ทำความรู้จักกับ Plastic

จากที่เกริ่นไปในคราวก่อนๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติหรือความรู้อีกอย่างที่จำเป็นอย่างมากสำหรับ Design Engineer ที่จะต้องมีเพื่อใช้สำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ (Product Design) คือ ต้องรู้จักคุณสมบัติต่างๆ ของวัสดุหรือ material เข้าใจข้อดี ข้อเสีย หรือข้อจำกัดในการนำไปแปรรูป หรือเรียกรวมๆ ว่า สามารถเลือกใช้วัสดุมาใช้ได้อย่างเหมาะสม (Material selection)

สำหรับวันนี้จะเริ่มที่พื้นฐานนั่นคือการรู้จักเกี่ยวกับวัสดุและคุณสมบัติพื้นฐาน เนื่องจากตัวเจ้าของ blog เองมีความสนใจและความรู้ในด้านการออกแบบชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับพลาสติกมากกว่าแบบอื่น จึงขอเริ่มด้วยการพูดถึงพลาสติกก่อน แล้วจะนำเรื่องเกี่ยวกับวัสดุประเภทอื่นๆ มานำเสนอในบทความต่อๆ ไป

พลาสติกแบ่งเป็นประเภทอะไรบ้าง (Type of plastic)

  1. เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) เป็นพลาสติกที่มีความสามารถในการนำกลับมาใช้ได้ใหม่ที่ดี เพราะจะหลอมละลายเป็นของเหลวหลังจากถูกความร้อน และกลับสู่สภาพแข็งตัวอีกครั้งเมื่อเย็นลง ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพลาสติกประเภทนี้เช่น ขวดน้ำ ภาชนะในครัวเรือนที่เป็นพลาสติก เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) แบ่งตามโครงสร้างได้ 2 ชนิด

Thermoplastic_Pyramid

Image: http://www.tprc.nl/?page=show&pageid=48

      • แบบมีผลึก (Partial crystalline Thermoplastics หรือ Crystalline) การเรียงตัวของโมเลกุลเป็นระเบียบและอยู่ใกล้ชิดกัน ทำให้พลาสติกมีความแข็งแรงสูง ทนความร้อนได้ดี แต่เนื้อพลาสติกจะมีความขุ่น ตัวอย่างของพลาสติกประเภทนี้คือ PE, PP, POM, PTFE, PETP
      • แบบไม่มีผลึก (Amorphous Thermoplastic) การเรียงตัวของโมเลกุลไม่เป็นระเบียบและอยู่ห่างกัน ทำให้พลาสติกมีความแข็งแรงที่น้อยกว่า ทนความร้อนได้น้อยว่า แต่เนื้อพลาสติกจะใสกว่า เมื่อเทียบกับแบบ Crystalline ตัวอย่างของพลาสติกประเภทนี้คือ PS, SB, ABS, SA, PMMA, PVC, PC

  1. เทอร์โมเซตติ้ง (Thermosetting) โมเลกุลจะเรียงตัวกันเป็นเส้นและเกาะกันเหมือนตาข่าย พลาสติกประเภทนี้จะมีรูปร่างที่ถาวรเมื่อผ่านกรรมวิธีการใช้ความร้อน แรงอัด หรือการหล่อขึ้นรูป จะไม่สามารถนำกลับมาหลอมละลายเพื่อนำมาใช้ใหม่อีกครั้ง ตัวอย่างของพลาสติกประเภทนี้คือ Phonemic, Melamine, Polyester Eposey, Resin ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพลาสติกประเภทนี้เช่น ถ้วยชาม Melamine ที่จับของพวกเครื่องใช้ไฟฟ้า

thermoplastic-thermosetting

  1. อีลาสโตเมอร์ (Elastomer) เป็นพลาสติกที่มีคุณสมบัติของ ความแข็ง และการยืดตัวที่ขึ้นกับอุณหภูมิ ถ้าอยู่ที่อุณหภูมิห้องจะมีคุณสมบัติเป็นเทอร์โมเซตติ้ง (Thermosetting) แต่ถ้าอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์องศาจะมีคุณสมบัติเป็นเทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) แบบ Amorphous พลาสติกประเภทนี้จะไม่สามารถนำมาใช้ได้ใหม่ถ้าผ่านกรรมวิธีการผลิตไปแล้ว ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพลาสติกประเภทนี้เช่น ยางรถยนต์

คุณสมบัติโดยทั่วไปของพลาสติก (Properties of plastic)

  1. ความหนาแน่นต่ำ โดยค่าทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.9 – 1.4 g/cm3
  2. ความสามารถในการทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี ทนกรด ด่าง สารละลายต่างๆ ได้ จะสลายตัวที่อุณหภูมิ 100 – 250 องศาเซลเซียส
  3. เป็นฉนวนไฟฟ้า
  4. คุณสมบัติทางกายภาพเช่น มีความแข็งแรง เหนียว และยืดหยุ่น

บทความต่อๆ ไปจะพูดเกี่ยวกับการนำพลาสติกไปใช้งาน ประเภทและคุณสมบัติของพลาสติก ตอน 1