Engineering Plastic

พลาสติกวิศวกรรม Engineering Plastic

       พลาสติกวิศวกรรม คือ โพลิเมอร์สังเคราะห์หรือกึ่งสังเคราะห์ที่ผสมกับสารเติมต่างๆ เพื่อการปรับคุณสมบัติของพลาสติกให้เป็นไปตามที่ต้องการ และนำไปขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ด้วยแม่พิมพ์ การรีด การฉีด การอัด เป็นต้น มีหลายชนิด เช่น ไนล่อน ขวดน้ำดื่ม ฟิล์ม ยางเทียม เสื้อผ้า ส่วนประกอบเรือ แว่นตา อุปกรณ์ภายในรถยนต์ ท่อส่งของเหลว ฯลฯ การเผาทำลายพลาสติกทุกชนิด ไม่ควรเผาในที่โล่งแจ้ง เนื่องจากจะก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ เป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ ผู้ที่ทำงานอยู่ในกระบวนการผลิตพลาสติกทุกชนิดต้องสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันการสูดดมสารพิษอย่างรัดกุมอยู่เสมอ

        สารเติมเพื่อปรับคุณสมบัติพลาสติกวิศวกรรม แบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดใหญ่ ๆ ดังนี้

1. สารเติมคุณสมบัติด้านต่างๆ (Additives) เช่น สารที่ใช้ป้องกัน UV สารที่เติมเพื่อให้ทนความร้อนสารที่เติมเพื่อให้อ่อนตัวยืดตัวมากขึ้น สารช่วยให้ลื่นตัวเพื่อการขึ้นรูป สารเติมเพื่อปรับสี สารป้องกันการเสื่อมอายุเร็ว สารเติมเพื่อขยายตัว เช่น โฟม หรือฟองน้ำ
2. สารเสริมแรง (Reinforcements) เป็นสารที่เติมเพิ่มคุณสมบัติทางกลให้กับพลาสติกหรืออาจเรียกว่า พลาสติกผสม เพื่อเพิ่มคุณสมบัติในการรับแรงของพลาสติกให้ดีขึ้น เช่น พลาสติกเสริมเส้นใยแก้ว พลาสติกไฟเปอร์กลาส เป็นต้น
3. สารเพิ่มเนื้อ (Fillers) เป็นสารเติมที่อยู่ในรูปของสารอินทรีย์หรือสารอนินทรีย์ก็ได้ จุดประสงค์ที่ใช้เติมเพื่อเพิ่มปริมาณเนื้อพลาสติก ช่วยเสริมคุณสมบัติทางกล ช่วยลดความเปราะให้น้อยลง ละช่วยลดต้นทุน

       พลาสติกวิศวกรรมประเภทต่างๆ มีดังนี้

Polyoxymethylene, POM

                  (Cas No. 9002-81-7)                  

       POM เป็นพอลิเมอร์ประเภทเทอร์โมพลาสติกวิศวกรรม มีลักษณะทึบแสง สีขาวขุ่นมัวคล้ายน้ำนม มีค่าความต้านทานแรงดึง และค่าความแข็งตึง ที่สูงมาก มีผิวลื่นเป็นมัน ทนต่อการเสียดสีได้ดี ทนต่อแรงกระแทกแม้อยู่ในอุณหภูมิต่ำมีความแข็งแรงสูง มีการดูดซับน้ำที่ค่อนข้างต่ำทนต่อสารเคมีสามารถสัมผัสกับอาหารได้โดยไม่เกิดการละลายหรือปนเปื้อนนอกจากนี้ยังมีความยืดหยุ่นได้ดีทั้งในที่อุณหภูมิสูงและต่ำจึงทำให้สามารถคงสภาพของรูปทรงที่ดี ซึ่งเป็นจุดเด่นที่เหมาะอย่างยิ่งที่จะนำมาทดแทนโลหะ เช่น อะลูมิเนียม ทองเหลือง สังกะสี เหล็ก ตัวอย่างการนำไปใช้งาน ด้วยสมบัติดังกล่าวโพลิออกซิเมทิลีนจึงนิยมนำมาใช้ผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูง ไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ยานยนต์ เครื่องจักรกล หรือชิ้นส่วนในงานอุตสาหกรรมต่างๆที่มีการเคลื่อนไหวและเสียดทาน เช่น เกียร์ เฟือง ซิป ชิ้นส่วนของปั๊มวาล์ว ลูกกลิ้ง หัวสเปรย์ สปริง โซ่ ตลับลูกปืน ล้อเลื่อน เป็นต้น

การนำไปใช้งาน

       เนื่องจากแผ่น POM นั้นมีความต้านทานต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยมและมีการดูดซับความชื้นที่ต่ำมาก จึงเป็นพลาสติกวิศวกรรมที่ถูกระบุไว้อย่างกว้างขวางว่าเป็นพลาสติกที่ถูกเลือกใช้สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตเบียร์เนื่องจากว่าแผ่น POM มีการดูดซับต่อความชื้นต่ำ จึงถูกแนะนำอย่างมากสำหรับอุตสาหกรรมด้านอาหารโดยได้รับการอนุมัติด้านการบริหารสำหรับอาหารและยา เช่นเดียวกับด้านอุตสาหกรรมทางทะเล  แผ่น POM เป็นวัสดุที่ไม่สามารถดูดความชื้นจากบรรยากาศได้ดังนั้นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสำหรับการใช้งานนั้นจะไม่เกิดการขยายตัวหรือเกิดอาการบวมเนื่องจากการดูดซับของความชื้น

ข้อดี

       1. ไม่มีรูพรุน (Microporosity)

       2. ความแข็งแรงสูง

       3. มีความแข็งมาก

       4. มีเสถียรภาพทางความร้อนสูง

       5. มีคุณสมบัติที่เป็นฉนวนไฟฟ้าได้ดี

       6. มีคุณสมบัติที่เป็นความลื่น

       7. ความต้านทานสูงต่อตัวทำละลาย

       8. มีความต้านทานสูงต่อการแตกร้าวเนื่องจากความเค้น

ข้อเสีย

       แผ่น POM อาจเกิดการกัดกร่อนเนื่องจากกรดได้ มีการยึดเกาะที่ไม่ดี มีการสลายตัวเนื่องจากความร้อนและอ่อนตัวลงอย่างคงที่ ดังนั้นกระบวนการในการทำละลายนั้นมีความยากกว่าคือจะต้องจำกัดค่าดัชนีของออกซิเจนสำหรับพลาสติกที่เล็กที่สุดเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ได้ง่าย

Polytetrafluoroethylene, Teflon (PTFE) 

(Cas No. 9002-84-0)        

       เทฟลอน เป็นพลาสติกวิศวกรรมมีคุณสมบัติพิเศษที่เด่นมาก คือ สามารถทนทานต่อความร้อนได้ดีเยี่ยม โดยที่คุณสมบัติทางกายภาพเชิงกล และไฟฟ้า ไม่เปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิประมาณ 260°C มีความเหนียว ขณะเดียวกันยืดหยุ่นได้ที่อุณหภูมิต่ำ เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เฉื่อยต่อสารเคมี และไม่สามารถละลายได้เลยในตัวทำละลายใดๆเหมาะสมกับการใช้งานที่ต้องทนทานต่ออุณหภูมิสูงๆ อุณหภูมิสูงสุดที่ใช้การทำงานได้อย่างต่อเนื่อง คือ 260°C และสามารถใช้อุณหภูมิสูงกว่านี้ได้ หากรับแรงในระยะสั้น ส่วนอุณหภูมิต่ำที่สุดที่ใช้ได้คือ -290°C

การนำไปใช้งาน

       เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความเหนียว สมบัติทางไฟฟ้าและสมบัติความทนทานต่อความร้อนเป็นพิเศษ เช่น ช้ทำภาชนะในการทดลองทางวิทยาศาสตร์ ใช้หุ้มสายไฟฟ้า สายเคเบิ้ล เป็นฉนวนสำหรับมอเตอร์หม้อแปลงไฟฟ้า ขดลวดไฟฟ้า ใช้เคลือบผิว ภาชนะหุงต้มกันติด ฉนวนกันความร้อน ปั๊ม วาล์ว แบริ่ง อุปกรณ์ซีล ใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไปได้ เช่น หน้าแปลน ซีลบอลวาล์ว ซีลไฮดรอลิกที่รับแรงดันสูง หรือมีความร้อน เช่น ไฮดรอลิกรถแทร็กเตอร์ รถยก เครื่องฉีดพลาสติก เป็นต้น

ข้อดี

1. ไม่ละลายในตัวทำละลายใดๆ
2. ทนทานต่ออุณหภูมิสูง
3. ทนต่อสภาวะแวดล้อม
4. ทนต่อการออกซิไดซ์
5. มีความฝืดต่ำมาก

ข้อเสีย

1. อาจจะเกิดไอพิษได้เมื่อใช้อุณหภูมิที่สูงเกินไป
2. ราคาแพง

Acrylonitrile Butadiene Styrene, ABS

Cas No. 9003-56-9

       พลาสติก ABS เป็นพลาสติกที่สร้างขึ้นมาโดยนำมอนอเมอร์ 3 ชนิดมาผสมและทำปฎิกิริยากัน โดยมอนอเมอร์ทั้ง 3 ชนิด จะส่งผลต่อผลิตภัณฑ์ที่ผลิตออกมามีคุณสมบัติ ดังนี้

• สไตรีน (Styrene) : เป็นมอนอเมอร์ที่เมื่อผสมเข้าไปจะทำให้เนื้อพลาสติกมีความมันเงา สวยงาม และยังทำให้สามารถแต่งตัดรูปได้ง่าย
• อะคริไลไนโตรล์ (Acrylonitrile) : เป็นมอนอเมอร์ที่เมื่อผสมเข้าไปจะทำให้เนื้อพลาสติกมีความสามารถในการทนความร้อนและสารเคมี
• โพลิบิวทาไดอีน (Polybutadiene) : เป็นมอนอเมอร์ที่เมื่อผสมเข้าไปจะทำให้เนื้อพลาสติกสามารถทนต่อแรงกระแทกได้มากขึ้น

ข้อดี

1. แข็งแรงและยืดหยุ่น : จุดเด่นของพลาสติก ABS คือความแข็งแรง ยืดหยุ่น ทนต่อสภาพอากาศ ทนต่อแรงบีบ จึงเหมาะสำหรับการขึ้นรูป รวมถึงเครื่องพิมพ์ 3D
2. ทนอุณหภูมิได้ดี : พลาสติก ABS นั้นมีจุดหลอมเหลวที่สูง ถึง 200°C ~ 250°C จึงทนความร้อนได้สูงกว่าพลาสติกชนิดอื่น แต่ก็เย็นตัวลงได้ช้ากว่าเช่นกัน
3. มีความขุ่น : เมื่อทำการผสมสีเข้าไปในเนื้อพลาสติก จะทำให้สีของผลิตภัณฑ์ขุ่น ไม่โปร่งใส จึงไม่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความโปร่งใส
4. ขึ้นรูป ตกแต่งได้ง่าย : จุดเด่นอีกข้อหนึ่งของพลาสติก ABS คือสามารถขึ้นรูปได้ง่าย

ข้อเสีย

1. หากต้องการความคมของเนื้อชิ้นงาน การเลือกใช้พลาสติกชนิด ABS จะไม่ค่อยเหมาะนัก เพราะพลาสติกชนิดนี้เย็นตัวลงได้ช้า มีความหนืด เมื่อฉีดขึ้นรูป อาจจะทำให้เหลือความโค้งมนเหลืออยู่ จึงไม่เหมาะสมกับงานที่ต้องการงานที่มีความคมของชิ้นงาน
2. ด้วยพลาสติก ABS มีคุณสมบัติที่มีจุดหลอมเหลวได้สูง และเย็นตัวลงช้า ถ้าหากอุณหภูมิลดลงเร็วเกินไป ทำให้ตัวเนื้องานมีโอกาส หดตัว เสียรูปได้
3. มีกลิ่นเมื่อโดนความร้อน พลาสติก ABS จะส่งกลิ่นพลาสติกไหม้ออกมา แต่เมื่ออุณหภูมิลดลงกลิ่นก็จะลดลงเช่นกัน

Polyamide , Nylon

Cas No. 25038-54-4

       เป็นพลาสติก ประเภทเทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) จัดอยู่ในกลุ่มพลาสติกวิศวกรรม ที่ได้จากน้ำมันดิบด้วยกระบวนการพอลิเมอร์ไรเซชัน (polymerization) ของเอไมด์ (amide ,CHONH) และกรดอินทรีย์ มีการเพิ่มสารแต่งเติม (Filler & Additives) ประเภทกราไฟท์และโมลิบเดนั่มไดซัลไฟต์ (Graphite & Molibdenum Disulphite) ทำให้เพิ่มคุณสมบัติให้ดีขึ้น

การนำไปใช้งาน

          การใช้งานของ Nylon กว้างขวางมาก เช่น ใช้ทำแบริ่ง บูช เฟือง ลูกปืน ลูกล้อ ลูกกลิ้ง เกียร์ วาล์ว อะไหล่เครื่องจักร ล้อจักรยานยนต์ ด้ามปากกาลูกลื่น แห อวน ถุงน่องสตรี ถุงเท้า สายไฟ ปลั๊กไฟฟ้า ผมเทียม เส้นใยสิ่งทอ นอกจากนี้ยังใช้ในงานด้านบรรจุภัณฑ์อาหาร โดยผลิตในรูปฟิล์ม

ข้อดี

1. ต้านทานการเกิดรอยต่างๆได้ดี
2. เก็บเสีสยงได้ดีเมื่อได้รับแรงกระแทก
3. ป้องกันการซึมผ่านของไขมันได้ดีมาก
4. มีความยืดหยุ่น และทนการพับงอได้ดี
5. ทนต่อสารเคมีต่างๆได้ดี แต่ไม่ค่อยทนต่อความเป็นกรด-เบส
6. แข็งแรง เหนียว ต้านทานแรงดึง และแรงฉีกขาดได้ดี ทนต่อการกัดกร่อนและการเสียดสี

ข้อเสีย

1. ทนต่อความร้อนได้ไม่ดี
2. การดูดน้ำไม่ดี