ความรู้เกี่ยวกับพลาสติกเบื้องต้น

Plastic

พลาสติกคืออะไร

พลาสติกเป็นวัสดุที่มนุษย์คิดค้นและประดิษฐ์ขึ้นเพื่อช่วยให้เรามีชีวิตที่สะดวกสบายยิ่งขึ้น ในอดีตเราไม่เคยรู้จักพลาสติกเลยจนกระทั่งกลางศตวรรษที่ 19 วัสดุดั้งเดิมที่มนุษย์ค้นเคยและใช้อยู่ทั่วไปในชีวิตประจำวันในยุคก่อนหน้านี้ล้วนเป็นวัสดุจากธรรมชาติทั้งสิ้นไม่ว่าจะเป็น แก้ว ไม้ กระดาษ โลหะ ยาง หรือ ขนสัตว์ สิ่งเหล่านี้เคยเป็นวัสดุที่ตอบสนองความต้องการของมนุษย์ได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตามมนุษย์ยังคงพยายามค้นหาวัสดุใหม่ๆ มาใช้งานอยู่เสมอ

พลาสติก

พลาสติกจัดเป็นสารประกอบพวกไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง ประกอบด้วยโมเลกุลซ้ำๆ กันต่อกันเป็นโมเลกุลสายยาวๆ ประกอบด้วยธาตุสำคัญ คือ คาร์บอน, ไฮโดรเจน, และออกซิเจน นอกจากนี้อาจมีธาตุอื่นๆเป็นส่วนประกอบย่อย ซึ่งได้แก่ ไนโตรเจน, ฟลูออรีน, คลอรีน, และกำมะถัน เป็นต้น

copolymers

บางครั้งพบว่ามีการใช้คำว่า “พลาสติก”  และ “โพลิเมอร์” ในความหมายเดียวกัน หรือใกล้เคียงกัน แต่คำว่า “โพลิเมอร์” มักหมายถึงวัสดุประเภทพลาสติก ยาง เส้นใย และกาว ส่วนคำว่า “พลาสติก” จะหมายถึงสารผสมระหว่างโพลิเมอร์และสารเติมแต่ง เช่น สี สารพลาสติกไซเซอร์ สารเพิ่มเสถียรภาพ และฟิลเลอร์ ที่ถูกนำมาใช้งานเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปโดยการขึ้นรูปให้มีรูปทรงต่างๆเช่นถัง จาน และช้อนเป็นต้น หากแปลตามรากศัพท์คำว่า โพลิเมอร์ หรือ polymer มาจากคำกรีก 2 คำ คือคำว่า poly แปลว่ามาก และคำว่า mer แปลว่าหน่วย โพลิเมอร์จึงแปลว่า สารที่มีโมเลกุลประกอบด้วยหน่วยซ้ำๆกันต่อกันเป็นสายยาวๆ

 

plastic convert

ประเภทของพลาสติก  แบ่งออกเป็น 2 ประเภท

1.        เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic)

เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) หรือเรซิน เป็นพลาสติกที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดในโลก ได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่อเย็นลงจะแข็งตัวสามารถเปลี่ยนรูปได้ พลาสติกประเภทนี้โครงสร้างโมเลกุลเป็นโซ่ตรงยาว มีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่พอลิเมอร์น้อย มาก จึงสามารถหลอมเหลว หรือเมื่อผ่านการอัดแรงมากจะไม่ทำลายโครงสร้างเดิม ตัวอย่าง พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน มีสมบัติพิเศษคือ เมื่อหลอมแล้วสามารถนำมาขึ้นรูปกลับมาใช้ใหม่ได้ ชนิดของพลาสติกใน ตระกูลเทอร์โมพลาสติก ได้แก่

 

·      โพลิเอทิลีน (Polyethylene: PE) เป็นพลาสติกที่ไอน้ำซึมผ่านได้เล็กน้อย แต่อากาศผ่านเข้าออกได้ มีลักษณะขุ่นและทนความร้อนได้พอควรเป็นพลาสติกที่นำมาใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม เช่น ท่อน้ำ ถัง ถุง ขวด แท่นรองรับสินค้า

 

·      โพลิโพรพิลีน (Polypropylene: PP) เป็นพลาสติกที่ไอน้ำซึมผ่านได้เล็กน้อย แข็งกว่าโพลิเอทิลีนทนต่อสารไขมันและความร้อนสูงใช้ทำแผ่นพลาสติถุงพลาสติกบรรจุอาหารที่ทนร้อน หลอดดูดพลาสติก เป็นต้น

 

·      โพลิสไตรีน (Polystyrene: PS) มีลักษณะโปร่งใส เปราะ ทนต่อกรดและด่าง ไอน้ำและอากาศซึมผ่านได้พอควร ใช้ทำชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้สำนักงาน เป็นต้น

 

·      SAN (styrene-acrylonitrile) เป็นพลาสติกโปร่งใส ใช้ผลิตชิ้นส่วน เครื่องใช้ไฟฟ้า ชิ้นส่วนยานยนต์ เป็นต้น

 

·      ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) สมบัติคล้ายโพลิสไตรีน แต่ทนสารเคมีดีกว่า เหนียวกว่า โปร่งแสง ใช้ผลิตถ้วย ถาด เป็นต้น

 

·      โพลิไวนิลคลอไรด์ (Polyvinylchloride: PVC) ไอน้ำและอากาศซึมผ่านได้พอควร แต่ป้องกันไขมันได้ดีมีลักษณะใส ใช้ทำขวดบรรจุน้ำมันและไขมันปรุงอาหาร ขวดบรรจุเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์ เช่น ไวน์ เบียร์ ใช้ทำแผ่นพลาสติก ห่อเนยแข็ง ทำแผ่นแลมิเนตชั้นในของถุงพลาสติก

 

·      ไนลอน (Nylon) เป็นพลาสติกที่มีความเหนียวมาก คงทนต่อการเพิ่มอุณหภูมิ ทำแผ่นแลมิเนตสำหรับทำถุงพลาสติกบรรจุอาหารแบบสุญญากาศ

 

·      โพลิเอทิลีน เทอร์ฟะธาเลต (Polyethylene terephthalate: PET) เหนียวมากโปร่งใส ราคาแพง ใช้ทำแผ่นฟิล์มบาง ๆ บรรจุอาหาร

 

·      โพลิคาร์บอเนต (Polycarbonate: PC) มีลักษณะโปร่งใส แข็ง ทนแรงยึดและแรงกระแทกได้ดี ทนความร้อนสูง ทนกรด แต่ไม่ทนด่างเป็นรอยหรือคราบอาหาร จับยาก ใช้ทำถ้วย จาน ชาม ขวดนมเด็ก และขวดบรรจุอาหารเด็ก

 

2.        เทอร์โมเซตติงพลาสติก (Thermosetting Plastic)

 

เทอร์โมเซตติงพลาสติก (Thermosetting plastic) เป็นพลาสติกที่มีสมบัติพิเศษ คือทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและทนปฏิกิริยาเคมีได้ดีเกิดคราบและรอยเปื้อนได้ยาก คงรูปหลังการผ่านความร้อนหรือแรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นลงจะแข็งมาก ทนความร้อนและความดัน ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างไม่ได้ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงก็จะแตกและไหม้เป็นขี้เถ้าสีดำ พลาสติกประเภทนี้โมเลกุลจะเชื่อมโยงกันเป็นร่างแหจับกันแน่น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแข็งแรงมาก จึงไม่สามารถนำมาหลอมเหลวได้ กล่าวคือ เกิดการเชื่อมต่อข้ามไปมาระหว่างสายโซ่ของโมเลกุลของโพลิเมอร์(cross linking among polymer chains) เหตุนี้หลังจาก พลาสติกเย็นจนแข็งตัวแล้ว จะไม่สามารถทำให้อ่อนได้อีกโดยใช้ความร้อน หากแต่จะสลายตัวทันทีที่อุณหภูมิสูงถึงระดับ การทำพลาสติกชนิดนี้ให้เป็นรูปลักษณะต่าง ๆ ต้องใช้ความร้อนสูง และโดยมากต้องการแรงอัดด้วย เทอร์โมเซตติงพลาสติก ได้แก่

 

·      เมลามีน ฟอร์มาลดีไฮด์ (melamine formaldehyde) มีสมบัติทางเคมีทนแรงดันได้ 7,000-135,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ทนแรงอัดได้ 25,000-50,000ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ทนแรงกระแทกได้ 0.25-0.35 ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทนความร้อนได้ถึง 140 องศาเซลเซียส และทนปฏิกิริยาเคมีได้ดีเกิดคราบและรอยเปื้อนยาก เมลามีนใช้ทำภาชนะบรรจุอาหารหลายชนิด และนิยมใช้กันมาก มีทั้งที่เป็นสีเรียบและลวดลายสวยงาม ข้อเสียคือ น้ำส้มสายชูจะซึมเข้าเนื้อพลาสติกได้ง่าย ทำให้เกิดรอยด่าง แต่ไม่มีพิษภัยเพราะไม่มีปฏิกิริยากับพลาสติก

 

·      ฟีนอลฟอร์มาดีไฮต์ (phenol-formaldehyde) มีความต้านทานต่อตัวทำละลายสารละลายเกลือและน้ำมัน แต่พลาสติกอาจพองบวมได้เนื่องจากน้ำหรือแอลกอฮอล์พลาสติกชนิดนี้ใช้ทำฝาจุกขวดและหม้อ

 

·      อีพ็อกซี (epoxy) ใช้เคลือบผิวของอุปกรณ์ภายในบ้านเรือน และท่อเก็บก๊าซ ใช้ในการเชื่อมส่วนประกอบโลหะ แก้ว และเซรามิก ใช้ในการหล่ออุปกรณ์ที่ทำจากโลหะและเคลือบผิวอุปกรณ์ ใช้ใส่ในส่วนประกอบของอุปกรณ์ไฟฟ้า เส้นใยของท่อ และท่อความดัน ใช้เคลือบผิวของพื้นและผนัง ใช้เป็นวัสดุของแผ่นกำบังนิวตรอน ซีเมนต์ และปูนขาว ใช้เคลือบผิวถนน เพื่อกันลื่น ใช้ทำโฟมแข็ง ใช้เป็นสารในการทำสีของแก้ว

 

·      โพลิเอสเตอร์ (polyester) กลุ่มของโพลิเมอร์ที่มีหมู่เอสเทอร์ (-O•CO-) ในหน่วยซ้ำเป็นโพลิเมอร์ที่นำมาใช้งานได้หลากหลาย เช่น ใช้ทำพลาสติกสำหรับเคลือบผิว ขวดน้ำ เส้นใย ฟิล์มและยาง เป็นต้น ตัวอย่างโพลิเมอร์ในกลุ่มนี้ เช่น โพลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต โพลิบิวทิลีนเทเรฟทาเลต และโพลิเมอร์ผลึกเหลวบางชนิด

 

·      ยูรีเทน (urethane) ชื่อเรียกทั่วไปของเอทิลคาร์บาเมต มีสูตรทางเคมีคือ NH2COOC2H5

 

·      โพลิยูรีเทน (polyurethane) โพลิเมอร์ประกอบด้วยหมู่ยูรีเทน (–NH•CO•O-) เตรียมจากปฏิกิริยาระหว่างไดไอโซยาเนต (di-isocyanates) กับ ไดออล (diols)หรือไทรออล (triols) ที่เหมาะสม ใช้เป็นกาว และน้ำมันชักเงา พลาสติกและยาง ชื่อย่อคือ PU 

 

 

ประเภทเม็ดพลาสติก

1.        High Density Polyethylene (HDPE)

คุณสมบัติ : เป็นเม็ดพลาสติกโพลีเอธีลีนชนิดที่มีความหนาแน่นสูง มีลักษณะขาวขุ่น ชิ้นงานที่ได้จะทนแรงดึง ทนแรงกระแทก รวมทั้งทนต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม

ประเภทผลิตภัณฑ์ : เหมาะสำหรับนำไปใช้ผลิตท่อ PE ถุงหูหิ้ว ถุงช้อปปิ้ง ขวด-ถังบรรจุสารเคมี ฝาขวด แกลลอนน้ำมันเครื่อง ลังอุตสาหกรรม ลังผลไม้ ลังเบียร์ เป็นต้น

2.        Low Density Polyethylene (LDPE)

คุณสมบัติ : เป็นเม็ดพลาสติกโพลีเอธีลีนชนิดที่มีความหนาแน่นต่ำ มีความทนทาน ต่อสารเคมีที่เป็นกรดและด่าง สามารถนำไปแปรรูปได้ง่าย เป็นฉนวนได้ และไม่มีสารพิษที่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ รวมถึงความสามารถ ในการรับแรงกระแทก และมีความยืดหยุ่นได้ดี

ประเภทผลิตภัณฑ์ : ถุงพลาสติกชนิดต่าง ๆ ทั้งขนาดเล็กที่ใช้บรรจุสินค้าทั่วไป จนถึงถุงขนาดใหญ่ เช่น ถุงอุตสาหกรรม ถุงน้ำแข็ง ถุงบรรจุอาหารแช่เย็น แผ่นฟิลม์ที่ใช้ทำวัสดุกันกระแทก (Air Bubble Sheet) แผ่นฟิลม์ใช้หดรัดสินค้าประเภทต่าง ๆ แผ่นฟิลม์ที่มีขนาด ใหญ่มาก ๆ ที่นำไปใช้ในงานเพื่อการเกษตร เช่น ฟิลม์รองพื้นปูบ่อน้ำเพื่อการ กักเก็บน้ำ ฟิลม์สำหรับเรือนเพาะชำ (Green House)

3.        Linear Low Density Polyethylene (LLDPE)

คุณสมบัติ : เป็น PE ชนิดความหนาแน่นต่ำเชิงเส้นตรง คุณสมบัติจะอยู่ระหว่าง LDPE และ HDPE แต่จะนิ่มและเหนียวมากกว่า LDPE และ HDPE ได้รับการ แปรรูปเป็นฟิลม์ถึง 65%

ประเภทผลิตภัณฑ์ : ผลิตภัณฑ์ฟิลม์ที่มีความใส แข็งแรง ปิดผนึกได้ดี จึงเหมาะสำหรับใช้งานทั่วไป เช่น ถุงผัก ผลไม้ ถุงขนมปัง ฟิลม์ยืดพันพาเลท เป็นต้น 

4.        Polyoxymethylene (POM)

คุณสมบัติ : มีน้ำหนักเบาและเหนียว ทนการเสียดสีดี

ประเภทผลิตภัณฑ์ : อุปกรณ์ชิ้นส่วนทางด้านอุตสาหกรรมเครื่องกลและไฟฟ้า เช่น เฟืองเกียร์ ชิ้นส่วนของเครื่องจักร ระบบท่อ ตัวล็อคเชือก ซิป เป็นต้น 

5.        Polypropylene (PP)

คุณสมบัติ : มีลักษณะขาวขุ่น มีคุณสมบัติเด่นด้านการทนแรงกระแทกสูงโดยเฉพาะ ที่มีอุณหภูมิต่ำ แต่ยังสามารถทรงรูปของชิ้นงานได้ดี

ประเภทผลิตภัณฑ์ : ชิ้นส่วนรถยนต์ อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า Battery Case ลังอุตสาหกรรม ถังใส่สี เป็นต้น

6.        General Purpose Polystyrene (GPPS)

คุณสมบัติ : มีคุณสมบัติเด่นในเรื่องความใส มีความทรงรูปสูง ขึ้นรูปชิ้นงานได้ง่าย

ประเภทผลิตภัณฑ์ : บรรจุภัณฑ์ที่เน้นความใส ตลับเทป กล่องซีดี แผ่นใสสำหรับห่อช่อดอกไม้ ชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องใช้ภายในบ้าน รวมถึงกล่องโฟม-ถาดโฟมบรรจุอาหาร

7.        High Impact Polystyrene (HIPS)

คุณสมบัติ : มีคุณสมบัติเด่นในเรื่องทนแรงกระแทกสูง ขึ้นรูปชิ้นงานได้ง่าย

ประเภทผลิตภัณฑ์ : ชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น case สำหรับทีวี เครื่องปรับอากาศ คอมพิวเตอร์ เป็นต้น อุปกรณ์เครื่องใช้สำนักงาน ของเด็กเล่น สุขภัณฑ์ แก้วและถาดบรรจุอาหาร


Credit: 

1. https://www.mtec.or.th/bio-plastic/what-is-plastic/plastic-usage.html

2. https://www.mtec.or.th/