พอลิเมอร์ (Polymer)

พอลเิ มอร์ (Polymer)

ฐติ ิ หมอรักษา
สาขาวิชาวศิ วกรรมอุตสาหการ
มทร.ตะวนั ออก วข.จันทบรุ ี

ความหมายและประเภทของพอลิเมอร์

คาว่า “พอลิเมอร์” (Polymer) ตามคาศัพท์แล้วแปลว่า หลายส่วน
(Many parts) คาว่า Poly แปลวา่ มากหรือหลายอย่าง ดังน้ันวสั ดพุ อลิ
เมอร์ อาจจะพิจารณาได้ว่าเป็นสารที่ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ หรือหน่วย
ตา่ ง ๆ เข้าด้วยกันดว้ ยพนั ธะเคมีกลายเป็นของแขง็

ความหมายและประเภทของพอลิเมอร์

พอลิเมอร์ที่มีความสาคัญต่อการประยุกต์ทางอุตสาหกรรมและผู้ใช้
อาจแบง่ ออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คอื

1) พลาสติก (Plastics)
2) อลี าสโตเมอร์ (Elastomers) หรือพวกยาง (Rubber)

ความหมายและประเภทของพอลิเมอร์

พลาสติกเป็นวัสดุสังเคราะห์กลุ่มใหญ่และอาจมีหมู่ธาตุท่ีเป็น
องค์ประกอบแตกต่างกัน ซ่ึงอาจทาให้รวมตัวกันหรือเข้าแบบให้มีรูปร่าง
ตามท่ีต้องการ พลาสติกมีหลายแบบ เช่น พอลิเอทีลีน และไนลอน เป็น
ต้น

พลาสติกท่ีแบ่งออกเป็น 2 ประเภทน้ันข้ึนอยู่กับพันธะเคมีท่ีกระทา
กันไดอ้ อกมาเปน็ โครงสร้าง และมีลกั ษณะเฉพาะเมือ่ ทาใหอ้ ณุ หภูมเิ พมิ่ ขนึ้
คือ เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) และเทอร์โมเซททิงพลาสติก
(Thermosetting plastic)

ความหมายและประเภทของพอลิเมอร์

ส่วนอีลาสโตเมอร์หรือยางเป็นพอลิเมอร์ที่มีลักษณะยืดหยุ่น
(Elastical) ได้มากเมื่อออกแรงดึงและจะกลับมาอยู่ในสภาพเดิมเม่ือ
ปลอ่ ยแรงดึง

ความหมายและประเภทของพอลิเมอร์

Thermoplastics
เป็นพลาสติกท่ีสามารถทาให้หลอมเหลวหรือเปล่ียนรูปร่างได้ด้วย

ความร้อน และจะแข็งตัวเมื่อทาให้เย็น พลาสติกพวกน้ีจึงสามารถ
Recycle ได้ตลอดโดยสมบัติไม่เปล่ียนแปลง เทอร์โมพลาสติกโดยมาก
ประกอบดว้ ยพวก Long chain carbon atoms ที่เกิดพันธะโคเวเลนต์
เข้าด้วยกัน บางคร้ังอาจมีธาตุไนโตรเจน ออกซิเจน หรือกามะถัน เข้าไป
เกิดพันธะโคเวเลนต์ในโมเลกุลและระหว่างโมเลกุลต่อโมเลกุลจะเกิด
พันธะทตุ ยิ ภมู ิ (Secondary bonds) กนั อกี ดว้ ย

ความหมายและประเภทของพอลิเมอร์

Thermosetting plastic (Thermosets)
เป็นพลาสตกิ ที่ไม่สามารถทาให้หลอมเหลวได้ด้วยความร้อนพลาสติก

ชนดิ น้จี ะคงรูปอย่างถาวรด้วยการบม่ “Set” หรือ “Cured” ดว้ ยปฏกิ ิริยา
เคมีหรือด้วยความร้อน เมื่อให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงจะเกิดการสลายตัว
หรือไหม้ได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถทา Recycle กับพลาสติกชนิดน้ีได้
โดยมาก Thermosetting plastics ประกอบดว้ ยคาร์บอนอะตอมที่เกิด
พันธะโคเวเลนต์เข้าด้วยกันเป็นโครงข่าย (Network) ได้เป็นของแข็ง
บางคร้ังในโครงข่ายนั้นจะมีอะตอมของธาตุไนโตรเจน ออกซิเจน กามะถัน
หรืออะตอมอื่น ๆ เขา้ ไปเกดิ พันธะโคเวเลนตร์ ่วมด้วย

ความหมายและประเภทของพอลิเมอร์

พลาสติกเป็นวัสดุวิศวกรรมท่ีสาคัญหลายประการด้วยกัน เพราะมัน
มีสมบัติกว้างขวางมาก บางชนิดอาจจะไม่มีวัสดุอื่นเสมอเหมือน และ
โดยทั่วไปพลาสติกจะมีราคาค่อนข้างต่า พลาสติกยังมีข้อได้เปรียบอีก
หลายอย่างที่วิศวกรเครื่องกลนาไปใช้ออกแบบ เพ่ือลดการใช้ช้ินส่วน
บางอย่าง ลดขั้นตอนการทางานโดยทาให้งา่ ยตอ่ การประกอบ ลดน้าหนัก
ลดเสยี งดงั และบางกรณีชว่ ยลดเรื่องของการหล่อลื่น บางชิ้นส่วนพลาสตกิ
ยังมีประโยชน์อีกมากมายต่อการออกแบบใช้งานทางไฟฟ้า เพราะ
พลาสติกเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ทางอิเล็กทรอนิกส์ใช้ทาตัวเชื่อมต่อ
(Connectors) สวติ ช์ รเี รยท์ าชนิ้ ส่วนของทวี ี ฯลฯ

ความหมายและประเภทของพอลิเมอร์

ปริมาณการใช้พลาสติกในทางอุตสาหกรรมได้เพ่ิมข้ึนอย่างมาก
ในช่วงหลายปีท่ีผ่านมา ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนว่าอุตสาหกรรมใช้
พลาสติกมากข้นึ คอื อตุ สาหกรรมผลิตรถยนต์ ของเลน่ ของใช้ในบ้าน เป็น
ต้น ตอ่ ไปนี้จะได้กล่าวถึงโครงสร้าง สมบตั ิ และการประยุกตข์ องพลาสติก
และอลี าสโตเมอร์



พลาสตกิ

พลาสติก (Plastic) เป็นวัสดุท่ีไม่ได้เกิดจากธรรมชาติดังเช่น ถ่าน
หนิ หรอื เหลก็ แตพ่ ลาสตกิ เป็นสารสังเคราะห์ที่เตรียมไดใ้ นห้องปฏิบตั ิการเคมี
ซง่ึ บางแห่งในโลกอดุ มได้ดว้ ยวตั ถุดบิ ทใี่ ช้ทาพลาสติก การค้นพบพลาสตกิ เป็น
การนาไปสู่การพัฒนาชีวิต และความเป็นอยู่ในครอบครัวให้ดีขึ้น ในปัจจุบัน
ถ้ามองดูรอบตัวเราแล้วจะพบว่า วัตถุส่ิงของที่อยู่รอบ ๆ ตัวเรานั้นล้วน
แล้วแตม่ พี ลาสติกเข้ามาเป็นสว่ นประกอบด้วยทั้งสิ้น

พลาสตกิ

พลาสติกเป็นสารท่ีได้จากการสังเคราะห์สารอินทรีย์ชนิดหน่ึง ซ่ึง
เตรียมได้ในห้องปฏิบัติการเคมี มีคุณสมบัติทาให้อ่อนตัวได้ โดยการ
เปลีย่ นแปลงอณุ หภูมิและความดัน สามารถหล่อหรอื ป้นั เป็นรูปต่าง ๆ ได้ตาม
วตั ถุประสงค์

ความหมายของพลาสตกิ

คาว่า พลาสตกิ มาจากภาษากรีก “Plastikos” แปลว่า หลอมตัว
ได้ ในภาษาอังกฤษก็มีความหมายเดยี วกัน แสดงว่า วตั ถุอะไรก็ตามถ้าหลอม
หรือข้ึนรูปให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้ง่ายเราก็สามารถเรียกว่า “พลาสติก” ได้
เช่น ดินเหนียว ขี้ผึ้ง แต่อย่างไรก็ตามคาว่าพลาสติกน้ีเจาะจง เฉพาะวัสดุท่ี
มนษุ ย์ทาข้ึนมาใหม่เท่านั้น พลาสติกได้ถูกประดิษฐ์ข้ึนมาใช้เมื่อประมาณร้อย
กว่าปแี ล้ว แตอ่ ตุ สาหกรรมพลาสตกิ ไดเ้ จรญิ เตบิ โตอย่างรวดเร็ว จนกระท่ังทัด
เทียบกับอุตสาหกรรมเหล็ก แก้ว กระดาษ และ ไม้ ซ่ึง ปัจจุบันอาจเรียกได้
วา่ เป็นยุคพลาสตกิ กไ็ ด้

ความเปน็ มาของพลาสตกิ

หลงั จากสงครามกลางเมืองของประเทศสหรัฐอเมริกาส้ินสุดลง ราคา
ของงาช้างได้ถีบตัวสูงข้ึนอย่างรวดเร็ว ซึ่งงาช้างเป็นสินค้านาเข้ามาจาก
แอฟริกา จงึ ทาให้ผู้ผลิตลูกบิลเลียด พยายามหาวัตถุดิบช้ินใหม่เข้ามาทดแทน
บริษัททาลูกบิลเลียดในเมืองนิวยอร์กจึงได้ตั้งรางวัลแก่ผู้ท่ีสามารคคิดค้นหา
สารชนิดใหม่ทส่ี ามารถใช้ทาลูกบลิ เลียดได้ และมคี ณุ สมบตั ิเช่นเดยี วกับงาช้าง
เปน็ เงินถึง 70,000 ดอลลาร์

ความเป็นมาของพลาสตกิ

ดังน้ัน จอห์น เวสลี เฮทท์ ชาวอเมริกันเป็นช่างพิมพ์และนักประดิษฐ์
ทราบข่าวตามประกาศ จึงได้ทดลองในปี ค.ศ. 1868 เขากลับมาพร้อมกับลูก
บิลเลียด ซง่ึ ไดจ้ ากการทาปฏกิ ิริยากนั ระหวา่ ง การบรู (Campher) กบั แอลกอฮอล์
(Alcohol) สารทไ่ี ดค้ ือ เซลลลู อยด์ (Celluloid) ดงั นั้น เซลลูลอยด์จึงเป็นพลาสติก
ชนิดแรกของโลก แต่มีคุณสมบัติไม่ดีนัก คือ ไวไฟไม่ทนต่อความร้อน เมื่อนามา
หล่อในแบบพิมพ์จะหดตัวมาก ปัจจุบันในอุตสาหกรรมจึงมีใช้น้อย ต่อมาได้มีการ
นาเอาเซลลูลอยด์ไปใช้ทาเหงือก ฟันปลอม (สีชมพู) แทนการใช้ยางแข็งใช้ทา
กระจกรถยนต์ และทาฟิล์ม ภาพยนตร์ ในปี ค.ศ. 1882 โดยบริษัทอีสต์แมน
(Eastman)

ความเป็นมาของพลาสตกิ

ต่อมาในปี ค.ศ. 1909 Dr.Leo Hendrik Backeland ได้พยายามคิด
ประดิษฐ์สารใหม่ข้ึนมาโดยใช้ ฟีนอล (Phenol) ทาปฏิกิริยากับฟอร์มาลดีไฮด์
(Formaldehyde) และสารช่วยละลาย (Catalyst) ในภาชนะสุญญากาศ ได้สาร
ใหม่เกิดขึ้นเป็นพวกฟีนอลพลาสติก (Phenolic Plastic) คือ ฟีนอล –
ฟอร์มาลดีไฮด์ (Phenol-Formaldehyde) ซ่ึงภายหลังได้ตั้งช่ือสารชนิดนี้ว่า “เบ
เกอไลต์ (Bakelite)” สารท่ีได้มีลักษณะคล้ายอาพัน แต่แข็งกว่า และไม่ละลายใน
สารละลายใด ๆ ซึ่งอาพันนั้นเป็นยางธรรมชาติหาได้ยากและมีราคาแพง ส่วนเบ
เกอไลต์ (Bakelite) ท่ีเตรียมได้น้ันนอกจากราคาจะถูกแล้ว ยังมีคุณสมบัติไม่ทา
ละลายใด ๆ เหมาะสาหรบั ใช้ทาดา้ มกระทะ หหู มอ้ และอุปกรณ์ไฟฟ้าอน่ื ๆ

ลักษณะทางเคมีของพลาสตกิ

พลาสติกเป็นสารสงั เคราะห์ที่ได้จากปฏกิ ิริยาเคมีของสารอินทรีย์ ซึ่งสว่ น
ใหญ่จะประกอบด้วย คาร์บอน และไฮโดรเจนเป็นหลัก นอกจากนี้ยังมี
ส่วนประกอบของออกซิเจน และไนโตรเจน และบางชนิดมีส่วนประกอบของ
กามะถนั คลอรีน ฟลูออรนี และซิลิกอนอยูด่ ว้ ย

การจัดเรียงตัวของอะตอมคาร์บอน อาจจะอย่ใู นรปู ของเสน้ ตรง (Linear)
ซึ่งเป็นแบบลูกโซ่ (Chain) ซ่ึงเราเรียกสายลูกโซ่น้ีว่า โพลิเมอร์ (Polymer) Poly
หมายถึง Many (มาก) และMer หมายถึง Unit (หน่วย) ดังนั้น Polymer จึง
ประกอบด้วย หน่วยหลาย ๆ หน่วยท่ีซ้ากัน ๆ หน่วยที่เล็กท่ีสุดเรียกว่า โมโนเมอร์
(Monomer)

วัตถุดิบที่ใชท้ าพลาสติก

ปัจจุบันวัตถุดิบท่ีใช้ในการสังเคราะห์พลาสติกท้ังหมดมาจาก
น้ามันดิบ และก๊าซธรรมชาติ โดยใช้ก๊าชมีเทน และก๊าชโพรเพนที่ได้จาก
โรงงานแยกก๊าชธรรมชาติ นาไปเป็นวัตถุดิบสาหรับผลิตก๊าซเอทีลีน และก๊าซ
โพรพิลีน ซึ่งก๊าชท้ังสองชนิดมีความสาคัญมาก เนื่องจากก๊าชท้ังสองชนิดนี้
นาไปผลิตเป็นเมด็ พลาสตกิ และผงพลาสติก ป้อนใหโ้ รงงานอุตสาหกรรม

การทาพลาสติกนอกจากจะใช้วัตถุดิบกับที่กล่าวมาแล้วข้างบนแล้ว
อาจใช้วตั ถดุ บิ อน่ื ได้อีก เชน่ ถ่านโคก้ และหินปูน เปน็ ต้น

รปู แสดงข้นั ตอนการผลติ ก๊าชเอทิลนี และกา๊ ชโพรพลิ ีน

รปู แสดงข้นั ตอนการผลติ ก๊าชเอทิลนี และกา๊ ชโพรพลิ ีน

ส่ ว น ป ร ะ ก อ บ พ้ื น ฐ า น ข อ ง พ ล า ส ติ ก ใ น ก า ร ท า ใ ห้ เ ป็ น
ผลิตภณั ฑ์

1) เรซิน (Resin) มหี น้าทีป่ ระสาน (Binder) สารต่าง ๆ ให้เป็นสารเดยี วกัน

2) ฟิลเลอร์ (Filler) เพ่อื ลดความสน้ิ เปลอื งในการผลิต เช่น ใยหิน ไฟเบอร์กลาส

3) สี

4) น้ามนั หลอ่ ลืน่ (Lubricant) ป้องกนั เรซนิ หรอื พลาสตกิ ทีห่ ลอมตวั แลว้ ตดิ แบบพิมพ์

5) พลาสติกไซเซอร์ (Plalticizer) ทาให้เรซินไม่เหนียวเหนอะหนะ ใช้เติมลงไปใน
พลาสติกเพื่อช่วยให้พลาสติกไหลไดด้ ี และงา่ ยตอ่ การผลติ

6) สเตบิไลเซอร์ (Stabilizer) ใส่ลงในเรซินระหว่างขบวนการผลิต เพื่อรักษาคุณสมบัติ
ทางเคมี และทางฟสิ กิ สข์ องพลาสตกิ ไว้ เชน่ แบร์เลยี ม (Barium) แคดเมียม (Cadmium)

7) ตัวเร่งปฏิกิริยา (Accelerator) และตัวหน่วงปฏิกิริยา (Inhibitor) เป็นตัวควบคุม
ปฏิกิริยาเคมีให้เกิดความเร็วหรือช้า หรือเป็นตัวบังคับให้โมโนเมอร์ (Monomer) เข้า
รวมตัวกับโพลิเมอร์ (Polymer) ชา้ หรอื เรว็ ขึ้น

คุณสมบตั ขิ องพลาสตกิ (Properties of Plastics)

1) คุณสมบัตทิ างกายภาพ คือ มีความแขง็ แรง เหนียว ยืดหยุ่นดี
2) คุณสมบัตทิ างไฟฟ้า คือ เป็นฉนวนไฟฟา้ อย่างดี
3) คุณสมบัติทางเคมี คือ ทนกรด ทนด่าง และสารเคมีอ่ืน ๆ นอกจากน้ี
พลาสติกแต่ละชนิดยังมีสถานะเฉพาะตัว เข่น แข็งหรืออ่อนนุ่ม ใสหรือทึบ
แสง กันนา้ ได้ ทนความรอ้ น เป็นต้น

กระบวนการผลิตวัสดุพลาสติก

กระบวนการผลิตวสั ดุสาเรจ็ รูปให้ออกมาเป็นแผ่น เป็นแท่ง หรือให้มี
รูปร่างต่าง ๆ จากเม็ดพลาสติกน้ัน ทาได้หลายวิธี เช่น ใช้กระบวนการอัด
ฉีดเข้าไปในแบบหรือทาออกมาเปน็ ท่อ การจะใช้กระบวนการใดนั้นข้ึนอยู่
กบั ชนิดของพลาสติก คอื เป็นเทอรโ์ มพลาสตกิ หรอื เทอรโ์ มเซททงิ พลาสตกิ

กระบวนการผลติ วัสดพุ ลาสติก

สาหรับเทอร์โมพลาสติกจะใช้วิธีทาให้ร้อนจนอ่อนตัวลงหรือเหลว
แล้วจึงอัดฉีดเข้าไปในแบบให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ กันก่อนท่ีจะเย็นตัวลง แต่
ถ้าเป็นเทอร์โมเซททิงพลาสติกจะใช้กระบวนการทาให้เกิดปฏิกิริยาเคมี
เช่ือมโยงเป็นโครงข่ายแล้วเข้าในแบบเป็นรูปร่างตามที่ต้องการก่อนที่
กระบวนการพอลิเมอไรเซชันจะส้ินสุดลง และขั้นสุดท้ายของการเกิดพอลิ
เมอไรเซชันก็คือ การให้ความร้อนหรือความกดดันหรือใช้ตัวเร่งท่ี
อณุ หภูมหิ อ้ งหรอื ทีอ่ ณุ หภมู สิ ูงขนึ้

กระบวนการผลิตวัสดพุ ลาสตกิ

1. การฉดี เข้าในแบบ (Injection molding)
วธิ ีการน้ีนับว่าเป็นสิ่งสาคัญท่ีสุดท่ีใชผ้ ลิตวัสดุสาเร็จรูปของวัสดุเทอร์

โมพลาสติก เครื่องท่ีทันสมัยใช้ Reciprocating-screw เป็นตัวพา
พลาสติกที่หลอมเหลวแลว้ ฉดี เข้าไปในแบบ

ในกระบวนการผลิตด้วยการฉีดพลาสติกเหลวเข้าไปในแบบน้ัน เม็ด
พลาสตกิ จะถูกส่งลงมาจากถังใส่ (Hopper) เข้าไปยังกระบอกฉีดซึ่งมีสกรู
หมนุ ไปรอบ ๆ พรอ้ มกนั นั้น เม็ดพลาสตกิ จะถกู ทาให้รอ้ นจนหลอมเหลว

กระบวนการผลิตวสั ดพุ ลาสติก

1. การฉีดเขา้ ในแบบ (Injection molding) (ต่อ)
เม่ือพลาสติกเหลวที่ปลายสกรูมีมากพอ สกรูจะหยุดหมุน แต่จะทาหน้าท่ี
เป็นตัวอัดฉีดจากช่องออกเข้าสู่แบบ ในช่วงเวลาสั้นและให้ความดันคงท่ี
จนพลาสติกแข็งตัว สกรูจะถอยออกมา แบบที่ใช้หล่อจะมีน้าเย็นเข้าไป
หล่อ เพ่ือให้พลาสติกแข็งตัวเร็ว ขั้นสุดท้ายแบบจะเปิดออก พลาสติกจะ
หลดุ ออกมาจากแบบดว้ ยการใชอ้ ากาศหรือสปริงดันออกมา แล้วแบบก็จะ
ประกอบเขา้ ไปใหม่พร้อมท่ีจะอดั ฉีดตอ่ ไป

กระบวนการผลติ วสั ดพุ ลาสติก

1. การฉดี เข้าในแบบ (Injection molding) (ต่อ)
ขอ้ ดขี องกระบวนการผลติ โดยวธิ ีนคี้ ือ
1. ชิ้นงานหรอื อปุ กรณ์ทีผ่ ลิตได้จะมคี ุณภาพดแี ละสามารถผลติ ได้
รวดเร็ว
2. เปน็ กระบวนการผลติ ทีม่ คี า่ แรงถกู
3. ผวิ ของอุปกรณท์ ีผ่ ลติ ไดจ้ ะมสี ภาพดี
4. กระบวนการน้ีสามารถผลิตแบบอตั โนมตั ไิ ด้
5. ชน้ิ งานทีม่ ีลกั ษณะยุง่ ยากซบั ซ้อน สามารถผลติ ไดโ้ ดยวิธีนี้

กระบวนการผลติ วสั ดุพลาสตกิ

1. การฉดี เขา้ ในแบบ (Injection molding) (ต่อ)
ข้อเสยี ของวิธนี ี้คอื
1. เคร่อื งจกั รมรี าคาแพงมาก จึงตอ้ งผลิตคร้ังละมาก ๆ
2. เพอ่ื ใหไ้ ดผ้ ลติ ภัณฑ์ทีม่ คี ุณภาพดีจะต้องควบคุมกระบวนการ
คอ่ นขา้ งใกล้ชดิ

กระบวนการผลติ วัสดพุ ลาสตกิ

2. กระบวนการอดั รีด (Extrusion)
เ ป็ น ก ร ะ บ ว น ก า ร ผ ลิ ต ที่ ส า คั ญ อี ก วิ ธี ห นึ่ ง ส า ห รั บ ใ ช้ กั บ เ ท อ ร์ โ ม

พลาสติก กระบวนการนี้โดยมากใช้ผลิตพวกท่อแท่ง เป็นฟิล์มและแผ่น
พลาสติกหรือผลิตเป็นรูปแบบอย่างอ่ืน เคร่ืองอัดรีดอาจใช้ทาวัตถุดิบท่ี
เป็นพลาสติกผสมให้ออกมามีรูปร่างต่าง ๆ กันเช่น ทาเม็ดและใช้กับพวก
พลาสตกิ ท่ีใช้แล้ว

กระบวนการผลิตวัสดุพลาสติก

2. กระบวนการอดั รีด (Extrusion) (ตอ่ )
ในกระบวนการอดั รีดพลาสติกน้ีเม็ดพลาสติกจะถูกส่งเข้าไปให้ความ

ร้อนแล้วพลาสติกท่ีหลอมเหลวจะถูกบังคับให้ออกไปทางท่อเปิดหรือ die
ตามรูปร่างท่ีต้องการด้วยสกรูหมุน พลาสติกที่ออกมาแล้วจะทาให้เย็นต่า
กวา่ Tg หรือglass transition temperature เพื่อให้แน่ใจวา่ รูปร่างจะ
คงที่ การทาให้พลาสติกเย็นลงใช้วิธีเอาลมเป่าหรือใช้ระบบน้าเย็นหล่อก็
ได้

กระบวนการผลิตวสั ดพุ ลาสติก

3. กระบวนการอดั เข้ากบั แบบ (compression molding)
เป็นกระบวนการอัดเข้ากับแบบ ซึ่งโดยทั่วไปตัวแบบเองจะมีการทา

ให้ร้อนก่อน แล้วใช้เม็ดพลาสติกใส่ลงไปในแบบ เม่ือแบบเข้าประกบกัน
ความร้อนและความดนั จะรักษาให้คงที่จนกว่าเมด็ พลาสติกจะเขา้ เตม็ แบบ
และทาให้แข็งตัว กระบวนการน้ีเหมาะที่จะใช้กับ Thermosetting
materials เพราะการทาให้แข็งตัวสาหรับ Thermosetting polymers
นั้นขึ้นอยู่กับเวลาของการเกิดปฏิกิริยาและมักจะใช้เวลานานกว่า
กระบวนการแบบฉดี

กระบวนการผลิตวสั ดุพลาสติก

4. กระบวนการ Transfer molding
เป็นกระบวนการท่ีใช้กับพลาสติกท่ีเป็น Thermosets โดยเอาวัสดทุ ี่

จะข้ึนรปู ใส่ในกระบอกอดั วสั ดนุ ั้นจะถูกเผาให้ร้อนจนเหลวแล้ววัสดุน้ันจะ
ถูกอดั เข้าไปในแบบ วิธกี ารนี้ไดด้ ัดแปลงมาจาก compression molding

กระบวนการผลติ วัสดพุ ลาสติก

5. กระบวนการ Blow molding
กระบวนการนี้ใช้ทาผลิตภัณฑ์ท่ีกลวง โดยการเป่าพอลิเมอร์ที่ร้อน

ด้วยลมให้พอลิเมอร์เข้าไปติดกับแบบที่เป็น 2 ชิ้นประกบกัน โดยให้พอลิ
เมอร์ที่เปน็ หลอด (tube หรือ parison) ทาให้ร้อนแล้วถูกดันลงมาจาก
ด้านบนของแบบ แล้วใช้อัดอากาศเข้าไป พอลิเมอร์ท่ีหลอมเหลวจะ
กลายเป็นรูปร่างต่าง ๆ กันตามแบบที่ใช้และได้ความหนาที่ค่อนข้าง
สมา่ เสมอกนั วิธีการใชใ้ นการผลติ ขวดพลาสติกหรอื ภาชนะบรรจุอน่ื ๆ ซ่ึง
สามารถทาไดร้ วดเร็วและให้กบั เทอรโ์ มพลาสตกิ

กระบวนการผลติ วัสดุพลาสตกิ

6. กระบวนการ Thermoforming
เป็นกระบวนการท่ีใช้พอลิเมอร์แผ่นหรือฟิล์มบาง ๆ ผลิตเป็นรูปต่าง

ๆ วิธีการนี้แผ่นพอลิเมอร์จะถูกเผาจนอ่อนตัวลงและห้อยลงมาจนสัมผัส
กับแบบด้วยระบบสุญญากาศ ทาให้แผ่นพอลิเมอร์ออกมามีรูปร่างตาม
แบบที่ใช้ บางคร้ังอาจใช้แบบที่เป็นโลหะ 2 ช้ินประกบกันก็ได้
กระบวนการนี้เหมาะที่จะนาไปใชก้ บั การผลิตทีม่ จี านวนไมม่ ากนัก

กระบวนการผลิตวัสดุพลาสติก

7. กระบวนการรดี ใหเ้ ปน็ แผน่ (Calendaring)
เป็นกระบวนการท่ีใช้ Thermoplastic ทาเป็นแผ่นหรือเป็นฟิล์ม

โดยใช้พลาสติกผ่านเข้าไประหว่างลูกกลิ้งท่ีให้ความร้อน (heated rolls)
และต่อเน่ืองกัน ระยะห่างระหว่างลูกกลิ้งคู่สุดท้ายจะบอกความหนาของ
แผ่นพลาสติกนั้น กระบวนการน้ีอาจนามาใชเ้ ปน็ วธิ ีผสมวัสดุให้เข้ากันก็ได้
โดยทั่วไปยางแผน่ กใ็ ช้กระบวนการนี้ทาเชน่ เดียวกัน

กระบวนการผลติ วัสดพุ ลาสติก

8. กระบวนการหล่อ (Casting)
กระบวนการนี้ใช้ในการข้ึนรูปของที่ตันหรือกลวง โดยใช้พลาสติกท่ี

หลอมเหลวหรือจากเรซินที่ผสมตัวเร่งแล้ว ด้วยการเทลงไปในแบบ แล้ว
ปล่อยให้แข็งตัวหรือให้ set ตัว (curing) สาหรับแบบควรจะต้องให้
ข้างบนเปิด กระบวนการน้ีใช้กันมากในการหล่อพวกยูรีเทน และ
silicone elastomers ให้เป็นแผ่นหรือเหมาะที่จะใช้ทาเคร่ืองร่อนแร่
หรือใช้สร้างอุปกรณ์ทอี่ ยกู่ ับท่ดี ว้ ยสาร epoxy หรอื polyester resins

กระบวนการผลิตวัสดพุ ลาสติก

9. กระบวนการ Reaction Injection Molding (RIM)
กระบวนการน้จี ะใชว้ ิธีป๊มั พอลิเมอร์ท่ีจะทาให้เกิดปฏกิ ิริยาเคมีเข้าไป

ใน mixing chamber ก่อน ให้ผสมกันแล้วให้ออกไปสู่แบบหล่อที่ความ
ดันปกติ ปฏิกิริยาที่เกิดข้ึนจะก่อให้เกิดการขยายตัวเต็มแบบหล่อ ถ้ามี
ความร้อนเกิดข้ึนจะช่วยทาให้พอลิเมอร์แข็งตัวเร็วข้ึน และอาจใช้ filler
ผสมเขา้ ไปเพื่อเพ่ิมสมบัติเชิงกลให้ดีข้ึนก็ได้ กระบวนการน้ีใชห้ ล่ออุปกรณ์
รถยนต์ตา่ ง ๆ วสั ดุท่ีใชท้ าแบบหลอ่ เป็นพอลยิ ูรีเทนโฟม

อลี าสโตเมอร์หรอื ยาง

อีลาสโตเมอร์หรือยางเป็นวัสดุประเภทพอลิเมอร์อย่างหน่ึง ซ่ึง
สามารถเปล่ียนขนาดได้อย่างมากเม่ือดึงและเมื่อปล่อยแรงดึงจะกลับมา
อยู่สภาพเดิม อีลาสโตเมอร์มีด้วยกันหลายแบบ เช่น ยางธรรมชาติ ยาง
สังเคราะห์ (synthetic polyisoprene) ยางสไตรีน-บวิ ตะไดอีน ยางไน
ไทรล์ พอลคิ ลอโรพรีน และซลิ โิ คน (silicones) เปน็ ตน้

อลี าสโตเมอร์หรอื ยาง

ยางเป็นพอลิเมอร์ที่มีน้าหนักโมเลกุลสงู มากชนิดหนึ่งท่ีมีสมบัติเด่นหลาย
ประการ โดยเฉพาะความยืดหยุ่น (Elasticity) นั่นคือ เม่ือมแี รงดงึ ยางสามารถ
ยืดตัวได้หลายเท่าของความยาวเดิม และเมื่อปล่อยแรงออกยางก็จะกลับคืนสู่
รูปร่างและความยาวเดิม นอกจากนี้ยังมีสมบัติเด่นอ่ืน ๆ เช่น มีความเหนียว
(Toughness) และทนทานต่อการขัดสี (Abrasion resistance) สงู สามารถ
ป้องกันการซึมผ่านของน้าและอากาศ เป็นต้น ลักษณะท่ีสาคัญอีกอย่างของ
ยาง ได้แก่ ความสามารถในการยึดติดกับวัสดุอื่น เช่น โลหะ และสิ่งทอ (ไฟ
เบอร์ ผ้าใบ ฯลฯ) การเช่ือมติดยางกับวัสดุเหล่าน้ี จะทาให้ความแข็งแรงของ
ยางสูงขนึ้ ทาให้สามารถนายางไปใช้ในงานวศิ วกรรมไดห้ ลากหลายมากยิง่ ขนึ้

ยางธรรมชาติ (Natural Rubber)

ยางธรรมชาตเิ ปน็ ผลิตภัณฑ์ท่ีได้มาจากลาเท็กซ์ (Latex) หรือน้ายาง
จากต้นยางพารา ซ่ึงปลูกมากในแถบร้อนแถวเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
ได้แก่ ประเทศไทย มาเลเซียและอนิ โดนีเซีย แหลง่ ของยางธรรมชาติคือลา
เท็กซ์ ซ่ึงเป็นของเหลวสีขาวคล้ายนมสด โดยมีอนุภาคเล็ก ๆ ของยาง
แขวนลอยอยูใ่ นน้า

ยางธรรมชาติ (Natural Rubber)

น้ายางลาเท็กซ์ท่ีเก็บมาจากต้นยางพาราจะถูกทาให้เจือจางลงเหลือ
15% และทาให้ยางตกตะกอนโดยผสมด้วยกรดน้าส้มเจือจาง (Acetic
Acid; CH3 COOH) หรือกรดมดหรือกรดอินทรีย์ (Formic Acid ;
HCOOH) นายางที่ตกตะกอนมาอัดด้วยลูกกลิ้ง เพื่อไล่น้าออก จะได้เป็น
ยางแผ่น และนาไปทาให้แห้งด้วยการอบด้วยอากาศร้อนหรืออบด้วยควัน
ไฟ ยางแผน่ หรอื ยางทอ่ี ยใู่ นรูปแบบอื่นจะนาไปบดด้วยลูกกล้ิงท่ีหนัก แรง
เฉือนจะทาให้ห่วงโซ่ยาวของพอลิเมอร์แตกออกทาให้มวลโมเลกุลโดย
เฉลีย่ ลดลง

สรปุ

พลาสติกและอีลาสโตเมอร์เป็นวัสดุวิศวกรรมขั้นพื้นฐานท่ีสาคัญ
เพราะมันมีสมบัติกวา้ งขวาง ง่ายตอ่ การทาให้มีรูปต่างๆ ตามท่ีต้องการได้
และมีราคาถูกพอสมควร วัสดุพลาสติกสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด
คือ เทอรโ์ มพลาสติก และเทอรโ์ มเซททิงพลาสตกิ (เทอรโ์ มเซท)

สรปุ

เทอร์โมพลาสติกสามารถหลอมเหลวได้ด้วยความร้อน เมื่อเย็นจะ
แข็งและรักษารูปร่างไว้ได้ วัสดุประเภทนี้สามารถรีไซเคิลได้ เทอร์โม
เซททิงพลาสติกตามปกติจะทาให้มีรูปร่างต่าง ๆ ท่ีถาวรได้ด้วยความร้อน
และความดนั ซ่ึงปฏิกิริยานี้จะเกิดข้ึนด้วยการเกิดพันธะของอะตอมต่าง ๆ
เข้าด้วยกัน ทาให้เป็นของแข็งได้ เทอร์โมเซททิงอาจเกิดปฏิกิริยาท่ี
อุณหภูมิห้องได้ และไม่ต้องใช้ความร้อนและความกดดัน เทอร์โมเซททิง
พลาสติกไม่สามารถหลอมเหลวใหม่ได้ หลังจากท่ีทาให้แข็งหรือบ่ม
(curing) แล้ว แตถ่ ้าเผาทอ่ี ุณหภมู ิสงู จะสลายตัวได้

สรุป

สารเคมีท่ีใช้ผลิตพลาสติกส่วนใหญ่จะมาจากปิโตรเลียม แก๊ส
ธรรมชาติ และถ่านหิน วัสดุพลาสติกผลิตขึ้นมาได้จากกระบวนการพอลิ
เมอไรเซชันของโมเลกุลเล็ก ๆ เป็นจานวนมาก ซึ่งเรียกว่า โมโนเมอร์
(monomers) กลายเปน็ โมเลกลุ ใหญ่ เรียกวา่ พอลิเมอร์ (polymers) เทอร์
โมพลาสติกประกอบด้วยโมเลกุลท่ีเป็นโซ่ยาวและเกิดพันธะกันระหว่างโซ่
โมเลกุลด้วยแรงที่เรียกว่า secondary permanent dipole เทอร์โม
เซททิงพลาสตกิ เกดิ พันธะโคเวเลนตท์ แ่ี ข็งแรงระหว่างอะตอมต่าง ๆ