วันพุธที่ 31 สิงหาคม พ.ศ. 2554

เทอร์โมเซตติง (THERMOSETTING) คืออะไร..



เทอร์โมเซตติง

 โพลิเมอร์ประเภทเทอร์โมเซทแตกต่างจากเทอร์โมพลาสติกที่โครงสร้างเป็นร่างแหหรือเกิด
การเชื่อมโยงกันระหว่างโมเลกุล ซึ่งอาจเป็นผลจากปฏิกิริยาเคมีหรือความร้อน โครงสร้างร่างแห(cross links) จำกัดการเคลื่อนไหวของโมเลกุลโพลิเมอร์ และเมื่อได้รับความร้อนมักจะเสื่อมสภาพ โดยไม่สามารถอ่อนตัว หรือหลอมได้ใหม่ สมบัตนี้ทำให้การนำเทอร์โมเซทกลับมาใช้ใหม่เป็นไปได้ยาก แม้ว่าปัจจุบันจะมีการวิจัยและพัฒนาด้านรีไซเคิลเทอร์โมเซท มากขึ้นก็ตาม

            พลาสติกเทอร์โมเซทได้แก่ ฟินอลิคเรซิน อิพอกซี และโพลิยูรีเทน เป็นต้น พลาสติกหรือเรซินเหล่านี้จะใช้งานหรือผ่านขั้นตอนขึ้นรูป    ในรูปของเหลวที่มีความหนืดต่ำสามารถไหลไปตามแบบหรือแม่พิมพ์ได้ จากนั้นเรซินจะถูกบ่มโดยความร้อนหรือปฏิกิริยาเคมีทำให้เกิดการแข็งตัว เทอร์โมเซทอีกประเภทหนึ่งที่มีความสำคัญมาก คือ อิลาสโตเมอร์ได้แก่ ยางวัลคาไนซ์ ยางสังเคราะห์
และเทอร์โมพลาสติกอิลาสโตเมอร์

            เทอร์โมเซทมักจะต้องการเวลาเพื่อการแข็งตัวมากกว่าเทอร์โมพลาสติก และอาจต้องมีการตกแต่งหลังจากขึ้นรูป แต่สมบัติที่น่าสนใจคือ การหดตัวหลังขึ้นรูปที่น้อยกว่า และสมบัติความทนต่อความร้อนและสารเคมีที่สูงกว่าเทอร์โมพลาสติก

1.โพลียูรีเทน
            โพลียูรีเทนเป็นโพลีเมอร์ที่ประกอบไปด้วยหน่วยย่อยๆของ [-R-OOCNH-R'-]n โดย R และ R' คือกลุ่มแอลคิลที่แตกต่างกัน กลุ่มแอลคิลก็คือกลุ่มของโมเลกุลที่ได้มาโดยการนำอะตอมของไฮโดรเจนของไปจากแอลเคน ซึ่งเป็นไฮโดรคาร์บอนที่ประกอบไปด้วยพันธะเดี่ยวของคาร์บอน
เรซินโพลียูเรเทนส่วนใหญ่จะสร้างพันธะเชื่อมกันระหว่างโมเลกุล และดังนั้นจึงเป็น
เทอร์โมเซตติงพลาสติก แต่อย่างไรก็ตาม ก็ยังมีเรซินโพลียูรีเทนบางชนิดมีการจัดเรียงโมเลกุลเป็นแนวโดยที่ไม่มีการเชื่อมต่อกัน จึงได้เป็นเทอร์โมพลาสติกแทน โมเลกุลของเทอร์โมเซตติงโพลียูรีเทน
จะเชื่อมต่อกันกลายเป็นโมเลกุลใหญ่เดี่ยวๆ เทอร์โมเซตติงโพลียูรีเทนมีการใช้อย่างกว้างขวางในหลายรูปแบบ คือโฟมอ่อนและโฟมแข็ง โฟมโพลียูรีเทนอ่อนเซลล์เปิดจะใช้ในการทำเบาะ ฟูก และหีบห่อ ส่วนโฟมโพลียูรีเทนแข็งจะใช้เป็นฉนวนในตู้เย็น เครื่องแช่แข็ง และบ้าน โมเลกุลของ
เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนมีโครงสร้างโมเลกุลที่เป็นแนวยาว และเป็นผลึกอย่างสูง ซึ่งทำให้เป็นวัสดุที่ทนต่อการถลอก เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทนได้รับการขึ้นรูปเป็นพื้นรองเท้า กันชนรถยนต์ ประตู ฯลฯ

2.ฟีนอลิคส์
            เรซินฟีนอลิค (ฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์) เป็นโพลีเมอร์รุ่นแรกๆที่มีการผลิตขึ้น ซึ่งเริ่มหาได้ใน
เชิงพาณิชย์ในปี 1910 ฟีนอลิคส์ในปัจจุบันนี้เป็นเทอร์โมเซตติงพลาสติกที่มีการผลิตอย่างแพร่หลาย โดยการทำฟีนอล (C6H5OH) มาทำปฏิกิริยากับฟอร์มาลดีไฮด์ (HCOH) พลาสติกฟีนอลิคแข็ง แข็งแรง ไม่เสียค่าใช้จ่ายมากในการผลิต และเป็นตัวต้านทานไฟฟ้าอย่างยอดเยี่ยม เรซินฟีนอลิค
จะสร้างพันธะเชื่อมกันเมื่อได้รับความร้อนและความดันในกระบวนการข้นรูป กระดาษหรือผ้าเรซินฟีนอลิคสามารถนำไปเคลือบผลิตภัณฑ์ต่างๆได้มากมาย เช่น แผงวงจรไฟฟ้า เรซินฟีนอลิคยังนำไปผ่านกระบวนการ compression molding เพื่อขึ้นรูปเป็นสวิทช์ไฟฟ้า กระทะ แผ่นความร้อนและที่จับเตารีด โครงวิทยุและโทรทัศน์ และฐานเครื่องปิ้งขนมปัง

3.เมลามีน-ฟอร์มาลดีไฮด์ และยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์
            เรซินยูเรีย-ฟอร์มาลดีไฮด์ (UF) และเมลามีน-ฟอร์มาลดีไฮด์ (MF) ประกอบไปด้วยโมเลกุลที่สร้างพันธะเชื่อมกันกลายเป็นพลาสติกที่ใสและแข็ง สมบัติของเรซินยูเอฟและเอ็มเอฟคล้ายกับสมบัติของเรซินฟีนอลิค ดังที่ชื่อได้บอกไว้ เรซินทั้งสองตัวนี้ได้จาก condensation polymerization ระหว่าง
ยูเรีย (H2NCONH2) กับเมลามีน (C3H6N6) หรือฟอร์มาลดีไฮด์ (CH2O) ตามลำดับ
            เรซินเมลามีนฟอร์มาลดีไฮด์สามารถขึ้นรูปได้ง่ายในเครื่อง compression molding และ special injection molding พลาสติกเอ็มเอฟสามารถทนความร้อนได้มากกว่า กันรอยขีดข่วนได้มากกว่า และเป็นรอยด่างได้น้อยกว่ายูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ เรซินเอ็มเอฟจะใช้ในการผลิตเครื่องครัว ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิคส์ เครื่องเรือนไม้อัดเคลือบ และติดชั้นของไม้ให้กลายเป็นไม้อัด
            เรซินยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์จะใช้ในผลิตภัณฑ์เช่น ปุ่มเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่จับมีด และจาน นอกจากนั้นแล้ว เรซินยูเอฟจะใช้ทำเสื้อผ้าที่มีสมบัติ drip-dry (แห้งเร็วและไม่ยับเมื่อแขวนตาก) และ wash-and-ware (แห้งเร็วและไม่ต้องรีดหรือรีดเพียงเล็กน้อยก็นำมาใส่ได้เลย) รวมทั้งใช้ในการยึดติดเศษไม้เข้ากับแผ่นไม้เพื่อทำเป็นไม้อัด

4.โพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัว
           โพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัว (Unsaturated polyesters - UP) อยู่ในกลุ่มของโพลีเอสเทอร์
โพลีเอสเทอร์ประกอบด้วยโซ่คาร์บอน [-OOC-C6H4-COO-CH2-CH2]n โพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัวจะสร้างโมเลกุลเชื่อมโมเลกุลระหว่างกันหากนำมาโคโพลีเมอไรซ์ (สร้างโพลีเมอร์ร่วมกับ) ฟสารอินทรีย์มีกลิ่นที่ชื่อว่า สไตรีน เรซินโพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัวปกติจะถูกผสมกับเส้นใยแก้วเพื่อเพิ่มความแข็งแรง
เรซินเหล่านี้เป็นจะเตรียมไว้เป็น bulk molding compound (BMC) และ sheet molding compound (SMC) สารประกอบทั้งสองชนิดอาจจะเสริมด้วยใยแก้วและสารเพิ่มเติมอื่นๆ เอสเอ็มซีจะอยู่ในรูปของแผ่นพลาสติกขนาดใหญ่หรืออาจจม้วนอยู่ซึ่งจะนำไปขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์เช่นพื้นห้องน้ำ ลำเรือเล็ก และวัสดุทำหลังคา บีเอ็มซีจะเป็นก้อนพลาสติกขนาดใหญ่เพื่อเตรียมเข้ากระบวนการ
compression molding เป็นตัวถังรถและส่วนประกอบรถยนต์อื่นๆ

5.อีพอกซี่
            เรซินอีพอกซี่ (Epoxy - EP) ได้ชื่อมาจากกลุ่มอีพอกไซด์ (cyclic-CH2OCH คำว่า cyclic หมายถึงกลุ่มนี้เป็นโมเลกุลรูปห่วงสามเหลี่ยม) ที่ต่ออยู่ท้ายโมเลกุล ออกซิเจนที่อยู่ในโซ่คาร์บอนและกลุ่มอีพอกไซด์ที่อยู่ที่ปลายโซ่คาร์บอนทำให้เรซินอีพอกซี่มีสมบัติที่เป็นประโยชน์มายมาย อีพอกซี่เหนียว ทนต่อการสึกกร่อนมาก และไม่หดตัวระหว่างที่แห้งตัว พันธะที่เชื่อมกันระหว่างโมเลกุล
ของอีพอกซี่จะเกิดขึ้นเมื่อตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำให้แข็งได้ใส่ลงไปทำให้ได้เป็นโครงร่างตาข่ายโมเลกุลสามมิติ เพราะว่าความแข็งแรงของพันธะ เรซินอีพอกซี่จึงใช้เป็นที่เคลือบผิว และสารยึดติด อีพอกซี่มีการใช้งานที่สำคัญในอุตสาหกรรมยานอวกาศ ส่วนประกอบอากาศยานทั้งหมดทำจากอีพอกซี่
อีพอกซี่ใช้ทำผิวปีกของเครื่องบินรบเอฟ-18 และเอฟ-22 รวมทั้งเป็น horizontal stabilizer ของเครื่องบินรบเอฟ-16 และเครื่องบินทิ้งระเบิดบี-1 นอกจากนั้นแล้ว เกือบยี่สิบเปอร์เซนต์ของน้ำหนักเครื่องบินเจ็ทแฮร์เรียร์มีการเสริมรอบตัวถังด้วยกาวอีพอกซี่ เนื่องจากความสามารถในการทนต่อสารเคมีของอีพอกซี่และสมบัติในการเป็นฉนวนที่เยี่ยมยอด ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิคส์เช่น เครื่องถ่ายทอดภาวะกระแสไฟฟ้า (relay) คอยล์ รวมทั้งหม้อแปลงก็มีฉนวนเป็นอีพอกซี่

6.Reinforced Plastics
            Reinforced plastics หรือที่เรียกว่าคอมโพสิท เป็นพลาสติกที่เสริมความแข็งด้วยเส้นใย เกลียวเชือก ผ้า หรือวัสดุอื่นๆ เรซินเทอร์โมเซตติงอีพอกซี่และเรซินโพลีเอสเตอร์ปกติใช้เป็นกาว
โพลีเมอร์ในคอมโพสิท เนื่องจากความแข็งแรงและความง่ายในการหา เส้นใยแก้วจึงใช้เป็นวัสดุเสริมที่ใช้อย่างแพร่หลาย เส้นใยสังเคราะห์อินทรีย์เช่น aramid (โพลีเอไมด์มีกลิ่นที่รู้จักกันในเครื่องหมายการค้า Kevlar) ซึ่งมีความแข็งแรงและแข็งมากกว่าเส้นใยแก้ว แต่ก็แพงกว่าเช่นกัน
เครื่องบินโบอิ้ง 777 นำคอมโพสิทน้ำหนักเบาไปใช้อย่างมาก ผลิตภัณฑ์อื่นๆที่ทำจากคอมโพสิทก็เช่น ลำเรือ ตัวถังรถ ไม้เทนนิส ไม้กอล์ฟ และเจ็ทสกี

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็น