Nucleating Agents

           Nucleating Agents คือสารที่มีคุณสมบัติพิเศษในการเหนี่ยวนำให้ Polymers ตกผลึกได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งผลึกที่ได้ก็จะมีขนาดเล็กกว่าปกติ และจัดเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบ ทำให้ Polymers ที่ได้ มีความใสมาก ขึ้นเนื่องจากแสงผ่านโมเลกุลได้ดีกว่าเดิม อีกทั้งยังมีความทรงรูปดีขึ้น และทนความร้อนดีขึ้นด้วย

           สารก่อผลึก โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ ได้แก่

          1. สารก่อผลึกทางเคมี (Chemical Nucleating Agents) ใช้กระบวนการก่อผลึกผ่านกระบวนการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี เช่นการใช้เกลือโซเดียมในการช่วยเร่งการเกิดผลึกของ Polyesters ต่างๆ

          2. สารก่อผลึกทางกายภาพ (Physical Nucleating Agents)  โดยสามารถแบ่งย่อยได้อีกดังนี้

                  2.1 สารก่อผลึกอนินทรีย์ที่นิยมใช้มากที่สุด คือ ทัลค์ (Talc) ซึ่งนิยมนำมาใช้เพื่อเป็นตัวอ้างอิง หรือเปรียบเทียบความสามารถในการก่อผลึกกับสารเติมแต่งชนิดอื่น ๆ

              2.2 สารก่อผลึกอินทรีย์ : สารประเภทนี้ควรเป็นพวกที่มีโมเลกุลต่ำ เพราะทำให้ก่อผลึกได้ดี และก่อผลึกได้ที่อุณหภูมิสูง เช่น Calcium Lactate

 

  กลไกการทำงานของสารก่อผลึก

            Nucleating Agent เป็นสาร Solid Particle ที่มีคุณลักษณะเป็นตัว "ล่อ" หรือ "ดึงดูด" ให้พลาสติกตระกูล Semi Crystallined Polymer (พลาสติกกึ่งผลึก เช่น PP, HDPE, PA, PET) เกิดการเริ่มต้นตกผลึก (Crystallization) โดยใช้ Solid Particle นั้นๆ เป็น "ศูนย์กลาง" ในการเริ่มก่อผลึก (Crystallite) จึงส่งผลถึงขนาด และรูปร่างของ Crystallites

            เมื่อเทียบ Semi Crystallined Polymer ที่ตกผลึกเองโดยธรรมชาติ กับที่ตกผลึกโดยมีสารที่ทำหน้าที่เป็น Nucleating Agent อย่างเหมาะสม จะพบว่าการตกผลึกโดยมี Nucleating Agents นั้นเกิดได้เร็วกว่า และขนาดของ Crystallites ก็จะมีขนาดที่เล็กกว่า, มีจำนวนผลึก (Crystallites) ที่มากกว่าอีกด้วย

 

ข้อดีของสารก่อผลึก

  1. จะทำให้เกิด Crystallites ที่มีขนาดเล็ก และมีขนาดใกล้เคียงกัน ทั้งยังมีปริมาณหนาแน่นมากขึ้น
  2. ทำให้พลาสติกกึ่งผลึกมีความคงขนาดของรูปร่าง (Dimension Stability) ที่ดีขึ้น
  3. ชิ้นงานพลาสติกมีการหดตัวในแต่ละจุดที่ใกล้เคียงกัน ทำให้ปัญหาด้านการบิดงอของชิ้นงานพลาสติก หลังจากปลดออกจากแม่พิมพ์ลดลง
  4. ลดรอบเวลาในการผลิต
  5. เพิ่มคุณสมบัติเชิงกล และความทนทานต่อตัวทำละลายให้กับพลาสติก

ข้อควรระวังของสารก่อนผลึก

  1. ควรใช้สารก่อผลึกในปริมาณที่เหมาะสม