หน่วยที่1

สื่อการเรียนรู้ หน่วยที่1

พลาสติกและประเภทของพลาสติก

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

พลาสติกจัดเป็นสารประกอบพวกไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง ประกอบด้วยโมเลกุลซ้ำ ๆ กันต่อกันเป็นโมเลกุลสายยาวๆ ประกอบด้วยธาตุสำคัญ คือ คาร์บอน, ไฮโดรเจน, และออกซิเจน นอกจากนี้อาจมีธาตุอื่น ๆเป็นส่วนประกอบย่อย ซึ่งได้แก่ ไนโตรเจน, ฟลูออรีน, คลอรีน, และกำมะถัน เป็นต้น

ความหมายของพลาสติก

พลาสติก (plastic) คือ วัสดุสังเคราะห์ที่ประกอบไปด้วยธาตุคาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และคลอรีน มารวมตัวเป็นโมเลกุล ในรูปของผง เม็ด หรือของเหลว การขึ้นรูปพลาสติกทำได้หลายวิธี เช่น ฉีด เป่า อัด รีดและเทลงแบบ เนื่องจาก 1 โมเลกุลมีธาตุประกอบอยู่หลายชนิดจึงทำให้คุณสมบัติของพลาสติกมีหลากหลาย เช่น อ่อนนุ่ม ยืดตัว เหนียวทนทาน แข็ง เปราะ เบา กันนน้ำ ทนร้อน ทนสารเคมี ทนการสึกกร่อน ลื่นตัว เป็นฉนวนไฟฟ้า ฯลฯ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของธาตุต่าง ๆ ที่มีอยู่ในพลาสติกชนิดนั้น พลาสติกที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมแบ่งออกได้ 2 ประเภท คือ

1. เทอร์โมพลาสติก หรือ พลาสติกอ่อน (Thermoplastic)

เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) หรือเรซิน เป็นพลาสติกที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดในโลก ได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่อเย็นลงจะแข็งตัว สามารถเปลี่ยนรูปได้ พลาสติกประเภทนี้โครงสร้างโมเลกุลเป็นโซ่ตรงยาว มีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่พอลิเมอร์น้อยมาก จึงสามารถหลอมเหลว หรือเมื่อผ่านการอัดแรงมากจะไม่ทำลายโครงสร้างเดิม เมื่อชำรุดหรือเลิกใช้งานสามารถนำมาบดและขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ได้ ตัวอย่าง พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน มีสมบัติพิเศษคือ เมื่อหลอมแล้วสามารถนำมาขึ้นรูปกลับมาใช้ใหม่ได้ ชนิดของพลาสติกใน ตระกูลเทอร์โมพลาสติก ได้แก่

  • โพลิเอทิลีน (Polyethylene: PE) มีลักษณะขุ่นและทนความร้อนได้พอควร เป็นพลาสติกที่นำมาใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม สังเคราะห์ได้จากการกลั่นน้ำมัน

ลักษณะทั่วไป : น้ําหนักเบา อ่อน พับงอได้ ทําเป็นสีต่าง ๆ ได้

คุณสมบัติ : อ่อนยืดตัวได้ดี เหนียวฉีกขาดยาก ไม่ทนร้อน เป็นฉนวนไฟฟ้า รับ และอัดได้น้อย ทนกรดและด่างอ่อนๆ ได้ ไม่ทนน้ํามันและสารละลาย

การใช้งาน : ใช้ทําของใช้ราคาถูก เกือบทุกอย่างที่ต้องการให้น้ําหนักเบา ไม่ต้องการความแข็งแรงมากนัก เช่น ถุงพลาสติกใส่ของ ตุ๊กตา ของเด็กเล่น ภาชนะบรรจุสิ่งของ กระป๋อง ถังน้ํา ตะกร้า ฯลฯ

  • โพลิโพรพิลีน (Polypropylene: PP) เป็นพลาสติกที่ไอน้ำซึมผ่านได้เล็กน้อย แข็งกว่าโพลิเอทิลีนทนต่อสารไขมันและความร้อนสูงใช้ทำแผ่นพลาสติถุงพลาสติกบรรจุอาหารที่ทนร้อน หลอดดูดพลาสติก ถ้วยโยเกิร์ต ถ้วยบะหมีกึ่งสำเร็จรูปแบบแข็ง เป็นต้น

  • พอลิสไตรีน (Polystyrene: PS) มีลักษณะโปร่งใส เปราะ ทนต่อกรดและด่าง ไอน้ำและอากาศซึมผ่านได้พอควร ใช้ทำชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้สำนักงาน เป็นต้น

  • พอลิไวนิลคลอไรด์ (Polyvinylchloride: PVC) ไอน้ำและอากาศซึมผ่านได้พอควร และป้องกันไขมันได้ดีมีลักษณะใส ใช้ทำขวดบรรจุน้ำมันและไขมันปรุงอาหาร ขวดบรรจุเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์ เช่น ไวน์ เบียร์ ใช้ทำแผ่นพลาสติก ห่อเนยแข็ง ทำแผ่นแลมิเนตชั้นในของถุงพลาสติก

  • ไนลอน (Nylon) ชื่อทางวิชาการ คือ โพลียาไมด์ เป็นพลาสติกที่มีความเหนียวมาก คงทนต่อการเพิ่มอุณหภูมิ ทำแผ่นแลมิเนตสำหรับทำถุงพลาสติกบรรจุอาหารแบบสุญญากาศ

ลักษณะทั่วไป : โปร่งใส อ่อน นุ่ม เหนียว ลื่น เป็นที่รู้จักในนามเชือก “ไนลอน” “ด้าย ไนลอน” เสื้อผ้า และเครื่องใช้ประจำวันเป็นส่วนใหญ่

กรรมวิธีผลิต : นิยมผลิตเป็นเส้นใย สำหรับงานเชือก ด้าย และงานถักทอ

คุณลักษณะเฉพาะ : ทนอุณหภูมิได้ไม่เกิน 100 C

คุณสมบัติ : น้ําหนักเบา ดูดซึมน้ําได้ ทนกรด ทนด่าง รับแรงดึงได้ดี ทนแรงเสียดสี ทน สารเคมี ไม่ทนความร้อน เป็นฉนวนไฟฟ้าระดับกลาง

การนําไปใช้ : ใช้ทำเชือก เส้นใยถักทอแทนฝ้ายและไหม สำหรับทำเสื้อผ้า ถุงเท้า สายเบ็ด ข่าย แห อวน ด้าย ฯลฯ เป็นพลาสติกที่นิยมใช้มากที่สุดชนิดหนึ่ง

  • พอลิคาร์บอเนต (Polycarbonate: PC) มีลักษณะโปร่งใส แข็ง ทนแรงยึดและแรงกระแทกได้ดี ทนความร้อนสูง ทนกรด แต่ไม่ทนด่าง เป็นรอยหรือคราบอาหาร จับยาก ใช้ทำถ้วย จาน ชาม ขวดนมเด็ก และขวดบรรจุอาหารเด็ก

· อาครีลิก (Acrylic) ชื่อทางเคมีวิชาการ คือ โพลีเมทิลเมทาครีเลต (Polymethyl Methacrylate) ภาษาทางการค้า คือ ลูไซต์ (Lucite) โพลีกลาส (Polyglas) เพลกซิกลาส (Plexiglas)

ลักษณะทั่วไป : เป็นพลาสติกชนิดใสเป็นเงาสะท้อนแสงได้ดี

คุณสมบัติ : ทนความร้อน ทนแสงแดด เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีมาก ทนสารเคมี ไม่ทน สารละลาย หรือกรดเข้มข้น มีความแข็งแรงระดับปานกลาง

การใช้งาน : ใช้ทําฟันปลอม เลนส์แว่นตา ผสมสีเคลือบเงา เคลือบเฟอร์นิเจอร์และขอ

โฆษณาต่าง ๆ

· เซลลูลอยด์ (Celluloid) ชื่อทางวิชาการ คือ เซลลูโลสไนเตรต (Cellulose Nitrate) ทําจากเยื่อเซลลูโลสฝ้ายผสมพืชชนิดอื่น

ลักษณะทั่วไป : เป็นพลาสติกใส มีความไวต่อแสง

คุณสมบัติ : ทนกรด ทนสภาพดินฟ้าอากาศได้ดี ทนความร้อนได้ดีระดับปานกลาง ไม่ทนต่อสารละลาย เป็นฉนวนไฟฟ้า ป้องกันความชื้นได้ดี

การใช้งาน : ใช้ทําแผ่นฟิล์ม ถ่ายรูป ภาพยนตร์ น้ํายาเคลือบผิวงาน ลูกปิงปอง ลูก บิลเลียด ฯลฯ

2. เทอร์โมเซตติ้งพลาสติก หรือ พลาสติกแข็ง (Thermosetting plastic)

เทอร์โมเซตติ้งพลาสติก (Thermosetting plastic) เป็นพลาสติกที่มีสมบัติพิเศษ คือทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและทนปฏิกิริยาเคมีได้ดี เกิดคราบและรอยเปื้อนได้ยาก คงรูปหลังการผ่านความร้อนหรือแรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นลงจะแข็งมาก ทนความร้อนและความดัน ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างไม่ได้ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงก็จะแตกและไหม้เป็นขี้เถ้าสีดำ พลาสติกประเภทนี้โมเลกุลจะเชื่อมโยงกันเป็นร่างแหจับกันแน่น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแข็งแรงมาก จึงไม่สามารถนำมาหลอมเหลวได้ กล่าวคือ เกิดการเชื่อมต่อข้ามไปมาระหว่างสายโซ่ของโมเลกุลของพอลิเมอร์ (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 25,000-50,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ทนแรงกระแทกได้ 0.25-0.35 ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทนความร้อนได้ถึง 140 องศาเซลเซียส และทนปฏิกิริยาเคมีได้ดี เกิดคราบและรอยเปื้อนยาก เมลามีนใช้ทำภาชนะบรรจุอาหารหลายชนิด และนิยมใช้กันมาก มีทั้งที่เป็นสีเรียบและลวดลายสวยงาม ข้อเสียคือ น้ำส้มสายชูจะซึมเข้าเนื้อพลาสติกได้ง่าย ทำให้เกิดรอยด่าง แต่ไม่มีพิษภัยเพราะไม่มีปฏิกิริยากับพลาสติก

  • ฟีนอลฟอร์มาดีไฮต์ (phenol-formaldehyde) มีความต้านทานต่อตัวทำละลายสารละลายเกลือและน้ำมัน แต่พลาสติกอาจพองบวมได้เนื่องจากน้ำหรือแอลกอฮอล์พลาสติกชนิดนี้ใช้ทำฝาจุกขวดและหม้อ

· อีพ็อกซี (epoxy)

ลักษณะทั่วไป : เป็นกาวคุณภาพสูงชนิดเหลว บรรจุ 2 หลอด เมื่อนํามาผสมกันจะเกาะติดชิ้นงานและแห้งในเวลาอันรวดเร็ว

คุณสมบัติ : เป็นตัวประสานและเกาะยึดที่ดีมาก มีความแข็งแรงสูง ใช้งานได้ทนนานมาก สามารถยึดติดได้กับชิ้นงานโลหะ พลาสติก แก้ว ยาง กระเบื้อง ไม้ กระดาษ ทนความร้อนสูง ทนกรด ทนด่าง ทนสารเคมี และเป็นฉนวนไฟฟ้าได้ดี

การใช้งาน : ที่นิยมใช้มากที่สุดคือใช้ทำกาว จนเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในชื่อของกาวอีพ็อกซี่ ซึ่งเป็นกาวคุณภาพสูง แข็งแรงทนทานใช้กับงานได้สารพัดแต่ราคาค่อนข้างแพง ปัจจุบันได้มีการผลิตกาวอีพ็อกซี่ชนิดหลอดเดียวมาใช้บ้างแล้ว แต่ก็ยังไม่เป็นที่นิยม เพราะเมื่อเปิดฝาหลอดไม่สนิท กาวจะแห้งไม่สามารถนำมาใช้งานได้อีก

· ไฟเบอร์กลาส (Fiberglas) ทำจากโพลีเอสเตอร์ (Polyester)

ลักษณะทั่วไป : เป็นพลาสติกแข็ง น้ําหนักปานกลาง บิดงอได้เล็กน้อย แข็งแรง ทนทาน ไม่แตกหักง่าย ทำเป็นสีต่าง ๆ ได้

คุณสมบัติ : ทนกรด ทนด่าง ทนสารเคมี ทนความร้อน แข็งแรง ทนทานต่อสภาพ ดินฟ้าอากาศ ทนแรงกด แรงบิด แรงกระแทก เป็นฉนวนไฟฟ้าและความร้อน

การใช้งาน : ที่รู้จักมากที่สุดคือ ใช้ทำเรือเร็ว ชิ้นส่วนรถยนต์ รถจักรยานยนต์ ถังน้ํา แผงกันแดด ผลิตภัณฑ์พลาสติกหล่อ เช่น รูปสัตว์ ตุ๊กตา พระพุทธรูป ฯลฯ ผลิตภัณฑ์เทียม เช่น ไข่มุกเทียม หยกเทียม เซรามิกเทียม งาช้างเทียม ฯลฯ

ลักษณะทั่วไป : รู้จักดีในรูปของน้ํายาเคลือบผิวมันไม้ในรูปของโฟมและฟองน้ํา

คุณสมบัติ : เหนียว ยืดหยุ่นตัวได้ดี ทนการสึกหรอ ทนความร้อน ทนสารเคมี ติดไฟยาก เป็นฉนวนไฟฟ้าและความร้อน

การใช้งาน : ใช้ทําน้ํายาเคลือบเงาไม้ เคลือบผ้า ยาง กระดาษ หนัง ใช้ทํากาว ทําชิ้นส่วน รถยนต์ ฟองน้ําเบาะ หนังเทียม ฉนวนกันความร้อนในตู้เย็น กระติกน้ําแข็ง ห้องเย็น ปีกเครื่องบิน ด้านในท้องเรือ ไส้ในหมวกกันน็อก เป็นต้น

· ไฟร์ไมก้า (Formica) ทำจากพลาสติกอามิโนชนิดเมลามีน

ลักษณะทั่วไป : เป็นแผ่นสีขาว สีครีม และสีอื่น ๆ สำหรับปิดทับผิวไม้ในงานเฟอร์นิเจอร์

คุณสมบัติ : ผิวเป็นมัน แข็ง ทนความร้อน ทนกรด ทนด่าง ทนสารเคมี เป็นฉนวน ไฟฟ้า ไม่ทนการพับ บิด งอ ฉีกขาดได้ง่าย

การใช้งาน : ใช้ปิดทับผิวงานไม้ของเฟอร์นิเจอร์ต่าง ๆ เพื่อให้ได้ความเรียบ ความสวยงาม ความแข็งแรง ทนทานต่อกรด ด่าง สารเคมี ความร้อน รอยขีดข่วน และสภาพดินฟ้าอากาศ เป็นที่ นิยมใช้อย่างแพร่หลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งงานไม้อัด จนเรียกติดปากว่า “ไม้อัดโฟร์ไมก้า”

· เบเกอไลต์ (Bakelite) พลาสติกแข็งนิยมใช้อย่างแพร่หลาย

ลักษณะทั่วไป : น้ําหนักปานกลาง แข็งแรงมาก ทําเป็นสีต่างๆ ได้

คุณสมบัติ : รับแรงอัดได้สูง เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีมาก ทนความร้อนสูง ติดไฟยากและ ดับเอง ทนกรด ทนด่างปานกลาง ทนสารเคมี ทนสภาพดินฟ้าอากาศได้ดี ทนแรงดึงปานกลาง ไม่ ทนต่อการบิด ดัด งอ ฯลฯ

การใช้งาน : ใช้ทําฝาครอบจานจ่าย อุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์กล้องถ่ายรูป หูกระทะ หูหม้อ ด้ามจับทัพพี ตะหลิว อุปกรณ์ป้องกันความร้อน อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้า ทําโฟม ทําทุ่นลอยน้ํา ฯลฯ