงกลต่างๆ เช่น เกียร์ และ bushing (ปลอกโลหะสำหรับลดผลจากการเสียดสีของอุปกรณ์ในเครื่องจักรหรือลดเส้นผ่านศูนย์กลางของรู) ไนลอนยังผ่านกระบวนการ extrusion molding ให้เป็น
เส้นใยหลายล้านตันทุกปี เส้นใยไนลอนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายได้แก่ ไนลอน-6,6 และไนลอน-6 (ที่เป็นเลขเดี่ยวก็เพราะว่าไนลอนนี้เกิดขึ้นโดยกรดอะมิโนชนิดเดียว) ซึ่งนำไปใช้ทำสิ่งทอ เชือก เอ็นตกปลา แปรง ฯลฯ





****************************************************************
NEXT:  เทอร์โมเซตติง [THERMOSETTING] คืออะไร...
****************************************************************

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็น