คุณสมบัติของพลาสติกPlastic ชนิดต่างๆ
|
พลาสติก คือ อะไร พลาสติก คือ สารประกอบอินทรีย์ที่สังเคราะห์ขึ้น เพื่อใช้แทนวัสดุธรรมชาติ (จาก http://th.wikipedia.org และพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน) หรือ หากอธิบายลงลึกไปในทางวิทยาศาสตร์ พลาสติกคือ สารประกอบของไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงประกอบด้วย โมเลกุลซ้ำๆต่อกันเป็นโมเลกุลสายยาวๆประกอบด้วยธาตุสำคัญ คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน นอกจากนี้อาจมีธาตุอื่นๆเช่น ส่วนประกอบย่อย ซึ่งได้แก่ ไนโตรเจน ,ฟลูออรีน,คลอรีน และกำมะถัน เป็นต้น ที่มา หรือ ประวัติศาสตร์ของพลาสติก
พลาสติกเป็นวัสดุสังเคราะห์ที่มนุษย์รู้จักมานานกว่า 130 ปี พลาสติกเกิดมาในศตวรรษที่ 18 มนุษย์รู้จักใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาเคมี และทำพลาสติกขึ้นมาใช้เป็นครั้งแรก เมื่อ ค.ศ. 1868 โดย “จอห์น เวสลีย์ ไฮแอท (John Wesley Hyatt) นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน โดยมีจุดเริ่มต้นจาก ต้องการหาวัสดุเพื่อทำลูกบิลเลียดเพื่อนำมาแทนงาช้าง ซึ่งมีราคาแพง โดยวัสดุที่มาแทนนั้น คือ ไนไตรเซลลูโลส
พลาสติกทำมาจากอะไร พลาสติกทำมาจาก น้ำมันดิบ,ก๊าซธรรมชาติ โดยการกลั่นน้ำมันดิบออกมาเป็น Ethylene ,Propylene เป็นต้น แล้วเอาผลิตเป็น HDPE,LLDPE,LDPE โดย 4% ของปริมาณน้ำมัน เอามาทำพลาสติก HDPE วิธีทำพลาสติก คือ นำมาผ่านกระบวนการ crack แล้วทำออกมาเป็นเม็ด เรียกว่า Plastic Granules แล้วเอาเข้าเครื่องจักรกลสำหรับฉีด หรือเป่าเม็ดพลาสติก ออกมาเป็น ฟิล์ม นำไปผลิตเป็นถุงพลาสติก หรือ นำไป molding (เป่า)ฉีดเป็นรูปร่างต่างๆ เช่น ขวดน้ำ,ถาดสำหรับใส่อาหาร,ชิ้นส่วนรถยนต์ เป็นต้น
คุณสมบัติ/ลักษณะของพลาสติกแต่ละประเภท ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene เป็นพลาสติกที่มีคุณสมบัติคล้ายโพลิสไตรีน หรือ PS แต่ทนสารเคมีดีกว่า เหนียวกว่า โปร่งแสง ใช้ผลิตถ้วย ถาด อุปกรณ์ไฟฟ้า,ชิ้นส่วนรถยนต์,เครื่องกรองเลือด,อุปกรณ์กีฬา,ท่อส่งก๊าซ, พลาสติกชนิดนี้ถูกใช้เป็นวัสดุสำหรับเคส (Case) หรือ ตัวห่อหุ้มสินค้าภายนอก เครื่องโทรศัพท์,คีย์บอร์ดคอมพิวเตอร์ จึงถูกนำมาทำเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ คอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค โทรศัพท์มือถือ โทรทัศน์ ไดร์เป่าผม หรือแม้แต่ของเด็กเล่นอย่างตัวต่อเลโก้ (lego) และเหมาะสำหรับผลิตสิ่งของที่ต้องใช้งานกลางแจ้ง และงานตกแต่ง เช่น หมวกกันน็อค ,แผงหน้าคอนโซลรถยนต์ และอุปกรณ์ประดับยนต์ด้านในตัวรถ เนื่องจากโครงสร้างของ ABS เกิดจากการทำ ปฏิกิริยาของโมโนเมอร์ 3 ชนิด ได้แก่ Styrene (สไตรีน) ,Acrylonitrile (อะคริโลไนไตรล์) และ Polybutadiene (โพลีบิวทาไดอีน) โดยโมโนเมอร์แต่ละตัวมีคุณสมบัติที่โดดเด่น แตกต่างกันได้แก่ Styrene ทำให้พื้นผิวเป็นมันเงา ตัดแต่งวัสดุได้ง่าย,,Acrylonitrile ทนต่อความร้อนและสารเคมี และ Polybutadiene ทนต่อแรงกระแทก ซึ่งผู้ผลิต ABS สามารถปรับเปลี่ยนสัดส่วนของ โมโนเมอร์ทั้ง 3 ชนิดเพื่อให้ได้คุณสมบัติอย่างที่ต้องการ SAN/AS Styrene-acrylonitrule เป็นโพลิเมอร์ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อให้มีคุณสมบัติในการทนต่อความร้อน แต่เหนียวกว่าโพลิสไตรีน และยังคงคุณสมบัติของโพลิสไตรีนที่ดีไว้ได้ เช่น ความแข็ง และโปร่งใส การใช้งานจะคล้ายคลึงกับโพลิสไตรีนแต่จะใช้ในกรณีที่ต้องการคุณสมบัติอื่นที่ดีกว่า เช่น จุดหลอมตัวที่สูงกว่า SAN มักถูกนำมาผลิตเป็น ชิ้นส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องมือ และเครื่องใช้ในครัวที่มีคุณภาพสูง HDPE High density polyethylene พลาสติกชนิด HDPE มีโครงสร้างทางเคมีที่เป็นกิ่งสาขาน้อย จึงมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลค่อนข้างสูง มีความแข็งแรง มีสีขาวขุ่น โปร่งแสง สามารถนำกลับมาหลอมใช้ได้ใหม่ เป็นพลาสติกที่ได้รับ สัญลักษณ์เลข 2 ทนทานต่อสารเคมี และตัวทำละลาย หลายชนิด จึงเหมาะสำหรับนำมาทำ บรรจุภัณฑ์ต่างๆ เช่น ขวดน้ำดื่ม ,ของเด็กเล่น,เครื่องใช้ในบ้าน,เชือก,แห,อวน,ฉนวนไฟฟ้า,ถุงหูหิ้ว,ถุงขยะ,ท่อน้ำมัน,ชิ้นส่วนรถยนต์,ชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้า LDPE Low Density Polyethylene เป็นโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ ที่ผลิตโดยใช้แรงดันสูง มีความเหนียวและยืดหยุ่นได้ดี ทนต่อการกรอบแตก มีความนิ่ม แต่ใสไม่เท่าพลาสติกชนิด PP (Polypropylene) มีความแข็งแรงทนทานน้อยกว่า HDPE และทนความร้อนได้ไม่มาก แต่ทนสารเคมีได้ดี ทนอุณหภูมิสูงถึง 80 องศาเซลเซียส และทนอุณหภูมิสูงถึง 95 องศาเซลเซียส ในช่วงสั้นๆได้ แต่ไม่สามารถทนอุณหภูมิสูงในหม้ออัดไอน้ำได้ เท่า PP โดยพลาสติกชนิดนี้เริ่มหลอมตัวที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส และทนความเย็นได้ถึง -50 องศาเซลเซียส LDPE มีสีขาว ลักษณะขุ่น โปร่งแสง มีความลื่นมันในตัว มีความเหนียวและยืดหยุ่น เหมาะสำหรับผลิตแผ่นฟิล์มต่างๆ เช่น ถุงเย็น ,ถุงก็อปแก็ป,ของเด็กเล่น,ถุงซิป ,ฉนวนหุ้มสายไฟ,สายเคเบิ้ล, ขวดพลาสติกชนิดบีบได้ เช่น ขวดน้ำเกลือ ,หลอดยาสีฟัน และ LDPE มีเครื่องหมายสัญลักษณ์ในการใช้ recycle คือ หมายเลข 4 LLDPE Linear Low Density Polyethylene เป็นพลาสติกโพลีเอทิลีนหนาแน่นต่ำเชิงเส้น คุณสมบัติจะอยู่ระหว่าง LDPE และ HDPE แต่จะนิ่ม และเหนียวกว่า LDPE และ HDPE ตอบสนองการใช้งานหลายประเภท เช่น งานฟิล์ม งานฉีด งานเข้าแบบ และงานหมุนเข้าแบบ แต่ได้รับการแปรรูปเป็นฟิล์มถึง 65% ใช้ทำฟิล์ม,ฟิล์มหด (shrink film) ถุงบรรจุสิ่งของที่มีน้ำหนักสูง ถุงบรรจุเสื้อผ้า ,และมักถูกใช้งานที่อุณหภูมิต่ำๆ เช่นบรรจุอาหารแช่เย็น หรือ แช่แข็ง ,นำมาทำท่อน้ำ , เคลือบสายไฟ และของเด็กเล่น PE Polyethylene เป็นเทอร์โมพลาสติก มีคุณสมบัติที่สำคัญคือ เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี , มีความเหนียว และทนทานต่อแรงดึงปานกลาง พวกที่มีความหนาแน่นต่ำจะใสมากแต่จะขุ่นเมื่อความหนาแน่นสูง ปกติจะไม่ละลายในตัวทำละลายใดๆ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงกว่า 70 C จะเริ่มละลาย PE ได้ถูกจำแนกเป็นหลายชนิด ตัวหลักๆ ที่ใช้กันมากคือ LDPE , LLDPE , MDPE , HDPE การใช้งานของ PE กว้างขวางมาก ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ เช่น ขวด ,แผงบรรจุยา , และสายน้ำเกลือ , ชิ้นส่วนรถยนต์ ,เชือก , แห , อวน , ถุงพลาสติก,ท่อและรางน้ำ,เครื่องใช้ในครัวเรือน ,ของเด็กเล่น , ฉนวนหุ้มสายไฟ , สายเคเบิ้ล , ดอกไม้พลาสติก , เคลือบหลังพรม , ผ้าใบพลาสติก , แผ่นฟิล์มสำหรับการบรรจุหีบห่อ , แผ่นฟิล์มที่ใช้ในการเกษตร PET/PETP Polyethylene terephthalate PET เป็นพลาสติกที่เกิดจากโมโนเมอร์หลายๆตัว นอกจากนั้นยังเป็นไฟเบอร์สังเคราะห์ที่ใช้ในการผลิตบรรจุภัณฑ์ต่างๆ ทั้งยังมีคุณสมบัติเป็นพลาสติกกึ่งแข็งไปจนถึงของแข็งโดยการปรับความหนา,มีน้ำหนักเบา ,หากนำ PET มาขึ้นรูปเป็นขวด ก็จะได้ขวดที่มีน้ำหนักเบา ไม่แตก เพราะมีความเหนียวและทนทาน มีการยืดหยุ่นต่อแรงกระแทก และไม่แตกเมื่อถูกแรงกดดัน และPET ยังเป็นพลาสติกที่แก๊สซึมผ่านได้ยากกว่าพลาสติกราคาถูก ,ดังนั้น จึงถูกนำมาบรรจุเป็นขวดน้ำอัดลม,น้ำดื่ม,น้ำผลไม้,เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ โดย PET มีสัญลักษณ์สำหรับการใช้ recycle คือ หมายเลข 1 ในกรณีสิ่งทอ PET ซึ่งมักถูกเรียกว่าเป็น Polyester โดยถูกใช้งานในรูปของเส้นใยสังเคราะห์เป็นส่วนใหญ่ แต่มีข้อเสียคือ ฝุ่น และสิ่งสกปรกเกาะติดได้ง่าย ดูดซับเหงื่อได้ไม่ดี จึงนิยมนำไปผสมกับผ้าฝ้าย POM Polyoxymethylene เป็นพลาสติกที่มีความแข็งแรง และทนความร้อน ,มีน้ำหนักเบา และเหนียว ไม่อมความชื้น และทนกระแสไฟฟ้าได้ จึงใช้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า นอกจากนั้น ปอมเหมาะกับการใช้งานแทนเหล็ก,งานเฟืองของเครื่องจักร, ชิ้นส่วนของเครื่องจักร เพื่อทำให้ชิ้นงานมีน้ำหนักเบา PP Polypropylene PP เป็นพลาสติกประเภทเทอร์โมพลาสติกที่เบาที่สุด และมีความแข็ง ความเปราะ และแตกง่ายน้อยกว่า HDPE ,ทนต่อแรงกระแทก ทนทานต่อการขีดข่วน ไม่เสียรูปง่าย ไอน้ำและ ออกซิเจนซึมผ่านได้น้อย ลักษณะของ PP คือ ขาวขุ่น หากไม่ผสมสี ไม่ทึบและไม่ใส ทึบแสงกว่า PE แต่ไม่ใสเท่า PS PP มีจุดหลอมตัวที่ 165 องศาเซลเซียส ,ทนความร้อนสูง สามารถทนอุณหภูมิในการฆ่าเชื้อ (สามารถผ่านกระบวนการสเตอริไลซ์ได้ ในอุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส) ดังนั้น จึงนิยมนำมาทำเป็นพลาสติกสำหรับใช้งานในทางการแพทย์ หรือห้องปฏิบัติการเพราะทนต่อความร้อนสูง สามารถนำไปอบฆ่าเชื้อในหม้อนึ่งอบความดันได้ สามารถนำไปผลิตเป็นภาชนะบรรจุอาหาร และยังสามารถนำเข้าเครื่องล้างจานอัตโนมัติได้ และภาชนะบรรจุอาหารสำหรับไมโครเวฟได้ นอกจากนั้น PP ยังถูกนำไปผลิตเป็นฉนวนไฟฟ้าได้ดีมาก ทนต่อสารเคมี PP ได้ถูกนำไปใช้งานอย่างกว้างขวาง เช่น เครื่องมือ กระเป๋า ปกแฟ้มเอกสาร ตลับเครื่องสำอาง ถุงร้อน ฟิล์มใส กระสอบข้าว ถุงบรรจุปุ๋ย พลาสติกหุ้มซองบุหรี่ เชือก แห อวน ฯลฯ PP มีสัญลักษณ์ในการ Recycle หมายเลขที่ 5 PS Polystyrene พลาสติกที่ผลิตขึ้นมาจากสไตรีนโนโมเมอร์ มีน้ำหนักเบาที่สุด ในพลาสติกชนิดแข็ง มีความคงรูปดี แต่เปราะ สามารถทำเป็นสีต่างๆได้ และยืดหยุ่นได้จำกัด PS นำมาผลิตเป็นแก้วโฟมที่ใช้แล้วทิ้ง ,จาน-ถาดพลาสติกใส่อาหาร ,วัสดุช่วยพยุงในลอยน้ำ,ฉนวนกันความร้อน,ไม้บรรทัด,ไม้แขวนเสื้อ แต่อย่างไรก็ดี PS เป็นสารที่ถูกสงสัยว่าก่อให้เกิดมะเร็ง หากเป็น GPPS จะเป็นพวก General Purpose PolyStyrene เป็นพวกใช้งานทั่วๆไป ซึ่งปกติแล้ว ps จะไม่สามารถรับน้ำหนักได้มาก เพราะเปราะ หากเป็น HIPS หรือ High Impact Polystyrene เป็น PS ที่ได้จากการเติมสารเติมแต่งบางอย่าง หรือการผสมกับพวกยาง เหมาะสำหรับใช้งานที่ต้องรับแรงกระแทก แต่จะเสียความใส และอุณหภูมิใช้งานจะต่ำลง เหมาะสำหรับงานตู้เย็น , เรือนตู้โทรทัศน์ , วิทยุ , เฟอร์นิเจอร์ , ของเด็กเล่น PVC Polyvinyl chloride พีวีซี เป็นพลาสติกที่มีการใช้งานอย่างกว้างขวาง มีความยืดหยุ่นสูง มีคุณสมบัติที่สำคัญคือ เมื่อติดไฟจะดับได้ด้วยตัวเอง ป้องกันไขมันได้ จึงนำไปทำเป็นขวดบรรจุน้ำมัน และไขมัน ในการปรุงอาหาร ขวดน้ำมันพื้น แผ่นพลาสติกห่อเนยแข็ง ,ทำแผ่นแลมิเนตชั้นในของถุงพลาสติก เนื่องจาก PVC เป็น พลาสติกที่แข็งแต่เปราะ และสลายตัวได้ง่าย เมื่อได้รับความร้อน หรือ เมื่ออยู่ภายใต้แสงแดดเป็นเวลานาน จึงมีการเติมสารเติมแต่ง (Additives) ลงไป เช่น สารเพิ่มความคงตัว (stabilizer) สารเพิ่มความยืดหยุ่น (plasticizer) ลงไปเพื่อให้มีคุณสมบัติตามที่ผู้ผลิตต้องการ ทำให้ PVC กลายเป็นพลาสติกที่มีความแข็งแรง ทนร้อน ทนไฟ ได้ดีกว่าและคงทนกว่า พีวีซี เป็นพลาสติกที่มีการใช้งานอย่างกว้างขวางจึงสามารถพบพลาสติกชนิดนี้ได้รอบตัว อาทิเช่น ของใช้ในบ้าน พีวีซี ใช้ทำท่อน้ำ ท่อพีวีซี ข้อต่อ ฉนวนหุ้มสายไฟ สายเคเบิ้ล แผ่นพลาสติก ฟิล์ม หนังเทียม รองเท้า บัตรเครดิต ทำจานแผ่นเสียง อุปกรณ์รถยนต์ ขวดพลาสติก ของเด็กเล่น อนึ่ง พีวีซี บางครั้งถูกเรียกว่า “ไวนิล” และ PVC มีสัญลักษณ์ในการ Recycle หมายเลขที่ 3 สำหรับอุตสาหกรรมพลาสติกในประเทศไทย เริ่มมีมาตั้งแต่ประมาณ พ.ศ. 2500 ต่อมาปี 2506 มีการก่อตั้งโรงงานอุตสาหกรรมผลิต “ผลิตภัณฑ์พลาสติกขนาดใหญ่ขึ้น แต่ยังคงต้องนำเข้าเรซินจากต่างประเทศเช่นกัน ต่อมา ปี 2514 ไทยสามารถผลิต PVC ได้เองเป็นชนิดแรก
|