ตำรา-ภาคทฎษฎี

43

ตัวอย่างรวดเร็วหลังจากการผสม ดังนั้น จึงสามารถเติมสารตัวเติมลงไปได้ในปริมาณที่เล็กน้อยเท่าน้ั น
(โดยทว่ั ไปอยูใ่ นช่วง 10-30 phr)
ยางฟลูออโรคาร์บอนไมส่ ามารถเข้ากนั ไดก้ ับสารทา่ ใหย้ างนิ่มทีใ่ ช้กนั โดยทวั่ ไป ดงั น้ัน ในกรณ์
ต้องการปรับปรุงสมบัติในกระบวนการผลิต ก็สามารถทาได้โดยการเติม carnauba Wax หรือเติมพอลิเมอร์ที่
มีน้าหนักโมเลกุลต่าและมีโครงสร้างทางเคมีคล้ายกันกับ VF /HFPภายหลังการคงรูป การทา “post-curing”
ก็เป็นสิ่งที่จาเป็นสาหรับยางชนิดนี้ โดยทั่วไปจะนายางคงรูปที่ได้ไปอบที่อุณหภูมิประมาณ 200-260 oC เป็น
เวลา 24 ชว่ั โมง เพ่ือทาใหย้ างเกดิ การคงรูปไดอ้ ยา่ งสมบูรณ์และมคี วามหนาแนน่ ของการเช่ือมโยงสูงขึ้น ซ่ึงจะ
สง่ ผลทาให้ยางคงรปู ท่ีไดม้ สี มบตั ิเชงิ กลทด่ี ีและมคี า่ Compression set ตา่

3.12.4 การใชง้ าน
ยางฟลอู อโรคารบ์ อนสามารถใช้ในการผลติ ปลอกหมุ้ สายไฟหรือสายเคเบ้ิล โดยเฉพาะ
ในกรณีที่ต้องการความทนทานต่อความร้อน โอโซน สารเคมี และเปลวไฟสูงเป็นพิเศษ นอกจากนี้ยังสามารถ
นายางชนิดนี้ไปใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์อื่น ๆ โดยเฉพาะชิ้นส่วนยานยนต์ (รวมถึงชิ้นส่วนของเครื่องบินและ
จรวด) ได้แก่ ท่อน้ามันเชื้อเพลิง ยางโอริง ปะเก็น ยางซีล เป็นต้นอย่างไรก็ตาม การใช้งานของยางชนิดน้ี
คอ่ นข้างจากดั เนอื่ งจากยางชนดิ นมี้ รี าคาสูงมาก

3.13 ยางคลอโรซัลโฟเนตพอลเิ อทธลิ ีน
3.13.1 โครงสร้าง การผลิต และสมบัติท่ัวไปของยาง CSM
ยาง CSM เกิดจากการทาปฏิกิริยาระหว่างพอลิเอทิธิลีนและก๊าซผสมระหว่างก๊าซคลอรีนและก๊าซ

ซลั เฟอร์ไดออกไซด์ได้เปน็ พอลเิ มอรท์ ี่มโี ครงสร้างดงั นี้

ภาพที่ 3.15 สูตรโครงสรา้ งทางเคมขี องยาง CSM
[ ดัดแปลงมาจาก : ดร.พงษ์ธร แซ่อยุ ,หนงั สอื ยาง:ชนิดสมบตั ิและการใช้งาน ]

[ ที่มา:ดร.พงษธ์ ร แซ่อุย,ยาง:ชนิดสมบัติและการใช้งาน,หน้า 61 ]

44

ยาง CSM มีชื่อทางการค้าว่า Hypalon เป็นยางที่มีคลอรนี ตัง้ แต่ 24-43% โดยน้าหนักและมปี ริมาณ
ของกามะถันอยู่ในช่วง1.0-1.5% โดยน้าหนัก ทั้งคลอรีนและกามะถันจะกระจายตัวไม่เป็นระเบียบบนสายโซ่
หลักของโมเลกุลการคงรูปของยางชนิดนี้จะเกิดได้2ตาแหน่งคือตาแหนง่ คลอรีนและหมู่คลอโรซัลโฟนิค ข้ึนอยู่
กับสารคงรูปที่ใช้ ยางเกรดที่มีคลอรีนต่าประมาณ 25% เหมาะกับการนาไปใช้ในงานที่ตอ้ งการใช้ในสภาวะที่
ต้องการความทนทานต่อความร้อนสูงหรือต้องการความเป็นฉนวนสูง แต่งยางเกรดที่มีปริมาณคลอรีนสูงๆจะ
นาไปใช้ในงานทีต่ อ้ งการสมบตั คิ วามทนตอ่ ไฟเปน็ พิเศษ

3.13.2 สมบตั ิทัว่ ไป
สมบัติเชิงกล ยาง CSM มีสมบัติเชิงกลค่อนข้างดี Compression set โดยทั่วไป ยางชนิดนี้มีค่า

Compression set ไม่ดี
ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพ สายโซ่หลกั ของยาง CSM เป็นพนั ธะอิม่ ตัวหมด ยางCSMจึงมีความ

ทนทานต่อการเสื่อมสภาพอันเนื่องมาจากโอโซนและสภาพอากาศได้ดีเย่ียมและยางชนิดนี้ทนต่อการเปล่ยี นสี
จากแสงแดดและรงั สีอตุ ราไวโอเลตได้ดมี าก

ความทนทานต่อน้ามันและสารเคมี เนื่องจากคลอรีนในโมเลกลุ ยาง CSM มีความเป็นขั้วยางชนดิ น้ี
จึงทนน้ามันได้ปานกลางถึงดี ระดับความทนทานขึ้นอยู่กับปริมาณคลอรีน ทนต่อกรดและสารเคมีที่มีฤทธิ์กัด
กรอ่ นไดด้ เี ยี่ยม และยังทนต่อน้าร้อนได้ดีอีกด้วยโดยเฉพาะยางที่คงรปู ดว้ ยตะกว่ั ออกไซด์

การติดไฟ ยาง CSM มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ ยางชนิดนี้จึงมีสมบัติที่ไม่ลามไฟ คือ เมื่อนา
แหล่งกาเนิดเปลวไฟออก ไฟจะสามารถดับได้เอง ความสามารถในการดับไฟจะขึ้นอยู่กับปริมาณคลอรีนที่อยู่
ในโมเลกุล

สมบัติการหักงอที่อุณหภูมิต่า ยาง CSM มีข้อจากัดในการใช้งานที่อุณหภูมิต่าซึ่งจะอยู่ที่ปริมาณ
คลอรีน หากปริมาณคลอรีนสูง สมบัติการหักงอที่อุณต่าจะด้อยลง การเติมสารทาให้ยางนิ่มระหว่างการผสม
สารเคมียางจะชว่ ยใหส้ มบตั ดิ ีขึน้

การซึมผา่ นของก๊าซ ยาง CSM มีอตั ราการซึมผ่านของก๊าซตา่
อุณหภูมิการใช้งาน ยาง CSM มีอุณหภูมิการใช้งานในช่วง -10 oC ถึง 125oC และอาจจะสูงถึง 150
oC ถา้ ไม่ได้ใชง้ านท่ีอณุ หภมู สิ ูงต่อเนอ่ื ง

3.13.3 การผสมเคมยี าง
เนื่องจากหมู่ซัลโฟนิลในยาง CSM มีความว่องไวต่อปฏิกิริยาสูง ยางชนิดนี้จึงสามารถคงรูปได้โดยใช้
ระบบการคงรูปหลายระบบ แต่โดยทั่วไป นิยมใช้ MgO ในการคงรูปยางและต้องมีการเติมกรดอ่อน (เช่น
กรดสเตียริค) ลงไปในปรมิ าณเล็กน้อยรว่ มกบั การเติมสารตวั เร่งปฏิกิรยิ า เช่น TMTD DPT และ MBT เป็นต้น
สาหรับในกรณีที่ต้องการยางคงรูปที่ทนต่อน้าได้ดี ก็สามารถใช้ลิธาร์จ (PbO) แทน MgO ได้ ซึ่งการเชื่อมโยง
จะเกิดผ่านปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะออกไซด์และหมู่คลอโรซัลโฟนิล ทาให้เกิดการเชื่อมโยงผ่านพันธะ

45

metalSulfonate (-SO3- -Me -O3S-)โลหะออกไซด์ในระบบนี้นอกจากจะทาหน้าที่เป็นสารทาให้ยางคงรูป
แล้ว ยังทาหน้าท่ีเปน็ ตวั จับกรดทีเ่ กิดขึน้ อีกดว้ ย ทาใหใ้ นระบบยงั คงมีค่าความเป็นกรด-ด่างที่เหมาะสมสาหรับ
การเกดิ ปฏกิ ิรยิ าคงรูป อยา่ งไรกด็ ี ควรหลีกเลี่ยงการเติมสารประกอบของสงั กะสีรวมถึง ZnO ลงไปในระบบน้ี
เนื่องจากสารเคมีดังกล่าวจะทาให้ยางเกดิ การเส่ือมสภาพเมื่อได้รับความร้อนหรือในระหวา่ งการใช้งานในบาง
กรณีอาจใช้สารประกอบไดเอมีนหรอื ใชเ้ พอร์ออกไซด์เป็นสารทาให้ยางคงรูปได้เช่นกัน โดยในระบบที่ใชเ้ พอร์
ออกไซด์จ าเป็นต้องเติมตัวจับกรดและสารกระตุ้นร่วม เช่น tiallyl Cyanurate (TAC) หรือ triallyl
trimelitate (TATM) ลงไปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการเกิดปฏิกิริยา (ในบางกรณี อาจใช้
methylenebismaleimide (HVA-2) ร่วมกับสารตัวเร่งปฏิกิริยาในกลุ่มเอมีนแทน) และสารตัวเติมที่ใช้ควรมี
คา่ ความเป็นกรด-ด่างเทา่ กับ 7 หรอื สงู กว่า (เชน่ ซิลกิ า CaCO3 ทลั คมั และดินขาว เปน็ ตน้ ) ยางคงรูปท่ไี ด้จาก
การคงรูปด้วยเพอร์ออกไซด์จะมีความทนทานต่อความร้อนสูงและมีค่า Compression set ต่าสารทาให้ยาง
นิ่มที่นิยมใช้กับยางชนิดนี้ได้แก่ dioctyl adipate และ diocty sebacate เพราะสารทั้งสองชนิดดังกล่าวไม่
ทาปฏกิ ิรยิ ากบั เพอร์ออกไซด์

3.13.4 การใชง้ าน
ยาง CSM ส่วนใหญ่ถูกนาไปใชใ้ นการผลิตผลติ ภณั ฑ์ที่ตอ้ งการสมบตั คิ วามทนทานต่อความร้อน เปลว
ไฟ โอโซน สภาพอากาศ สารเคมี และน้ามันสูง ๆ เช่น ปลอกหุ้มสายเคเบิ้ล ท่อยาง ยางหุ้มลูกกลิ้ง ยางบุผนงั
ทอ่ ท่ีต้องทนต่อกรด แผน่ ยางมุงหลังคา (roofing) แผน่ ยางรองสระน้า เรอื ยาง (สาหรับการลอ่ งแกง่ )

3.14 ยางพอลอิ ะไครเลตหรือยางอะไครลคิ
3.14.1 โครงสรา้ ง การผลิต และสมบัตขิ องยาง ACM
ยาง ACM เป็นโคพอลเิ มอร์ระหว่างมอนอเมอร์อะไครเลตกับมอนอเมอร์ท่วี ่องไวต่อการทาปฏิกิริยาคง

รูป ยางที่ได้จะมีการจัดเรียงตัวโมเลกุลแบบอสณั ฐานและในสายโซ่หลักของโมเลกุลเปน็ พันธะอิ่มตัวหมด ยาง
ชนิดนี้จึงมีความเป็นขั้วที่สูงมาก ยางจึงทนต่อน้ามัน ความร้อน สภาพอากาศ และโอโซนได้เป็นอย่างดี สมบัติ
เหล่านี้ของยาง ACM อยู่ระหว่างยาง NBRและยาง FKM รูปที่3.16 จะแสดงชนิดของอะไครเลตมอนอเมอร์ท่ี
นยิ มใชใ้ นการสังเคราะหย์ างพอลิอะไครเลต

46

ภาพท่ี 3.16 ชนิดของอะไครเลตมอนอเมอร์ที่นยิ มใชใ้ นการสงั เคราะหย์ างพอลิอะไครเลต
[ ทีม่ า:ดร.พงษธ์ ร แซ่อยุ ,ยาง:ชนดิ สมบตั แิ ละการใชง้ าน,หนา้ 63 ]

ชนิดของอะไครเลตที่ใช้ในการสังเคราะห์ยางจะมีผลอย่างมากต่อสมบัติต่างๆ ของยางอะไครลิค เช่น
ยางอะไครลิคที่สงั เคราะห์จาก polyethyl acrylate จะมีความเป็นขั้วสูงทาใหท้ นต่อน้ามันและความร้อนไดด้ ี
แต่ยางที่ได้ก็จะมีค่าอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูงประมาณ -21 oC ทาให้ยางมีสมบัติการหักงอท่ี
อุณหภูมิต่าไม่ดี แต่ยางที่สังเคราะห์จาก polybutyl acrylate จะมีอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วต่ามาก
ประมาณ -49 oC ยางจึงมีสมบัติการหักงอที่ที่อุณหภูมิที่ต่ากว่า แต่สมบัติความทนทานต่อน้ามันจะด้อยกว่า
ยางทีส่ ังเคราะหจ์ าก polyethyl acrylate

โดยท่วั ไปปรมิ าณของมอนอเมอร์ที่ว่องไวต่อปฏกิ ริ ิยาคงรปู นัน้ จะมนี ้อยประมาณ <5%โดยนา้ หนกั มอ
นอเมอรเ์ หล่านี้มีผลนอ้ ยมากต่อสมบตั ิความทนทานต่อน้ามัน ความทนทานตอ่ ความร้อนและสมบัติการหักงอท่ี
อุณหภมู ิต่าของยางอีกดว้ ย แต่มอนอเมอร์เหล่าน้ีจะเป็นตวั กาหนดลักษณะการคงรูปของยาง เพราะในโมเลกุล
ของมอนอเมอร์จะมีหมู่ฟังกช์ นั่ ท่ีนอกจะช่วยเพิ่มอัตราเร็วในการเกิดปฏิกริ ิยาคงรูปแล้ว ยังช่วยปรับปรุงสมบัติ
เชงิ กลของยางคงรปู ดว้ ย

มอนอเมอร์ที่ว่องไวต่อการทาปฏิกิริยาคงรูปแบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก ได้แก่กลุ่มที่มีคลอรีนเป็น
องค์ประกอบและกลุ่มที่ไม่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ รูปที่ 3.16 ชื่อและโครงสร้างทางเคมีของมอนอเมอร์ที่
ว่องไวต่อปฏิกิริยาคงรูปที่นิยมใช้มากที่สุด ส่วนรูปที่ 3.17 ตัวอย่างสูตรโครงสร้างทางเคมีของยางพอลิอะไคร
เลตทม่ี ีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ

47

ภาพท่ี 3.17 ชนิดของมอนอเมอร์ท่ีว่องไวต่อปฏกิ ริ ิยาคงรูปทน่ี ิยมใช้มากทสี่ ุด
[ ดดั แปลงมาจาก : ดร.พงษ์ธร แซ่อุย,หนังสอื ยาง:ชนดิ สมบตั ิและการใช้งาน ]

[ ทีม่ า:ดร.พงษ์ธร แซ่อุย,ยาง:ชนดิ สมบัตแิ ละการใชง้ าน,หน้า 64 ]

รปู ท่ี 3.18 ตัวอยา่ งสูตรโครงสร้างทางเคมขี องยางพอลิอะไครเลตทมี่ ีคลอรนี
[ ดัดแปลงมาจาก : ดร.พงษ์ธร แซ่อุย,หนงั สือยาง:ชนดิ สมบตั แิ ละการใชง้ าน ]

[ ทมี่ า:ดร.พงษธ์ ร แซ่อุย,ยาง:ชนิดสมบัตแิ ละการใชง้ าน,หนา้ 64 ]
3.14.2 สมบัตทิ ั่วไป

สมบัติเชิงกล สมบัติความทนทานต่อแรงดึงของยางอะไครลิคจะไม่ดีเท่ากับยางธรรมชาติหรือยาง
NBR แต่มีค่าสูงเพียงพอที่จะสามารถนาไปใช้งานส่วนใหญ่เมื่อนาไปใช้งานจะเติมสารตัวเติมเข้าช่วย สารตัว
เติมทน่ี ยิ มมาใช้ไดแ้ ก่ เขม่าดา เกรด N326และN550 ซิลกิ าและอลูมิเนียมซิลเิ กต

ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพ สายโซ่หลกั ของยางชนิดนี้มคี วามอิ่มตวั ดังนั้นยางชนิดน้ีจะมีความ
ทนต่อการเสื่อมสภาพจากออกซิเจน โอโซนและความร้อนได้ดีโดยที่ไม่เป็นจาเป็นต้องเติมสารตัวเติมเข้าช่วย
แต่ยางอะไครลิคที่คงรูปแล้วจะอ่อนลงค่อนข้างมากที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากยางชนิดนี้มีคว ามเป็นเทอร์โม
พลาสตกิ คอ่ นขา้ งสูง

ความทนทานต่อน้ามันและสารเคมี ยางอะไครลิคมีความเป็นขั้วสูงทาให้ยางชนิดนี้ทนต่อน้ามันท่ี
อุณหภมู ิห้องและท่ีอณุ หภูมิสูงได้ดีมากแต่จะด้อยกว่ายาง FKM ชนิดเดียว นอกจากนี้ยังทนต่อสารเคมีมีจะเติม
ในน้ามันบางประเภทซึ่งแตกต่างจากยางNBR ทาให้ยางชนิดนี้เข้ามามีบทบาทแทนยาง NBR ในการใช้งาน

48

หลากหลายชนิด แต่ความทนทานต่อน้ามันจะขึ้นอยู่กับชนิดของอะไครเลตมอนอเมอร์ ยางที่สังเคราะห์จาก
ethyl acrylate จะทนต่อน้ามันได้ดี แต่สมบัติของยางที่อุณหภูมิต่าจะไม่ดี แต่ยางที่สังเคราะห์จาก butyl
acrylate แมว้ ่าจะให้สมบัติของยางท่ีอุณหภมู ิตา่ ไดด้ ีกว่าแตส่ มบตั ิความทนทานต่อน้ามันจะด้อยลง ยางชนิดน้ี
บางเกรดจงึ เกิดการผสมระหว่างมอนอเมอร์อะไครเลตหลายชนิด เพื่อให้ไดย้ างท่ีมีสมบตั ิตรงความต้องการ แต่
อย่างชนิดนี้จะทนต่อน้ามันแต่จะไม่ทนสารเคมีและไม่ทนต่อน้ามันเชื้อเพลิงด้อยกว่ายาง NBRและFKM
นอกจากนี้ยางชนิดนี้จะไม่ทนต่อน้าและสารเคมีอีกด้วยเนื่องจากหมู่เอสเทอร์ในโมเลกุลของยางทาให้
เกิดปฏกิ ิรยิ าชาปอนนฟิ ิเคชัน่ ไดง้ า่ ย

สมบัติการหักงอที่อุณหภูมิต่า ยางอะไครลิคที่สังเคราะห์จาก ethyl acrylate จะมีอุณหภูมิการแข็ง
เปราะประมาณ -18 oC อาจจะยังตา่ ไมเ่ พยี งพอจงึ เติมสารเติมทาใหย้ างน่ิมจาพวก polyester ether ลงไป ซ่ึง
สารนี้ทาให้ยางน้ีทาให้อุณหภูมิการแข็งเปราะลดลงโดยไม่มีผลต่อสมบัติความทนทานต่อความร้อนของยางคง
รูป แต่จะสารทาให้ยางนิ่มจะส่งผลทาใหส้ มบัติ compression set ด้อยลง นอกจากการเติมสารทาให้ยางนิ่ม
การเปลี่ยนเกรดของยางโดยใช้ยางเกรดที่สงั เคราะหจ์ าก butyl acrylate กจ็ ะชว่ ยให้สมบตั ิหักงอที่อุณหภูมิต่า
ดขี ้ึน

อุณหภูมิการใช้งาน อุณหภูมิการใช้งานของยางชนิดนี้อยู่ระหว่าง -10 oC ถึง 150 oC แต่ว่ายางบาง
เกรดจะใช้งานที่อุณหภมู ิต่าถึง -40 oC ในกรณีที่ยางไม่ได้ใช้อุณหภมู ิสูงอย่างต่อเนื่องจะใชง้ านท่ีอุณหภมู ิสูงถึง
175 oC

3.14.3 การผสมเคมียาง
ยางอะไครลิคไมส่ ามารถเกิดการคงรูปได้โดยใช้ระบบกามะถันเน่ืองจากในสายโซ่หลักของโมเลกุลไม่มี

พนั ธะคอู่ ยู่ นอกจากนี้ ยางชนดิ นีย้ งั ไมส่ ามารถคงรูปโดยใช้ระบบเพอรอ์ อกไซด์ไดเ้ ชน่ กัน โดยท่วั ไป ยางเกรดท่ี
มี chloroethy vinyl ether เป็นองค์ประกอบ ส่วนใหญ่จะเกิดการคงรูปโดยการใช้ไธโอยูเรีย และ ได- หรือ
พอลเิ อมีน เชน่ ETU/Pb3O4/hexamethylenediamine carbamate/basic Pb-phosphite เป็นต้น สาหรบั
ยางเกรดที่มี Vinylchloro acetate เป็นองค์ประกอบ นิยมใช้ metal soaps เช่น โปแตสเซียมสเตียเรต (K-
stearate) หรือโซเดียมสเตียเรต (Na-stearate) ร่วมกับกามะถันหรือสารที่ให้กามะถันในปริมาณเล็กน้อย (~
0.3 phr) ในการคงรปู ในกรณนี ี้ กามะถันหรอื สารที่ให้กามะถันจะทาหนา้ ท่ีเป็นตวั เรง่ ปฏิกิริยาระบบการคงรูป
นีจ้ ะไม่ว่องไวมากนัก ทาใหโ้ อกาสเสีย่ งต่อการเกิดยางตายในระหว่างกระบวนการผลิตตา่ และลดปัญหาการกัด
กร่อน (corrosion) ท่อี าจเกิดข้ึนในระหว่างการคงรปู อกี ดว้ ย ปฏกิ ริ ิยาการเชือ่ มโยงของระบบนีจ้ ะเกิดได้เร็วขึ้น
ในระบบที่มี MgO อยู่ด้วย แต่จะเกิดได้ช้าลงหากในระบบมีกรด (เช่น กรดสเตียริค)อยู่ด้วย ส่วนยางเกรดที่มี
ไกลชดิ ิล (glycidil) เป็นองค์ประกอบกจ็ ะนยิ มใช้ ammonium benzoate หรือ am-monium adipate เป็น
สารทาให้ยางคงรูปแทนการใช้ metal Soaps และกามะถัน เพราะยางคงรูปที่ได้จะมีค่า compression set
ที่ต่ากว่า โดยทั่วไป ยางอะไครลิคเกรดที่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นหากมีการ

49

เติมตัวจับกรด HCI ลงไป ซึ่งตัวจับกรดที่นิยมใช้กับยางชนิดนี้ ได้แก่ basic Pb-phosphite และ Pb-
phthalate หรอื Pb3O4

การเติมสารทาให้ยางนิ่มลงไปเล็กน้อย ( 5-10 phr ) จะช่วยปรับปรุงสมบัติการหักงอที่อุณหภูมิต่า
ของยางแต่สารทาให้ยางนิ่มที่ใช้ได้ดีกับยางอะไครลิคนอกจาก จะต้องเป็นสารที่เข้า กันได้ดีกับยางซึ่งมีความ
เป็นขั้วสูงแล้วยังต้องระเหยได้ยากอีกด้วยเพราะไม่เช่นนั้นทาให้ยางนิ่มเหล่านี้ ก็จะระเหยออกไปหมดใน
ระหว่างการทา “ Post Curing ” เพราะ โดยปกติแล้วก่อนที่จะนายางคง รูปไปใช้งานจะต้องนายางคงรูปไป
อบในตู้อบที่มีอากาศหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 150-175 oC เป็น เวลา 6 ชั่วโมง ( การทา post
Curing จะทาให้ปฏิกิริยาคงรูปเกิดได้สมบูรณ์และยางคงรูปที่ได้จะมีสมบัติทางกายภาพดีขึ้น โดยเฉพาะค่า
compression Set ) ตัวอย่างของสารทาให้ยางนิ่มที่นิยมใช้ได้แก่ polyether esters หรือ polyesters เป็น
ต้นส่วนในกรณีที่ต้องการเพิ่มสมบัติความเหนียวตดิ กันให้แก่ยางก็สามาร เติมคูมาโรนอินดีนเรซินลงไปได้สาร
เนื่องจากยางอะไครลิคมีความ สามารถ ในการไหลต่าทาให้มีกระบวนการผลิตที่ค่อนข้างยากดังนั้นจึง
จาเป็นต้องมีการเติมสารช่วย ในกระบวนการผลิตลงไปตัวอย่างของสารช่วยในกระบวนการผลิตได้แก่ กรดส
เตียริค มีฤทธิ์หน่วง ปฏิกิริยาคงรูป zinc Soaps มี ฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาคงรูปหรืออาจใช้ penterthritol
tetrastearate ซึง่ ไม่มีผลต่อการเกิดปฏิกริ ิยาคงรูปของยาง

3.14.4 การใช้งาน
ยางอะไครลิคส่วนใหญ่นาไปใช้งาน ในกรณีที่ต้องการทั้งความทนทานต่อความร้อนและน้ามัน

โดยเฉพาะผลิตภณั ฑช์ ิ้นส่วนยานยนต์เชน่ ยางโอรงิ ปะเกน็ ทอ่ นา้ มนั วาวล์ และ lip seal

3.15 ยางอพิ ิคลอโรไฮดรนิ
3.15.1 โครงสรา้ ง การผลติ และสมบัตขิ องยางอิพคิ ลอโรไฮดริน
ยางอิพิคลอโรไฮดรินเป็นพอลิเมอร์อิม่ ตัวที่มีสายโซ่หลักเปน็ พอลิอีเธอร์และมีหมู่คลอโรเมทธิลเป็นก่งิ

ก้าน ยางชนิดน้เี ปน็ ได้ 3 ชนิดหลกั ๆคือ
1. โฮโมพอลิเมอร์ของอิพิคลอโรไฮดรนิ (ยาง CO) จะทาปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชั่นแบบเปิดวงแหวน
ของอิพิคลอโรไฮดรินท าให้ได้พอลิเมอร์ทีเป็นอสัณฐานที่ มีโ ครงสร้างในสายโ ซ่หลั กเ ป็น
polyethylene ether และมีหมู่คลอโรเมธิลเป็นกิ่งก้าน ซึ่งหมู่คลอโรเมธิลจะทาให้ยางชนิดน้ี
สามารถเกิดการคงรูปได้ ยางชนิดนีม้ ีความเปน็ ขั้วค่อนข้างสูง จงึ มีสมบตั กิ ารทนนา้ มันได้ดีแต่จะมี
ค่าอุณหภูมิของการเปล่ียนสถานะคล้ายแก้วค่อนขา้ งสงู จึงมีสมบัตกิ ารหักงอท่ีอณุ หภมู ติ า่ ไม่ดี
2. โคพอลเิ มอร์ของอิพิคลอโรไฮดรินและเอทธิลีนออกไซด์(ยาง ECO) ไดจ้ ากการนาเอาเอทธิลีนออก
ไซด์ไปพอลิเมอร์ไรเซชั่นร่วมกับอิพิคลอโรไฮดริน ทาให้ยางที่ได้มีอุณหภูมิของการเปลี่ยนสถานะ
คล้ายแก้วตา่ ลง

50

3. เทอร์พอลิเมอร์ระหว่างอิพิคลอโรไฮดริน เอทธิลีนออกไซด์ และมอนอเมอร์ชนิดที่ไม่อิ่มตัว ยาง
GECOหรือเรียกว่ายาง ETER การเติมมอนอเมอร์ชนิดที่สามลงไปทาให้ยางชนิดนี้คงรูปได้โดยใช้
ระบบกามะถันและเพอร์ออกไซด์ แต่พันธะคู่ที่เติมลงไปไม่ได้อยู่ในสายโซ่หลักของยาง คล้ายกัน
กับกรณียาง EPDM ดังนั้นการเตมิ มอนอเมอร์ตัวทีส่ ามลงไปจึงไม่ทาให้เกิดผลเสียต่อสมบัติความ
ทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากปจั จยั ต่างๆ

ภาพท่ี 3.19 โครงสร้างทางเคมีของยางอิพคิ ลอโรไฮดริน
[ ดดั แปลงมาจาก : ดร.พงษธ์ ร แซ่อุย,หนังสอื ยาง:ชนิดสมบตั ิและการใช้งาน ]

[ ท่มี า:ดร.พงษธ์ ร แซ่อุย,ยาง:ชนดิ สมบตั แิ ละการใช้งาน,หนา้ 67 ]

ยาง CO มีความเข้มข้นของหมู่คลอโรเมทธิลสูงสุดยางชนิดนี้จึงมีอัตราเร็วในการคงรูปสูงที่สุดและมี
ความเปน็ ข้วั มากที่สุด ยางจงึ ทนต่อนา้ มันและความร้อนไดด้ ีท่ีสุดนอกจากนี้ ยาง CO ยังมอี ตั ราการซึมผ่านของ
ก๊าซต่ามากและมีความต้านทานต่อการติดไฟได้ดีแต่สมบัติการหักงอที่อุณหภูมิตา่ ของข้างด้อย ส่วนยาง ECO
หรือ ยาง GECO มีปริมาณของหมู่คลอโรเมทธิลต่ากว่า ทาให้ยางมีสมบัติที่ดีทางความร้อน ความทนทานต่อ
น้ามันและการหกั งอที่อณุ หภูมิต่าแต่คลอรีนที่อยู่ในโมเลกลุ เหล่านี้จะส่งผลให้ยางมีแนวโน้มที่จะตดิ กับลูกกล้งิ
งา่ ยทาใหก้ ระบวนการผลิตเปน็ ไปด้วยความยากลาบากจึงจาเปน็ ต้องเติมสารชว่ ยในกระบวนการผลติ ลงไปดว้ ย

ยางอิพคิ ลอโรไฮดรินทั้งสามชนิดจะมกี ารจัดเรยี งตัวแบบอสัณฐานและไมส่ ามารถตกผลึกได้ แม้วา่ จะ
เกบ็ ยางชนดิ นไ้ี วท้ ี่อณุ หภูมติ ่า ยางชนิดนีก้ ็จะไม่เกิดการแขง็ ตวั จากการตกผลึกด้วยเหตนุ ้ีจงึ นยิ มนายาง ECO ไป
ใชง้ านที่มีอุณหภูมติ า่ มากๆ โดยเฉพาะในกรณที ่ตี ้องการสมบัติ Compression set ทีด่ ีในอุณหภูมดิ งั กล่าว

51

3.15.2 สมบตั ทิ วั่ ไป
ยางอิพคิ ลอไรไฮดรินเป็นยางที่มีสมบัติเด่นหลายประการนอกจากยางฟลูออโรคาร์บอนแล้วยางชนิดน้ี

มคี วามทนทานต่อน้ามันและนา้ มันเช้ือเพลิงสูงท่ีสดุ นอกจากนย้ี ังสามารถทนต่อความร้อนและโอโซนได้อย่างดี
เยีย่ ม มอี ตั รการซึมผา่ นของก๊าซตา่ ทีส่ ดุ ทนตอ่ การติดไฟไดด้ ีและสมบตั ิการหักงอที่อุณหภูมิต่าดมี ากอีกด้วย

สมบัติเชิงกล เมื่อเทียบกับยางชนิดพิเศษอื่นๆแล้ว ยางอิพิคลอโรไฮดรินจะเป็นยางที่มีสมบัติเชิงกล
ค่อนข้างสูงแต่จะต่ากว่ายางไดอีนส่วนใหญ่ ความแข็งของยางที่ใช้งานจะอยู่ในช่วง 60 ถึง 80 shore A ส่วน
ค่า compression set จะขึ้นอยู่กับระบบการคงรูปซึ่งยางชนิดนี้จะมีค่า compression set ต่ามากหากใช้
ระบบการคงรูปทเ่ี หมาะสม

ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพ สายโซ่หลักของยางชนิดนี้มีความอิ่มตัวสูงดังนั้น ยางจึงทนต่อการ
เส่ือมสภาพจากออกซิเจน โอโซน และความร้อนได้ดแี ต่จะไมท่ นตอ่ รงั สีท่ีมีพลงั งานสูง

ความทนทานตอ่ นา้ มนั และสารเคมี ยางมคี วามเปน็ ขั้วสูง ยางจงึ ทนต่อน้ามัน น้ามนั เช้อื เพลงิ รวมถึง
ตัวทาละลายไฮโดรคาร์บอนทีไ่ ม่มีข้ัวได้ดี ยาง COจะทนต่อน้ามันได้ดีกวา่ ยาง ECOและยาง GECO ตามลาดบั
เมื่อเปรียบเทียบกับยาง NBR ยางชนิดนี้มีความทนทานต่อน้ามันสูงกว่า มีสมบัติการหักงอที่อุณหภูมิต่าดีกว่า
และมีความทนต่อความร้อนและโอโซนสูงกว่า แต่ยางชนดิ นี้จะไม่ทนต่อน้าร้อน ไอน้า น้ามันเบรกท่ีมีไกลคอล
เปน็ องค์ประกอบ และตวั ทาละลายทีม่ วี งแหวนหรอื คลอรนี เปน็ องคป์ ระกอบ

การติดไฟ อะตอมของคลอรนี ทาใหย้ างชนดิ นี้มีความทนต่อการตดิ ไฟไดเ้ ป็นอย่างดี
สมบัติการหักงอที่อุณหภูมิต่า ยาง CO มีอุณหภูมิแข็งเปราะประมาณ -23 oC แต่ยาง ECOและยาง
EGCO มคี ่าอุณหภมู ิการแขง็ เปราะประมาณ -40 oC ดงั นน้ั จงึ สามารถปรับอณุ หภมู กิ ารแข็งเปราะยางได้โดยนา
ยาง CO มาผสมกบั ยาง ECO ในอตั ราสว่ นต่างๆ
ความเปน็ ฉนวนไฟฟา้ ยางชนดิ นมี้ คี วามเป็นขั้วสงู จึงมสี มบตั ิความเปน็ ฉนวนท่ีไมด่ ี
การซึมผา่ นของกา๊ ซ ยางอิพิคลอโรไฮดรินมีอัตราการซึมผา่ นของก๊าซต่ามากโดยเฉพาะยาง CO มีอตั ราการซึม
ผ่านของก๊าซต่ากว่ายางบิวไทล์ แต่ยาง ECO และยาง EGCO จะมีอัตรการวึมผ่านของก๊าซสูงกว่ายาง CO
เลก็ น้อย ใกล้เคียงกบั ยางบวิ ไทล์ที่มีปริมาณอะไครโลไนไตร์ลปานกลางถึงสงู
อณุ หภูมิการใชง้ าน ยาง CO สามารถนาไปใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิ -15 oC ถึง 130 oC ในขณะท่ียาง
ECOและยาง EGCO จะมีชว่ งอณุ หภูมิการใช้งานอยูใ่ นช่วง -40 oC ถึง 120 oC

3.15.3 การผสมเคมียาง
ยาง CO และยาง ECO ไม่มพี ันธะคู่อยู่ในโมเลกุล จงึ ไม่สามารถคงรูปได้ด้วยระบบกามะถันหรือระบบ

เพอร์ออกไซด์ โดยทั่วไป ยางเหล่านี้สามารถคงรูปได้ด้วยไธโอยูเรีย เช่น ethylenethiourea (ETU) หรืออาจ
ใช้ไดเอมีน ซึ่งสารทาให้ยางคงรูปเหล่านี้จะเข้าทาปฏิกิริยากับหมู่คลอโรเมทธิลในโมเลกุลยาง แต่สาหรับยาง
GECO ซึ่งมีพันธะคู่อยู่ในโมเลกุล จึงนอกจากจะสามารถคงรูปได้ด้วย ETU แล้ว ยังสามารถคงรูปได้โดยใช้
ระบบกามะถันหรือเพอร์ออกไซด์ได้อีกด้วย และเนื่องจากยางอิพิคลอโรไฮดรินทั้งสามชนิดมีความว่องไวต่อ

52

ปฏิกิริยาคงรูปแตกต่างกันยาง CO ว่องไวที่สุดเนื่องจากมีหมู่คลอโรเมทธิลในปริมาณสูงสุด ยางจึงต้องการ
ETU ในปริมาณท่ีแตกตา่ งกนั การใช้ ETU รว่ มกับตัวจบั กรดที่เหมาะสมจะทาให้ไดย้ างคงรปู ท่ีมีระดับของการ
คงรูปสูงสุด ยางคงรูปที่ได้ก็จะมีสมบัติเชิงกลดีที่สุด นอกจากนี้ ยางยังมีสมบัติความด้านทานต่อการล้าตัว
(dynamic fatigue) ความทนทานต่อน้ามัน อากาศร้อน และโอโซนดีที่สุดอีกด้วย แต่เนื่องจาก ETU มีความ
เป็นพิษสูงและทาให้แม่พิมพ์สกปรก (mould fouling) ดังนั้น ในบางครั้งอาจใช้ diethyl thiourea (DETU)
หรอื trimethy thiburea แทน แม้ว่าสารทาให้ยางคงรูปทั้งสองชนิดน้ีจะให้ยางคงรูปที่มีสมบัติเชิงกลด้อยกว่า
ETU ก็ตามสาหรับยาง GECO การคงรูปด้วย ETU จะทาให้ยางคอมพาวด์มีระยะเวลาที่ทาให้เกิดยางตาย
(Scorch time) ที่สนั้ มาก ยางจะมีระดบั ของการคงรปู ต่าและยึดตดิ กับโลหะและผ้าใบได้ไมด่ ี แตย่ างคงรูปท่ีได้
จะมีความทนทานต่อแรงดึงและความทนทานต่อการฉีกขาดสูงมีค่า Compression set และความทนทานต่อ
การหักงอปานกลาง และมีความทนทานต่อความร้อน น้ามนั และนา้ มนั เชอ้ื เพลงิ ได้เปน็ อยา่ งดี แต่การใชร้ ะบบ
การคงรูปด้วยกามะถันและสารตัวเร่งปฏิกิริยา แม้ว่าจะทาให้ยางคอมพาวด์คงรูปได้ช้าลง จึงส่งผลดีต่อ
กระบวนการผลิต แตย่ างทไ่ี ด้ก็จะสามารถยึดติดกับโลหะผ้าใบได้ดีย่ิงขนึ้ นอกจากน้ี ยางคงรูปที่ได้ก็จะมีความ
ทนทานต่อการหักงอและความทนทานต่อการฉีกขาดสูงสุด แต่ค่า compression set และสมบัติด้านความ
ทนทานต่อความร้อน นา้ มนั และโอโซนจะด้อยกว่าการคงรูปด้วย ETU ส่วนการคงรปู ดว้ ยเพอร์ออกไซด์จะทา
ให้ยางมีค่า Compression set และความทนทานต่อความร้อน น้ามัน และโอโซนดีมาก แต่ยางคงรูปก็จะมี
สมบัติเชิงกลและสมบัติเชงิ พลวตั ต่าเนือ่ งจากโมเลกุลยางมคี ลอรีนเป็นองคป์ ระกอบ ดังนั้น การเติมตัวจบั กรด
HCI ทเี่ กดิ ขนึ้ ในระหว่างการคงรูปจงึ เป็นส่ิงจาเป็น ตัวจบั กรดทน่ี ยิ มใช้ ไดแ้ ก่ Pb3O4 และ MgO นอกจากน้ี ยัง
สามารถใช้ dibasic Pb-phosphite หรือ dibasic Pb-phthalate ได้อีกดว้ ย โดยเฉพาะในกรณีทตี่ ้องการยาง
คงรปู ที่มคี วามทนทานตอ่ ความร้อนสงู อยา่ งไรกด็ ี การใช้ Pb3O4 เพียงอยา่ งเดยี วแม้วา่ จะทาให้ยางคงรูปท่ีได้มี
สมบัติเชิงกลและมีความทนทานต่อความร้อนที่ดี แต่ Pb3O4ก็ทาให้แม่พิมพ์สกปรกและยางก็เกิดการคงรูปได้
ช้า ดังน้นั จงึ นิยมใช้ Pb3O4ร่วมกบั MgO ในปรมิ าณเล็กน้อย (2 phr) แต่เนอื่ งจาก MgO กระจายตัวในยางได้
ยากและทาให้ยางเหนียวติดกับลูกกล้ิง ดังนั้น จึงควรใช้ MgO เกรดที่เคลือบผิวด้วยไขพาราฟิน (paraffin
wax) โดยทั่วไปแล้ว ตัวจับกรดควรได้รับการเติมลงไปในยางในช่วงเริ่มต้นของการผสมและต้องมีการควบคุม
ระยะเวลาและอุณหภูมิของการผสมไม่ให้สูงเกินไปเพื่อป้องกันการกัดกร่อนโลหะของยางสารป้องกันการ
เสื่อมสภาพที่นิยมใช้กับยางอิพิคลอโรไฮดรินที่คงรูปด้วย ETU ได้แก่ Ni-dimetidithiocarbamate แม้ว่า Ni-
dibutyldithiocarbamate จะมีประสิทธิภาพในการป้องกันยางสูงกว่า แต่สารเคมีชนิดหลังนี้สามารถละลาย
ได้ในน้ามันและน้ามันเชื้อเพลิง ทาให้มันสามารถถูกชะออกไปได้ในระหว่างการใช้งาน โดยทั่วไป จึงนิยมใช้
สารเคมที ้งั สองชนิดผสมกัน แต่สารเคมที ้งั สองชนิดดังกล่าวจะไม่มีประสทิ ธิภาพในการป้องกันยางในกรณีท่ียาง
ได้รับการคงรูปด้วยระบบกามะถันหรือเพอร์ออกไซด์ ซึ่งในกรณีหลังนี้นิยมใช้สารป้องกันการเสื่อมสภาพที่ใช้
สาหรบั ยางชนิด

อ่ืนๆทัว่ ไป เชน่ 2-mercapto benZimidazole (MBI) หรือ 2,2-methylene-bis-(4-methyl-6-
tert.butylphenol) (BPH) เปน็ ตน้ การเติมสารชว่ ยในกระบวนการผลิตนอกจากจะช่วยปรับปรงุ สมบัติของ

53

ยางไม่ใหเ้ หนยี วตดิ ลูกกลิง้ แล้ว ยังช่วยทาใหส้ ารตวั เตมิ กระจายตัวในยางไดด้ ีอกี ดว้ ย สารชว่ ยในกระบวนการ
ผลิตที่ใชก้ นั มาก ไดแ้ ก่ พอลิเอทธิลนี และไข เปน็ ต้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้ Sorbitol monostearateหรือ
อาจใช้ Zn Soaps ของกรดไขมนั ที่ไม่อิ่มตวั แทนได้

3.15.4 การใชง้ าน
แม้ว่ายางชนิดนี้จะมีสมบัติที่ดหี ลายประการ แต่ยางชนิดนีไ้ ม่นิยมนามาใชม้ ากนักเนื่องจากยางชนิดน้ี
มีฤทธิ์กัดกร่อนโลหะและยางจะอ่อนตัว เกิด reversion หากได้รับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงเป็นระยะเวลานาน
นอกจากนี้ยางชนิดนี้ยังมีราคาแพงมากตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ยางที่ทาจากยางอิพิคลอโรไฮดริน ได้แก่ ซีล
ปะเก็น ท่อน้ามนั ปลอกหมุ้ สายเคเบลิ้ ลกู กลิ้งในเครอื่ งพิมพ์ และใช้เคลอื บบนผ้า

54

บทที่ 4

สารเคมี สารตวั เตมิ และสารเติมแต่งทใี่ ช้สาหรับยาง (Additives for Rubber)

4.1 สารเคมีสาหรับยาง (Additives for Rubber)
สารทาให้ยางคงรูป หรือ สารวัลคาไนซ์ ซึ่งเป็นสารที่ก่อให้เกิดการเชื่อมโยงระหว่างโมเลกุลของยาง

(Crosslinking) ตรงต่าแหน่งที่ว่องไวต่อปฏิกิริยา เพื่อการปรับปรุงสมบัติของผลิตภัณฑ์ยางให้ดีขึ้นปฏิกิริยาที่
เกดิ ข้นึ นี้ทเ่ี รียกว่า ปฏิกิริยาครูป หรอื การวัลคาไนซ์ (Vulcanization) ซ่ึงสมบตั ขิ องยางท่ีเปล่ียนไป จะมดี ังน้ี

• ยางจะสามารถเปลย่ี นจากความเปน็ พลาสตกิ ไปสู่ความเป็นอีลาสติกทส่ี ูงขน้ึ

• เพมิ่ ความแข็งแรง เพมิ่ มอดูลัส และเพ่มิ ความต้นทานตอ่ การสึกหรอ

• เปลี่ยนสภาพของยางจากสามารถละลายได้ในสารละลาย กลายเปน็ ยางทไ่ี ม่ละลายในสารละลาย

• เปน็ การเปล่ียนยางจากสภาพเทอรโ์ มพลาสตกิ (Thermoplastic) เป็นเทอร์โมเซต (Thermoset)
สารทาให้ยางคงรูป แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ กามะถัน (Sulfur, 5) สารที่ให้กามะถัน (Sulfurdonor)
และสารอ่ืนๆ ท่ีไม่ใชก่ ามะถนั
4.1.1 กามะกนั (Sulfur, S)

กามะถัน เป็นสารทาให้ยางครูปที่นิยมใช้กันมากที่สุด อยู่ที่ประมาณ 90% และนิยมใช้กับยางที่ไม่
อิ่มตัว (Unsaturated rubber) ได้แก่ ยางธรรมชาติ ยางSBR ยางBR ยางIR ยางEPDM และยางNBR เป็นตัน
เมื่อได้ทาการผสมกามะถันใสเ่ ขา้ ไปในยาง แล้วให้ความร้อน จะเกิดปฏิกิริยาคงรูปขึ้นโดยที่กามะถันจะไปเป็น
ตัวไปเชื่อมโยงระหว่างสายโซโมเลกุลของยาง ที่เรียกว่า การเกิดพันธะเชื่อมขวาง (crosslinking) และถ้าหาก
เพิ่มปริมาณการผสมของกามะถันการเกิดพันธะเชื่อมขวางจะมีการเพิ่มขึ้นโดยทั่วไปกามะถันท่ี ใช้จะอยู่ที่ช่วง
ประมาณ 1 -3 phr (ส่วนในยาง 100 ส่วนหรือ part per hundred of rubber) แต่โดยทั่วไปสาหรับในยาง
ธรรมชาติ มักจะมีไม่เกิน 2.5 phr เพราะปริมาณของกามะถัน 2.5 phr จะให้ค่าความต้านทานต่อแรงดึงสูง
ท่ีสุด ยกเวน้ เมือ่ ต้องการยางท่ีมมี อดูลัสทตี่ ่า อาจใช้กามะถันน้อยลง แต่ในยางSBR ปรมิ าณของกามะกนั ที่ใช้จะ
ใช้น้อยกว่าในยางธรรมชาติ คือประมาณ 1.5 – 2.0 phr กามะถันที่ไช้ในยางควรจะมีขนาดอนุภาคเล็ก
เน่ืองจากจะทาให้กามะถันสามารถกระจายตัวในเนื้อได้อย่างดีสง่ ผลให้ยางเกิดการคงรปู ได้อยา่ งทั่วถึง และยาง
ท่ีคงรปู แล้วจะมีสมบัติเชงิ กลท่ดี ีอกี ด้วย การใสก่ ามะถนั ลงในยางโดยท่ัวไปแล้วกามะกนั จะใสใ่ นข้นั ตอนสุดท้าย
เพื่อที่จะป้องกันไม่ให้เกิดการคงรูปก่อนกาหนดอย่างไรก็ตามในกรณีชองยางบางชนิด เช่น ยาง NBR ซึ่ง
กามะถนั กระจายในยางได้ไม่ดีนักจงึ ต้องใสก่ ามะถันเข้าไปตัง้ แต่ตอนเร่ิมต้นในการบดผสม เพอื่ ทจี่ ะช่วยให้เวลา
ในการกระจายตวั เพิม่ ขึน้ การผสมกามะถันเข้าไปในยาง เม่ือตัง้ ทิ้งไว้ กามะกนั ทเี่ ปน็ ส่วนเกินจะตกผลึกออกมา
ท่ีผวิ ยาง เรียกว่า เกิดการบลูม (Blooming) และการแกป้ ัญหาของการที่กามะถันเกดิ การแยกตัวมาอยู่ท่ีผิวยาง
สามารถทาได้โดยผสมกามะถันเข้าไปในยางที่อุณหภูมิต่าที่สุดเท่าที่จะทาได้ หรืออาจใช้กา มะถันขนิดที่ไม่
ละลาย (Insoluble sulfur) แทนกามะถันธรรมดาซึ่งจะเป็นแบบชนิตละลาย (Soluble sulfur) แต่กามะถัน
ชนิดไม่ละลายไม่คงตัว จะเปลี่ยนเป็นกามะถันชนิดละลายภายใน 10 - 20 นาที ในกระบวนการแปรรูปยาง

55

จะต้องให้อุณหภูมิของยางต่าเพื่อป้องกันไม่ให้กามะถันชนิดไม่ละลาย เกิดการเปลี่ยนรูป ในการใช้งานจริงๆ
อาจใช้กามะถันชนิดที่ไม่ละลายปนไปกับกามะกันชนิดละลายก็ได้ เช่น ใช้กามะถันชนิดไม่ละลายประมาณ
70% ของปรมิ าณทั้งหมด ซ่ึงสามารถลดการตกผลกึ ของกามะถนั ท่ีผวิ ยางได้
ขอ้ ดขี องกามะถัน

• กระจายตัวง่ายในเนือ้ ยาง
• มผี ลโดยตรงต่อสารเรง่ จึงเปน็ ตวั ควบคมุ อัตราของการเกดิ วลั คาไนซ์
• กามะถันมรี าคาคอ่ นข้างถูก จึงทาใหต้ น้ ทนุ ตา่
• ไมเ่ ป็นอันตรายกับสขุ ภาพ
ข้อเสียของกามะถนั
• มีข้อจากัดในการใช้ คอื ใช้ไดก้ ับยางทไ่ี มอ่ ม่ิ ตวั
• มีแนวโน้มท่ีทาให้เกดิ การแยกตัวมาอยู่ท่ผี ิวยาง
• เมื่อนายางท่ีผสมกบั กามะถันไปอบจะมีความตา้ นทานต่อความรอ้ นไมด่ ี
• มกี ารตดิ สขี องซัลไฟลต์

ภาพท่ี 4.1 ผงกามะถนั (Sulfur, S)
[ ท่มี า: https://www.thaiunitedchemicals.com ]

นอกจากกามะถันแล้ว ยังมีธาตุอื่นๆ ที่คล้ายกับกามะถัน ที่ทาหน้าที่เป็นสารทาให้ยางคงรูป คือ ซิลิ
เนียม (Selenium) และ เทลลูเรียม (Tellurium) ที่ใช้แทนกามะถัน เมื่อต้องการสมบัติความต้านทานต่อ
ปฏิกิริยามสี าร 2 ตัวนี้ทีท่ ากับยาง ไม่ดีเท่ากับกามะถันและยังเป็นพิษ โดยทั่วไปแลว้ จะนิยมใช้เป็นสารที่ทาให้
ยางคงรูปเสริมร่วมไปกับกามะถัน ซึ่งจะทาให้ใช้ปริมาณกามะถันลดลง และทาให้ได้ยางที่มีความต้านทานต่อ
ความร้อนและไอนา้ และมีค่ามอดลู สั ท่สี ูงขึน้ ด้วย

4.1.2 สารท่ใี หก้ ามะถัน (sulfur donor)
สารที่มีกามะถันเป็นองค์ประกอบ และสลายให้กามะถันที่อุณหภูมิของการคงรูป ได้แก่ TMTD

(Tetramethyl thiuram disuIphide), DTDM (Dimorpholine disulphide ห ร ื อ Dithiodimorpholine),
และ DPTT (Dipentamethylene thiuram ttasuhde) เป็นตน้ การใช้สารทีใ่ ห้กามะถันจะใช้ร่วมกับปริมาณ

56

เลก็ นอ้ ยของกามะถัน คอื ใชก้ ามะถนั ทตี่ ่ากว่า 1 phr ร่วมกบั สารทใ่ี หก้ ามะถนั ที่ 3 -4 phr หรอื บางกรณีอาจไม่
ใช้กามะกันเลยก็ได้โครงสร้างของพันธะเชื่อมขวางที่เกิดขึ้นจะมีความแ ข็งแรงกว่าพันธะเชื่อมขวางที่เกิดจาก
ระบบที่ใช้กามะถันตามปกติและไม่เกิดการบลูม (Bloom) ที่ผิวยางและช่วยให้เกิดความปลอดภัยใน
ขบวนการผลิตคือ ไม่เกิดการคงรูปก่อนกาหนด และผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพที่
อณุ หภมู ิสูงดีกว่า และใหม้ อดลู สั ทสี่ ูงกว่าการใช้กามะถนั เพยี งอย่างเดียวในปริมาณทเี่ ท่ากัน แต่การใช้สารที่ให้
กามะถันจะมีราคาที่แพงกวา่ การใช้กามะถันเพยี งอยา่ งเดยี ว เพราะสารน้มี ีราคาแพงกว่ากามะถนั ธรรมดา และ
ตอ้ งใช้ในปรมิ าณมาก

4.1.3 สารอ่ืนๆ ทีไ่ ม่ใชก่ ามะถัน ยกตวั อยา่ งเช่น
1. โลหะออกไซด์ (Metallic oxides) ซึ่งไดแ้ ก่ ชิงค์ออกไซด์ (Zinc oxide, ZnO) แมกนเี ซียมออกไซด์

(Magnesium oxide, MgO) ตะกั่วออกไซด์ (Lead oxide, PbO) ที่ใช้ในการวัลคาไนซ์ยางบางชนิด เช่น ซิ
งค์ออกไซด์และแมกนีเซียมออกไซด์ ใช้ในปฏิกิริยาวัลคาไนซ์เซชั่นของยาง Neoprene (Chloroprene
rubber) แมกนีเซยี มออกไซด์ ใชว้ ัลคาไนซย์ าง Fluorocarbon (FKM) ตะกั่วออกไซด์ และแมกนเี ซยี มออกไซด์
ใชว้ ลั คาไนซย์ างไฮพาลอน (CSM)

2. สารเปอร์ออกไซด์ (Peroxide) ใชส้ ารเปอรอ์ อกไซด์ เพอ่ื การคงรูปของยางไดท้ ้ังพวกทม่ี ีความอ่ิมตัว
เช่น ยางซิลิโคนและพวกที่ไม่อิ่มตัว หรือพวกที่ไม่มีกรุ๊ปที่ไวต่อปฏิกิริยาการคงรูป โดยทั่วไปแล้วสารเปอร์
ออกไซด์ ทนี่ ิยมใช้กบั ยางควรเป็นสารท่ีมคี วามเสถยี รทีส่ มารถเก็บรักษาไว้ได้นานๆ มคี วามว่องไวพอสมควรใน
การทาปฏิกิริยากับยางที่อุณหภูมิของการคงรูป และปลอดภัยในการใช้ ซึ่งได้แก่ Dicumyl peroxide และ
Benzoyl peroxide เป็นตน้
ข้อดขี องสารเปอร์ออกไซต์

• สมบัติทางไฟฟด้ ีมาก
• เกิดการคงรปู แบบ plateau cure ชองยางทกุ ๆสว่ นจะเกติ การคงรบในเวลาท่ใี กลเ้ คยี งกัน
• มคี วามตา้ นทานต่อความร้อนไดด้ มี าก
• ไมเ่ กิดปัญหาการ Bloom
• ใหผ้ ลติ ภณั ฑ์ท่ีมีสที ี่สดใส
• สมบตั ิตา้ นการคืนตัวกลับถาวรเมื่อได้รบั แรงอดั (Compression set) ดีมาก
ขอ้ เสียของสารเปอร์ออกไซด์
• ค่อนขา้ งท่ีจะมกี ลน่ิ
• มีราคาทีแ่ พงกวา่ การใชก้ ามะถนั
• มคี วามทนทานตอ่ แรงดงึ ทีต่ า่ กว่ายางทีท่ าให้คงรูปโดยใชก้ ามะถัน
• Induction period ส้นั มาก

57

• สมบัติเชงิ กลส่วนใหญ่จะด้อยกวา่ ยางทใี่ ช้กามะถนั
4.2 สารตวั เร่งปฏกิ ริ ยิ า (Accelerators)

การเกิดปฏิกิริยาการวัลคาไนซ์เซชั่นของยางธรรมชาติหากใช้สารคงรูปหรือกามะถันเพียงอย่างเดียว
จะทาให้การเกิดปฏิกิริยาคงรูปดาเนินไปอย่างช้ามาก แต่ถ้าหากใช้สารเร่งก็จะสามารถช่วยลดเวลาและลด
อณุ หภูมใิ นการเกดิ ปฏิกริ ยิ า
การใชส้ ารเรง่ ปฏกิ ริ ยิ า สามารถแบ่งออกไดเ้ ปน็ 3 ระบบ คือ

- ระบบการใชส้ ารเร่งเพยี งชนดิ เดยี ว (Primary accelerator)
- ระบบการใช้สารเร่งตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปซึ่งประกอบด้วยชนิดหนึ่งใช้ในปริมาณมากเป็น Primary

accelerator และอีกชนิดหนึ่งที่ใช้ในปริมาณน้อยเป็น Secondary accelerator (10 - 20 % ของ
ปริมาณของสารเร่งทั้งหมด) เพื่อที่จะช่วยเสริมและปรับปรุงสมบัติของผลิตภัณฑ์การใช้ระบบการคง
รูปที่มีสารเร่งตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป จะได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพดีกว่าการใช้ระบบสารใดสารหนึ่งเพียง
อยา่ งเดียว
- ระบบการใชส้ ารเรง่ ที่มปี ฏกิ ริ ิยา (Delayed action accelerator)
4.2.1 หลักเกณฑ์ในการเลอื กสารเรง่
เลือกตามกระบวนการผลิต จะอยู่มี 2 ขั้นตอน คือ 1 การผสมยางกับสารเคมี 2 การทาให้ยางคงรูป
โดยในการผสมยางกบั สารเคมีซง่ึ อาจทาในเคร่อื งบด 2 ลูกกล้งิ หรอื เครื่องบดผสมระบบปดิ ตอ้ งคานึงถงึ เวลาใน
การ Scorch ของสารเร่งเพราะสารเร่งในแต่ละกลุ่มจะมี Scorch time ที่ไม่เท่ากัน กลุ่มกัวนิดีนและไดไธโอ
คาร์บาเมตจะมี Scorch time ที่สั้นรองลงมาก็คือกลุมไธอาโชล ส่วนกลุ่มซัลฟินาไมค์มี Scorch time ที่ยาว
และในการผสมยางกับสารเคมี โดยใช้เขม่าดาเป็นสารตัวเติม เนื่องจากเขม่าดาเป็นตัวที่ทาให้เกิดความร้อน
ในขณะผสม จะทาให้เกิดความร้อนในขณะที่ผสม จะทาให้ Scorch time ของสารเร่งทุกชนิดสั้นลงกว่าเดิม
สารเร่งทีใ่ ช้ควรเปน็ สารเร่งในกลุ่มซัลฟินาไมด์และในกรณีของสารตัวเติมที่ไมใ่ ช่สีดา จะใช้สารเร่งในกลุมไธอา
โซลซึ่งมี Scorch time ปานกลาง ในส่วนของการทาให้ยางคงรูป ต้องคานึงถึงความเหมาะสมของสารเร่งท่ใี ช้
ถ้าทาให้คงรูปโดยใช้อากาศร้อนหรือไอน้า ต้องใช้สารเร่งชนิดที่ทาให้ยางคงรูปเร็วเพื่อที่ผลิตภัณฑ์นั้นๆจะ
สามารถรกั ษารูปทรงใหอ้ ยูไ่ ด้ เพราะถ้าใชส้ ารเร่งท่ที าให้ยางคงรูปช้า ยางอาจจะเสยี รูปรา่ งไปกอ่ นและถ้าทาให้
ยางคงรูปโดยใช้เคร่ืองอัด สารเร่งที่ใช้ควรเป็นสารเรง่ ท่ีมี Scorch time ที่นาน เพื่อให้ยางไหลได้เต็มเบ้าพิมพ์
ก่อนทีจ่ ะคงรูป เลอี กตามสมบัตขิ องผลิตภณั ฑ์ เช่น ตอ้ ยการยางทมี่ มี อดลู ัสสงู จะใช้สารเรง่ กลุ่มซัลฟนิ าไมด์ ถา้
ต้องการยางที่มีสีสด จะใช้สารเร่งในกลุ่มไดไธใอคาร์บาเมต ไธยูแรม ไธอาโซล หรือถ้าเป็นยางที่ต้องสัมผัสกับ
อาหารจะไม่ใช้ในกลุ่มของสารเรง่ ไธอาโซล เลือกตามการปรบั อัตราการคงรูปเช่น การใช้สารเรง่ เดีย่ วๆ หรือใช้
รว่ มกนั เพือ่ จะเร่งใหย้ างคงรปู ไดเ้ รว็ ข้ึน สารเร่งทด่ี คี วรจะต้องมสี มบตั ดิ งั นี้ คือ
- ใชง้ านไดใ้ นขว่ งทอี่ ุณหภมู กิ ว้าง
- มีความวอ่ งไวในการเรง่ ใหเ้ กดิ การเช่ือมโยงของโมเลกุลยางที่สูง
- มคี วามปลอดภยั ในกระบวนการผลิตและไมเ่ ปน็ อนั ตรายต่อผใู้ ช้

58

- กระจายตวั และละลายไดด้ ใี นยาง
- สามารถเกบ็ รกั ษาไดน้ านโดยท่ไี มเ่ สอ่ื มสภาพ
- สามารถทาให้บางคงรูปไดเ้ รว็
- เข้ากันได้ดกี บั สารเคมีอื่นๆ ทไี่ ส่เข้าไปในยาง
4.2.2 ประเภทของสารเรง่
สารเร่งมีหลายชนดิ จึงจะต้องมีการจัดให้เป็นหมวดหมู่ ซึ่งในระยะแรกการจัดประเภทของสารเร่งจะ
จดั ตามความเร็วในการเร่งใหย้ างเกิดการคงรปู ซึ่งแบ่งได้เป็น 4 ประเภท คือ
1. พวกปฏิกริ ยิ าช้า (Slow accelerator) ไต้แก่ กัวนดิ นี (Guanidine)
2. พวกปฏิกิริยาเร็วปานกลาง (Medium-fast accelerator) ได้เก่ ไธอาซอล (Thiazole) และซัลฟินา
ไมด์ (Sulphenamide)
3. พวกปฏิกิริยาเร็ว (Fast accelerator) ได้แก่ ไรยแรม (Thiuram) และไดไธโอคาร์บาเมต
(Dithiocarbamate)
4. พวกปฏิกิริยาเร็วมาก (Ultra-fast accelerator) ได้แก่ แซนแตท (Xanthate)อย่างไรก็ตามเมือ่ มีการ
ใช้ยางสังคราะห์มากขึ้น สารเร่งที่จัดว่าเป็นสารเร่งปฏิกิริยาเร็วหรือเร็วมากในยางธรรมชาติจะ
กลายเป็นสารเร่งที่ช้าสาหรับยางสังเคราะห์ จึงได้มีการจัตประเภทของสารเร่งโดยพิจารณาตาม
ลกั ษณะโครงสรา้ งทางเคมีของสารเร่งน้ันๆ ซง่ึ สามารถแบ่งได้เป็นเรียงลาดับการเร่งจากข้ไปเรว็ คือ
- กลมุ่ กวั นิดีน (Guanidine)
- กลมุ่ อัลดีไฮตอ์ ะมนี (Aldehyde amine)
- กลมุ่ ซัลพนี าไมต์ (Sulphenamide)
- กลุ่มไรอาโซล (Thiazole)
- กลุ่มไธยูแรม (Thiuram)
- กลมุ่ ไดไธโอคาร์บาเมต (Dithiocarbamate)
- กล่มุ แซนเตท (Xanthate)

1. กลุม่ กัวนิดีน (Gนaทdกe) สว่ นใหญข่ องสารเร่งในกลมุ่ นี้มฤี ทธเิ์ ปน็ ดา่ ง ไดแ้ ก่
1.1 DPG (Diphenyl guanidine)
1.2 DOTG (Di-tolyl guanidine)
1.3 O-tolyl biguanide หรeื x o tolyl diguanidine
สารเร่งกลุ่มกัวนิดีนเป็นสารเร่งที่มี induction period สั้นมาก มีความเร็วของปฏิกิริยาที่ซ้านิยมใช้

กับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนา สารเร่งประเภทนี้อาจทาให้ยางเปลี่ยนสี และสมบัติหลังจากการบ่มเร่งด้วยความ
รอ้ น (Aging) ทไ่ี ม่ดนี กั โดยทั่วไป DRG และ DOTG มักจะไม่ใชเ้ ดี่ยวๆ แต่จะใชร้ ่วมกบั สารเร่งในกลุ่มใรอาโซล
เพื่อให้ยางมีสมบัติความต้านทานต่อแรงดึง มอดูลัสและการกระเด้งกระดอนที่ดีขึ้น ความรัอนสะสมต่าและ

59

สมบัติหลังจากการ Aging ที่ดีขึ้นโดยทั่วไปแล้ว DPG และ DOTG จะมีกลิ่นและรสขมไม่หมาะที่จะใช้ในยางที่
ต้องสัมผัสกับอาหาร ยางที่ใช้กัวนิตีนเป็นสารเร่งเสริมมีสีน้าตาล โดยเฉพาะ 0PG แต่ DOTG และ O-tolyl
biguanide จะใหส้ ีอ่อนกว่า จะไม่ใชใ้ นผลิตภัณฑย์ างที่มีสีอ่อน

2. กล่มุ อลั ตีไฮตอ์ ะมีน (Aldehyde anine) สว่ นใหญม่ ฤี ทธิ์เป็นด่าง ไดแ้ ก่
2.1 Butyraldehyde aniline (8A) เป็นสารเร่งที่มีความเร็วปานกลาง ทาให้ยาง scorch ได้ง่าย จึง

จาเป็นต้องใส่สารตัวนี้หลังสุดหรือขณะอุ่นยางก่อนการผสมต่อไป โดยทั่วไปแล้วการทางานของ B4 จะถูก
กระตุ้นให้เร็วขึ้น โดยใช้สารเร่งพวก ZDEC, TMTD ไธอาโซลและซัลฟินาไมด์นอกจากนี้ B4 ยังช่วยกระตุ้นไธ
อาโซล ไธยแู รม แมใ้ ช้ในปรมิ าณนอ้ ย จะทาใหย้ างมีมอดลู ัสทสี่ ูงมาก BA มีสีดล้า มกี ลน่ิ และรสไม่เหมาะในการ
ใชก้ ับยางท่ตี อ้ งการให้มีสีทีส่ ดและที่ตอ้ งสัมผสั กบั อาหาร

2.2 Hexamethylene tetramine (HMT) เป็นสารเร่งที่ช้ามาก แต่ Scorch เร็ว และให้ยางที่มี
มอดลู สั ตา่ เกดิ การReversionได้งา่ ย ให้ผลิตภัณฑย์ างทมี่ ีสีสดและทาให้ยางไม่เปล่ยี นสี กรณีต้องการยางที่มีสี
สด จะใช้สารเร่งกลุม่ ใดไธโอคารบ์ าเมต ไธยูแรม หรือไธอาโซล และใช้ HMT เป็นสารเร่งร่วม นอกจากนี้ยังใช้
ร่วมกับกัวนิดีนในการคงรูปผลิตภัณฑ์ยางที่ใหญ่และหนา เช่นลูกกลิ้ง เนื่องจากปฏิกิริยาคงรูปที่ช้า ทาให้
สามารถเกิดการคงรูปไต้อยา่ งท่วั ถงึ

3. กลมุ่ ซัลพนี าไมด์ (Sulpenamide) สว่ นใหญ่มฤี ทธ์ิทเ่ี ป็นกรด ได้แก่
3.1 CBS (N-cyclohexyl-2-benzthiazyl sulphenamide)
3.2 TBBS (N-tert-butyl-2-benzthiazyl sulphenamide)

สารเร่งกลมุ่ ซีลฟินาไมด์ เปน็ สารเร่งทีม่ ี Scorch time ที่ยาว คอื มี Delayed action เพราะเม่ือซัลฟีนาไมด์ใด้
รบั ความรอ้ น จะแตกตัวออกให้ MBT และดา่ งออกมาระยะเวลาก่อนทจี่ ะแตกตวั ออกมาน้ี ทาให้เกดิ Delayed
action ถ้าแตกตัวยาก คือ MBT กับดา่ งยึดกนั แนน่ จะทาให้ Delayed action ยาวขึน้ เม่ือซลั พีนาไมดแ์ ตกตัว
จะให้ MBT ซงึ่ เปน็ ตัวไปกอ่ ให้เกิดการวัลคาไนซ์และด่างจะเป็นตวั กระตุ้นในสารเร่งให้ทางานรว็ ข้นึ ดังนั้น เม่ือ
เริ่มเกิดการวัลคาไนซ์แล้ว จะมีปฏิกิริยาที่เร็วปานกลาง ทาให้ยางที่มีมอดูลัสสูงมาก มีสมบัติทางเชิงกลดี ให้
Flat cure สมบัติหลังการ Aging ดีมาก โดยทั่วไปแล้วซัลฟินาไมด์เหมาะกับยางที่ใช้เขม่าดาชนิด Furnace
black เป็นสารตัวเติมเพราะให้ Delayed action มาก ในการทาผลิตภัณฑ์ที่ต้องรับแรงเค้นสูงๆ เช่น ยาง
รถยนต์ ยางในรถยนต์ ยางกันชน สายพานลาเลยี ง ถา้ ใชส้ ารเร่งกลุ่มไธอาโซล จะทาให้ Scorch ได้งา่ ย

4. กลุ่มไธอาโซล (Thiazole) เป็นสารเร่งท่นี ิยมใชก้ นั มากท่ีสุด และสว่ นใหญม่ ฤี ทธ์ิทเ่ี ปน็ กรด ได้แก่
- MBT (2-mercaptobenzthiazole)
- MBTS (2,2' dibenzthiazyl disulphide)
- ZMBT (Zinc-2-mercaptobenzthiazole)

60

สารเร่งกลุ่มไธอาโซล เป็นสารเร่งที่มีปฏิกิริยาเร็วปานกลาง ทาให้ผลิตภัณฑ์ยางที่มีสมบัติหลังจากการ
Aging ดี มีความต้านทานต่อแรงดึงที่สูง มีมอดูลัสที่สูง ไม่ติดสี ใข้กับผลิตภัณฑ์ที่โปร่งแสง MBT และ MBTS
เป็นตวั ทชี่ ว่ ยทาให้ยางนม่ิ ในการบดผสมยาง จงึ ช่วยในการแปรรปู ของยางไดด้ ี มักใสล่ งในยางขณะทเ่ี ริม่ ตันการ
บดผสมยาง โดยทั่วไปแล้วยางที่ใช้ไธอาโซลจะมีรสขม ไม่เหมาะที่จะใช้กับผลิตภัณฑ์ที่สัมผัสกับอาหารและ
มักจะให้สเี หลืองเกิดขนึ้ และสจี ะเข้มข้นึ ถา้ หากใชส้ ารเรง่ ที่เป็นด่างเขา้ ไปกระตนุ้ เช่น DPG หรือ BA แต่ HMT
จะให้สสี ดหรอื ยางไม่เปล่ียนสี แตผ่ ลการกระตุ้นจะไม่ดเี ทา่ DPG หรอื BA

5. กลุ่มไธยูแรม (Thiuram) สว่ นใหญ่มีฤทธิ์เปน็ กรด ไดแ้ ก่
- TMTM (Tetramethyl thiuram monosulphide)
- TMT หรอื TMTD (Tetramethyl thiuram disulphide)
- TET หรือ TETD (Tetraethyl thiuram disulphide)
สารเรง่ กลุ่มไธยแู รมเป็นสารเร่งท่ีมปี ฏิกริ ิยาเร็ว แตใ่ นขบวนการแปรรปู ยาง ยางจะ Scorch ได้ช้ากว่าพวก

ไดไธโอคาร์บาเมต และ เกิดการคงรูปที่ช้ากว่า สารเร่งในกลุ่มนี้ TMTD จะเป็นตัวที่เกิดปฏิกิริยาคงรูป เร็ว
ที่สุด รองมาคือ TMTM และTETD ตามลาดับ สารเร่งพวก TMTD หรือ TETD สามารถใช้ในปริมาณเล็กน้อย
คือประมาณ 0.5 phr ร่วมกับกามะถัน หรืออาจใช้ร่วมกับสารเร่งในกลุ่มใธอาโซลและซัลฟินาไมด์ได้ เช่น
MBTS 1 phr และใช้ TMTD 0.1 - 0.2 phr โดยทั่วไปแล้ว สารเร่งในกลุ่มไธยูแรมจะเป็นสารเร่งที่ไม่มีรส ไม่
มีกถิ่น สามารถใช้ในการทาผลิตภัณฑ์ที่มีความโปร่งใสสีขาว หรือสีต่างๆ ที่ใช้ทาผลิตภัณฑ์ที่ต้องสัมผัสกับ
อาหารได้

6. กลุ่มใดไธโอคาร์บาเมต (Othiecabamate)
ส่วนใหญข่ อสาวเร่งในกลุ่มนี้มฤี ทธ์ิเป็นกรดเปน็ สารเรง่ ทม่ี ีปฏิกิรยิ าเร็ว ได้แก่

6.1 แอมโมเนียมใดไธโอคาร์บาเมต (Ammonium dithiocarbamate) เป็นสารเร่งที่มีปฏิกิริยาเรว็ ท่ี
สว่ นใหญ่จะใช้ในนา้ ยาง

6.2 โซเดยี มไดไธโอคาร์บาเมต (Sodium dithiocarbamate) สารเรง่ ชนิดน้จี ะมีอัตราการวัลคาไนซ์ที่
ชา้ กว่าพวกแอมโมเนียมไดไธโอคาร์บาเมต สารเรง่ พวกนล้ี ะลายน้าใด้ดี ส่วนใหญจ่ งึ จะใช้ในนา้ ยาง

6.3 ซิงค์ไดไธโอคารบ์ าเมต (Zinc dithiocarbamate) สารเรง่ ชนิดน้ี เปน็ สารเรง่ ชนดิ ไดไธโอคาร์
บาเมตทมี่ ีความสาคัญทส่ี ุด และมจี าหน่ายหรือขายมากที่สุด ไดแ้ ก่ Z0MC (Zinc dimethyl
dithiocarbamate),ZDC หรือ ZDEC (Zinc diethyl dithiocarbamate), และ ZDBC (Zinc dibutyl
dithiocarbamate)

สารเร่งซิงค์ไดไธโอคาร์บาเมตจะเกิดปฏิกิริยาคงรูปช้ากว่าพวกแอมโมเนียมไดโธโอคาร์บาเมต ทาให้
สารเร่งในกลุ่มนี้สามารถใช้ได้ในยางแห้งด้วย การใส่ลงไปในยางสามารถผสมลงไปพร้อมๆกับกามะถันได้

61

นอกจากนก้ี ารใชช้ ิงคไ์ ดไธโอคารบ์ าเมตเป็นสารเร่งในยาง จะทาใหไ้ ดผ้ ลิตภณั ฑย์ างท่ีมีสมบัติโปร่งใสขาว หรอื มี
สีสันสดใสและให้ผลิตภณั ฑ์ยางท่ีไม่มีรส ไม่มีกล่ิน ทาใหใ้ ชก้ บั ยางที่สมั ผสั อาหารได้
7. กลมุ่ แซนเตท (Xanthate) เปน็ สารเรง่ ท่มี ปี ฏกิ ริ ิยาเร็วมาก นยิ มใชใ้ นน้ายาง
4.2.3 การกระตุน้ การทางานของสารเร่งดว้ ยสารเร่ง มี 2 ประเภท คือ

1. การกระตุ้นสารเร่งท่ีคงรูปชา้ โดยการใช้สารเร่งที่คงรปู เร็วกว่า เช่น การกระตุ้นไธอาโซลและซัสฟิ
นาไมด์ ด้วยไธยูแรม และไดไธโอคาร์บาเมต การกระตุ้นเช่นนี้ การเกิดปฏิกิริยาคงรูปจะเร็วที่สุด อย่างมากก็
เท่ากบั ไฮยูแรม หรอื ไดไธโอคารบ์ าเมตเทา่ นน้ั

ภาพท่ี 4.2 พฤตกิ รรมการครรูปของยางเมื่อใชก้ ารผสมสารตวั เรง่ ตา่ งๆ กนั
[ทม่ี า: ผศ.ดร.สมเจตน์ พัชรพันธ์, หนังสือเทคโนโลยยี าง, หนา้ ที่75]

2. การกระตุ้นโดยใช้สารเร่งท่ีคงรปู ช้ากว่า เชน่ ไธยูแรม หรือ ไดไธโอคารบ์ าเมตกระต้นุ โดยใช้กัวนิดีน
ซึ่งสารเร่งรวมนี้จะเร็วกว่าสารเร่งเดิมทั้งสอง การกระตุ้นแบบนี้ เรียกว่า Synergism ซึ่งเป็นการเสริมซึ่งกัน
และกัน เช่น กลุ่มไธอาโซลกับกัวนิดีน MBTS กับ DPG แล: TMTD กับ MBT (ซึ่งจะให้มอดูลัสสูงกว่าการใช้
สารเรง่ เด่ยี วๆ)

ภาพท่ี 4.3 การใช้ DPG ร่วมกบั MBTS ทาใหก้ ารคงรปู ดีกวา่ MBTS หรือ DPG เพียงอยา่ งเดยี ว
[ท่มี า: ผศ.ดร.สมเจตน์ พัชรพันธ์, หนงั สอื เทคโนโลยยี าง, หน้าท่ี76]

62

4.3 สารกระตนุ้ (Activators)
สารกระตุ้น หรือ สารเสริมตัวเร่ง (Activators) เป็นสารที่ช่วยให้เร่งอัตราการวัลคาไนซ์ยางให้เร็วข้ึน

โดยการทาให้สารเร่งมีความว่องไวต่อปฏิกิริยา เพื่อที่จะไต้เกิดประสิทธิภาพมากขึ้น จะไปเร่งอัตราการคงรูป
ของยางใหเ้ รว็ ข้นึ และปรับปรงุ สมบตั ิของผลติ ภัณฑใ์ ห้ดียงิ่ ขึน้ โดยทาใหย้ างมีมอดลู ัสท่สี งู ขึน้

4.3.1 ชนดิ ของสารกระตนุ้ สามารถแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท คอื พวกอนนิ ทรยี ์ และพวกอนิ ทรยี ์
1. พวกอนินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพวกโลหะออกไซต์ ไต้แก่ ซิงค์ออกไซต์ (Zinc oxide, ZnO),
แคดเมียมออกไซด์ (Cadmium oxide, CdO), แคลเซียมไฮดรอกไซต์ (Calciumhydroxide, CaOH2),
แมกนีเซยี มออกไซต์ (Magnesium oxide, Mg0) ในบรรดาสารตา่ งๆเหล่านซ้ี ิงค์ออกไซด์เป็นสารท่ีมีความนิยม
ใช้กันโดยทั่วไป ซิงค์ออกไซด์ (Zinc oxide, Zn0) เป็นสารที่มีความจาเป็นในการทาให้ยางคงรูปได้แบบ
สมบรู ณ์ เป็นสารท่มี รี าคาค่อนข้างแพง เนื่องจากมีความถว่ งจาเพาะสูง คือ 5.57 ควรหลีกเลี่ยงในการใช้ซิงค์อ
อกไซด์มากเกินไป ปริมาณในการใช้ชิงค์ออกไซด์นิยมใช้ในปริมาณ 3 - 5 phr แต่ถ้า ซิงค์ออกไซค์มีขนาด
อนุภาคเล็กสามารถลดปริมาณการใช้เหลือเพียง 1 phr ได้ ซึ่งจะทาให้ได้ยางที่มีมอดูลัสสูง และยางมีลักษณะ
โปร่งใส ชิงค์ออกไซด์สามารถจัดเกรดได้ตามความบริสุทธิ์ ปกติซิงศ์ออกไซต์จะมีตะกั่วปนอยู่ ซึ่งทาให้สีของ
ยางคล้าได้ ตังนั้น การจัดเกรดของจึงค์ออกไซค์ตะกั่วที่เพิ่มขึ้นจะขึ้นกับปริมาณจะแบ่งเป็นชนิด White seal
เมื่อมีปริมาณตะกั่วน้อย และชนิด Red seal เมื่อมีปริมาณตะกั่วมาก กรณียางสีดา สามารถใช้ซิงค์ออกไขค์
ชนดิ Red seal ได้ แตถ่ า้ ตอ้ งการยางทีม่ ีสีขาวหรือสีสดกะต้องใช้ซิงค์ออกไซด์ ชนิด White seal นอกจากน้ียัง
อาจใช้เบสกิ ชงิ คค์ ารบ์ อเนตแทนซงิ ค์ออกไซด์ เพราะมีความสามารถในการละลายในยางไดด้ ีกว่า ใชใ้ นปริมาณ
มาก ๆ ได้ เหมาะทีจ่ ะใช้ในยางโปรงใสถ้าเบลิกซิงค์คารบ์ อเนตถกู บดใหม้ ขี นาดเลก็ เรยี กวา่ Transparent Zinc
oxide จะทาใหย้ างสีโปร่งใสอีกดว้ ย นอกจากนช้ี งิ คอ์ อกไซด์บางชนดิ ที่มีอนุภาคเล็ก และอยปู่ ะปนกับออกไซด์
ของโลหะตวั อืน่ ซง่ึ จะเรียกวา่ Active zinc oxide กส็ ามารถใชก้ บั ยางได้ โดยใสใ่ นปริมาณนอ้ ย จะทาให้ยางใส
เช่นดียวกันและยังทาให้สมบัติทางกายภาพของยาง ได้แก่ มอดูลัส ความต้านทานต่อการฉีกขาด ความ
ต้านทานต่อการสึกหรอดีขนึ้
2. พวกอินทรีย์ สารกระตุ้นพวกอินทรียท์ ี่สาคัญ คือ กรดไขมัน เช่น กรดสเดียริก (Stearic acid) กร
ดลอริค (Lauric acid) กรดปาล์มมิติก (Palmitic acid) เป็นต้น กรดไขมันเป็นสารที่มีความจาเป็นในการใช้
สารกระตุ้นสาหรบั สารเร่งบางตวั โดยเฉพาะพวกไธอาโชล โดยทั่วไปแล้วกรดไขมนั ท่ีนยิ มใชเ้ ปน็ สารกระตุ้นมาก
ที่สุด คือ กรดสเตียรกิ โดยปริมาณที่ใช้ในยางจะข้ึนกับชนิดของยาง ถ้ายางมีกรดไขมนั อยู่แล้ว ก็ไม่จาเป็นต้อง
ใส่หรือใส่ในปริมาณน้อย โดยทั่ว ๆ ไปในการผสมสารเคมีกับยางธรรมชาติ จะใส่กรดสเตียริกประมาณ 1 - 3
phr เพื่อลดอัตราการคงรูปที่แตกตา่ งกันลง และเป็นการป้องกันการขาดของกรดไขมันที่อยูใ่ นยาง เพราะการ
ขาดน้อี าจทาให้สมบัตทิ างกายภาพแตกตา่ งไปได้

63

ภาพที่ 4.4 Stearic acid
[ทีม่ า: http://www.worldchemwcc.com/ ]

ชนดิ ของสารเร่ง ความต้องการสารกระต้นุ สารเร่งที่ชว่ ยเร่งใหย้ างคง
รูปเร็วขนึ้
กวั นดิ ีน ซงิ คอ์ อกไซด์ กรดสเตยี รกิ
อัลดีไฮดอะมีน เปน็ ตวั เสริม พวกไธอาโซล
ต้องการ ไม่จาเป็น
BA
HMT ต้องการ ต้องการนอ้ ย ZDEC, TMTD, ไธอาโซล ซัลๆนา
ซลั ฟนาไมด ตอ้ งการ ไมจ่ าเป็น ไมด์ กวั นิดนี
ไธอาโซล ตอ้ งการ ต้องการนอ้ ย ไธยูแรม
ตอ้ งการมาก ตอ้ งการมาก ไดไธคารบ์ าเมต
ไธยเู รม กัวนดิ ีน
ต้องการ ไม่จาเป็น ไธยูแรม
แอมโมเนยี มไดไธโอคารบ์ าเมต
โซเดยี มไดไธโอคาร์บาเมต ต้องการ ไมจ่ าเป็น ไดไธโอคารบ์ าเมต
ตอ้ งการ ไมจ่ าเป็น DPG, O-tolyl biguanide
ซิงค์ไดไธโอคารบ์ าเมต
แซนเตท ตอ้ งการ จาเป็น(ถา้ ตอ้ งการให้ยางมี ไดไธโอคาร์บาเมต
ตอ้ งการ สมบัตทิ างเชงิ กลท่ีด)ี BA
ไมจ่ าเปน็ MBT
ZDEC
MBT
ZDEC
ZMBT
อะมณี

แอมโมเนยี มไดไธโอคาร์บาเมต
ผสมกนั ระหว่างซิงค์แซนเเตท

และโซเดยี มแซนเเตท

ตารางที่ 4.1 สารเร่งกับความตอ้ งการเสริมตวั เรง่ หรอื สารกระตุ้นระบบการคงรปู ของยางด้วยกามะถัน
[ ดัดแปลงมาจาก : ดร.พงษ์ธร แซอ่ ยุ ,ยาง:ชนดิ สมบตั ิและการใช้งาน ]
[ท่ีมา: ผศ.ดร.สมเจตน์ พชั รพันธ์, หนงั สือเทคโนโลยียาง, หนา้ ที่77]

64

ระบบการคงรูปยางโดยมีการใช้กามะถันเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากสามารถ
เกิดปฏิกิริยาการคงรูปได้อย่างรวดเรีว (ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับสารตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้มีใช้ด้วย) ให้สมบัติเชิงกลที่ดี
รวมถงึ ราคาถูกกว่าเมื่อเปรียบเทยี บกบั ระบบเปอร์ออกไซค์ การคงรปู โดยใช้กามะถันทสี่ ามารถใช้ได้กับยางที่มี
พันธะคู่อยู่ในสายโซโมเลกลุ ทา่ นั้น เนื่องจากพันธะคู่จะเป็นตาแหน่งทีก่ ามะกนั เข้าไปทาปฏิกิรยิ า เพื่อเกิดเป็น
พันธะเชือ่ มขวาง โดยทว่ั ไปแลว้ สมบตั ชิ ิงกลและกายภาพของยางทผ่ี า่ นระบบการคงรปู ท่ใี ช้กามะกันขึ้นอยู่ชนิด
ของการเช่ือมโยง (Type of crosslink) และจานวนพนั ธะการเชือ่ มโยง (Degree of crosslink)

ภาพท่ี 4.5 ลักษณะของพนั ธะเช่ือมโยงทีเ่ กดิ ขึน้ เม่อื ใช้กามะถันเปน็ สารคงรูป (a) พนั ธะเชื่อมขวางแบบ
โมโนและไดซัลฟิดิก (b) พันธะเช่ือมขวางแบบเพนแดนทแ์ ละ (c) พนั ธะเช่ือมขวางแบบ
[ ทีม่ า: ผศ.ดร.สมเจตน์ พัชรพันธ์, หนังสือเทคโนโลยยี าง, หนา้ ท่ี78,https://www.tut.fi/ms ]

โดยทั่วไปแล้วระบบการคงรูปโดยใช้กามะถันจะสามารถแบบออกได้เป็น 3 ระบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ
สัดสว่ นปรมิ าณของกามะถันตอ่ สารตัวเร่งทใี่ ช้ ดังต่อไปนี้

1. ระบบการคงรูปแบบตั้งเดิม หรือระบบ Conventional Vulcanization (CV) ใช้กามะถันใน
ปริมาณ 1.5-2.5 phr และใช้สารตัวเร่งประมาณ 0.5-1.0 phr (สัดส่วนการใช้ปริมาณากมะะถันมากกว่าสาร
ตัวเร่งประมาณ 3ต่อ 1) ระบบการคงรูปแบบนี้ พันธะเชื่อมโยงที่เกิดขึ้นโดยสว่ นใหญ่จะเปน็ แบบพอลิชัลฟิดกิ
ทาให้ได้ผลิตภัณฑ์ยางได้มีสมบัติด้านความ ยืดหยุ่น การต้านทานต่อแรงดึง การสึกหรอ การต้านทานต่อการ
หักงอและการฉีกขาด รวมถึงความตา้ นทานการลา้ ตวั ทีด่ มี าก แต่ให้สมบัติการต้านทานต่อความรอ้ นท่ีไมด่ ีนัก

2. Semi Efficient Vulcanization(Semi-EV)ระบบการคงรูปท่ีใชส้ ารคงรปู ไดก้ ามะถนั เทา่ กับสารเร่ง
3. Efficient Vulcanization (EV) ระบบการคงรูปท่ีใชส้ ารคงรูปได้แกก่ ามะถนั น้อยกว่าสารเร่งโดยใช้
กามะถนั ในปริมาณ 0.5-1.2 phr ในขณะทใ่ี ชส้ ารตวั เร่งในปริมาณ 1.5-2.5 phr (สด้ สว่ นในการใช้ปริมาณของ
สารตัวเร่งมากกว่ากามะถันประมาณ 3 ต่อ 1)
พันธะเชื่อมโยงของกามะถันที่เกิดขึ้นภายในยางที่ผ่านระบบของการคงรูปแบบ EV และ Semi-EV
โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นแบบมอนอหรือไดซัสฟิดิก ซึ่งมีความแข็งแรงเชิงกลที่ด้อยกว่าระบบ CV แต่ทาให้ได้
ผลิตภัณฑย์ างท่มี ีความตา้ นทานต่อความรอ้ นและสมบัติความด้านทานตอ่ การคงรปู ตวั เนอ่ื งจากแรงอดั ที่ดีกว่า

65

4.4 สารตัวเตมิ (Fillers)
สารตวั เตมิ (Fillers) หมายถงึ สารอ่นื ๆ ท่ีไม่ใช่ยางซ่ึงใสล่ งไปในยาง เพื่อลดตน้ ทนุ ในการผลิตหรือเพ่ือ

ปรับปรงุ สมบัตขิ องยางให้ดีขึน้ เชน่ พวกเขมา่ ดา แคลเซยี มคาร์บอเนต และซิลกิ า เป็นตัน สารตวั เติมทใี่ ส่ลงไป
ในยาง ใส่เพื่อวัตถุประสงคต์ ่างๆ ดังนี้คือ เพื่อลดต้นทุน เพื่อเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกลและทางฟิสิกสข์ องยาง
เพื่อช่วยในขบวนการผลิต และเพื่อที่จะสามารถยึดอายุการใช้งานของยาง เป็นต้น โดยทั่วแล้วสารตัวเติม
สามารถที่จะแบ่งได้เปน็ 2 ประเภท คอื แบง่ ตามการผลติ และแบ่งตามลกั ษณะ
การแบ่งชนดิ ของสารตวั เติมตามการผลิต สามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ชนิด คอื

1. สารตัวเติมท่มี ีตามธรรมชาติ หรอื จากผลพลอยได้จากธรรมชาติ แล้วนามาบดให้ละเอยี ด เชน่ แคลเซียม
ดารบ์ อเนตจากหนิ ปูน เปลือกหอย ชอล์ค แคลเซียมและแมกนเี ซียมซิสิเกตจากแป้งทลั คมั (talcum)

2. สารตวั เตมิ ตามธรรมชาตทิ ีร่ ่อนแยกความละเอียด เซน คาโอลิน (Kaolin)
3. สารตัวเตมิ ท่ไี ด้จากวิธีการตกตะกอน เชน่ แคลเซยี มคารบ์ อเนต และอลูมิเนยี มซลิ ิเกต
4. สารตัวเตมิ ในรปู แบบของผงฝนุ่ เชน่ เขมา่ ดา ชงิ คอ์ อกไซด์ และ แมกนีเซียมออกไซด์
5. สารตวั เติมประเภททม่ี กี ารทาปฏิกิรยิ าท่ีผิว (Surface modified products) เปน็ ผลติ ภณั ฑ์ที่นาสารตัว
เดมิ มาทาปฏกิ ิริยาทีผ่ วิ เพ่อื ใหส้ ารตวั เติมน้นั เกาะผิดแน่นกับยาง ซึง่ จะทาใหย้ างมีสมบัตทิ างกายภาพดีขึ้น
เชน่ แคลเขียมคารบ์ อเนต แปง้ ทลั คมั ชลิ ิกาทีท่ าปฏิกิรยิ าทผ่ี ิวหรือฉาบผวิ

4.4.1 เขม่าดา (Carbon black) : การผลิตเขมา่ ดาสามารถผลิตได้ 3 วิธีและเรียกชือ่ เขม่าดาตามวิธีการผลิต
แต่ละชนติ ไดแ้ ก่

ภาพที่ 4.6 โครงสรา้ งท่ัวไปของเขม่าดา
[ ที่มา: http://doc2.clib.psu.ac.th/public13/thises/312580.pdf ]

1. Channel black โดยอาศัยการเผาไหม้แก๊สธรรมชาติ และเปลวไฟจากการเผาไหม้จะกระทบกับ
ท่อเหล็ก (Charnel iron) ซึ่งเคลื่อนไปมาเหนือเปลวไฟ เมื่อเกิดเขม่า จะมีอุปกรณ์ทาหน้าที่กวาดเขม่าลงช่อง
เก็บ และส่งต่อไปยังที่รวบรวมโดยสายพาน สามารถควบคุมขนาดของเขม่าที่ได้ โดยการควบคุมปริมาณของ
อากาศในการเผาไหมั คุณหภูมิของเตาเผา ปริมาณอากาศที่ให้ออกมา ความดันของแก๊สที่ใช้ในการเผาไหม้

66

เขม่าดาทไ่ี ดจ้ ากกระบวนการน้ีอาจมีขนาดต้ังแต่ 100 - 400 Aº แตเ่ ขม่าดา Channel black ทใ่ี ช้กับยาง ควร
มีขนาดตั้งแต่ 170 Aº ขึ้นไป เนื่องจากเขม่าดาที่มีขนาตเล็กกว่า 150 Aº จะนามาผสมเข้ากับยางได้ยากและ
ยางที่ได้จะมีความแข็งและแปรรูปได้ยาก นอกจากนี้ Channel black ยังมีสมบัติเป็นกรต ที่ทาให้เวลาในการ
ครูปของยางนานขึ้น โดยทั่วไปแล้วสามารถที่จะแบ่ง Channel black ตามขนาดของอนุภาคได้
ดังน้ีConductive channel black (CC)มีขนาดของอนุภาคเล็กมาก ไม่เกิน 200 Aºยากในการบดผสมเข้ากับ
ยาง ใหผ้ ลิตภณั ฑย์ างทม่ี สี มบัตคิ วามต้านทานต่อการฉกี ขาดและการสีกหรอดีมาก ใชผ้ สมกบั ยางเพ่ือให้ยางนา
ไฟฟ้าได้Hard processing channel black (HPC) มีขนาดของอนุภาคเล็กประมาณ 200Aºยากในการบด
ผสมเข้ากับยางให้ผลิตภัณฑ์ยางที่มีสมบัติความต้านทานต่อการฉีกขาด และการสึกหรอได้ดีมากMedium
processing channel black (MPC) มีขนาดของอนุภาคปานกลางประมาณ 300 Aº บดผสมเข้ากับยางปกติ
ใหผ้ ลติ ภณั ฑ์ยางที่มสี มบตั ิความตา้ นทานต่อการฉีกขาด และการลึกหรอได้ดี
Easy processing channel black (EPC)มีขนาดของอนุภาคประมาณ 400 Aº ง่ายในการบดผสมเข้ากับยาง
ให้ผลิตภัณฑ์ยางที่มีสมบัติความต้านทานต่อการฉีกขาด และการลึกหรอดีการกระดอนสูง การเกิดความร้อน
สะสมต่า

2. Furnace black โดยการนาแก๊สธรรมชาติหรือน้ามันที่ได้จากโรงงานถ่านหิน หรือโรงงานน้ามัน
มาเผาไหม้อย่างไม่สมบูรณ์ เขม่าดาที่ใข้กันในปัจจุบัน จะนิยมผลิตด้วยวิธีนี้ เขม่าดาที่ไดีมีขนาดของอนุภาค
ตั้งแต่ 140 - 900 A เขม่าดาชนิดนี้มีฤทธิ์เป็นด่าง ซึ่งจะไปลดเวลาในการวัลคาไนซ์ของยาง ในอดีด Furnace
black จะถูกเรียกชื่อตามความสามารถในการเสริมแรง เช่น High abrasion furnace black (HAF) ซึ่งเป็น
เขม่าตาทที่ าใหย้ างมีความตา้ นทานต่อการสกี หรอ แต่ปัจจบุ นั พบว่าเขม่าดา HAF ไมไ่ ดท้ าให้ยางทนต่อการสีก
หรอดีที่สุด หรือ High modulus furnace black ก็ไม่ได้ทาให้ยางมีค่ามอดูลัสสูง ตังนั้น จึงมีการเสนอ
มาตรฐานการใหช้ อื่ เขมา่ ดาชนิดน้ขี ึน้ ใหม่เพ่ือไม่ให้เกดิ การเรยี กซ้ือสับสน โดย ASTM (American Society for
Testing Materials) การเรียกชื่อเขม่าดาโดยวิธี ASTM จะบ่งชี้อัตราเร็วของการทาให้ยางคงรูป โดยใช้
ตัวอักษร "N" แทนอัตราการคงรูปปกติ (Normal) อักษร "S" แทนอัตราการคงรูปข้า (Slow) และใช้ตัวเลข 3
ตัว โดยตัวแรกเป็นตัวบ่งบอกขนาดของอนุภาคของเขม่าดาหรือพื้นที่ผิวของเขม่าดา ส่วนตัวเลขที่ 2 และ 3
เป็นการต้ังข้ึนลอย ๆ แต่ถ้าเขม่าดามโี ครงสรางตามมาตรฐานก็ให้ตัวเลขที่ 2 ช้ากับตวั เลขแรก และตวั ท่ี 3 เป็น
ศนู ย์ โดยยทวั่ ไปแล้วเขม่าดาชนิด Furกace black สามารถแบ่งได้ดงั นี้

N110 หรือ SAF (Super Abrasion Furnace black) มีขนาดของอนุภาคอยู่ที่ 200 Aº ยากในการ
บดผสมเข้ากับยาง ให้ผลิตภัณฑ์ยางที่มีสมบัติความต้านทานต่อการสึกหรอดีสมบัติการ Aging และความ
ต้านทานตอ่ การเกิดรอยแตกเน่อื งจากการหักงอดีเยย่ี ม

N220 หรือ ISAF (Intermediate Super Abrasion Furnace black) มีขนาดของอนุภาคอยู่ที่ 240
Aº ให้ผลิตภัณฑ์ยางที่มีสมบัติความต้านทานต่อการสีกหรอดี (อยู่ระหว่าง SAF และ HAF) ความต้านทานต่อ
การเกดิ รอยแตกดีเลิศสมบัติการ Aging ดีการนาไฟฟา้ ดี

67

N330 หรือ HAF (High Abrasion Furnace black) มีขนาดของอนุภาคอยู่ที่ 400 Aº ให้ผลิตภัณฑ์
ยางท่ีมสี มบตั ิความต้านทานตอ่ การสีกหรอได้ดี ความตา้ นทานต่อแรงดงึ สูง ความต้านทานต่อการเกิดรอยแตก
จากก่รหกั งอได้ดี การเกดิ ความรอ้ นสะสมต่า สมบัตกิ าร Agingดมี าก และการนาไฟฟ้าดี

N550 หรือ FEF (Fast Extrusion Furnace black) มีขนาดของอนุภาค 400 - 500Aºง่ายในการบด
ผสมให้เข้ากับยาง ให้ผลิตภัณฑ์ยางที่มีสมบัติความต้านทานต่อการสึกหรอปานกลาง สมบัติการกระดอนสูง
ความต้านทานตอ่ แรงดึงดีมอดูลัสสงู ใหย้ างท่ีออกจากเครือ่ งอดั ยางผ่านดายมีผิวเรยี บ

N660 หรือ GPF (General Purpose Furnace black) มีขนาดของอนภุ าค 600 Aºให้ผลิตภัณฑ์ยาง
ท่มี ีสมบัติทางกายภาพดีการเกิดความร้อนสะสมต่า ใหย้ างท่อี อกจากเครือ่ งอดั รีดมีผิวทเ่ี รียบ

N762 หรือ SRF (Semi-Reinforcing Furnace black) มีขนาดของอนภุ าค 700 Aº ให้ผลติ ภัณฑ์ยาง
ท่มี สี มบัตคิ วามตา้ นทานต่อแรงดึงดี มอดูลสั สูง ความต้านทานตอ่ การเกิดรอยแตกเน่ืองจากการหักงอดีการเกิด
ความรอ้ นสะสมทต่ี ่าสมบตั กิ าร Aging ดี

3. Thermal black โดยการแยกละลายแก๊สธรรมชาติโดยใช้ความร้อนสูงถึง 1300 c ในสภาพ
ปราศจากออกซิเจน เขม่าดาชนิดนีม้ ีขนาดของอนภุ าคใหญ่มาก และมีฤทธิเ์ ป็นกลาง โดยทั่วไปแลว้ Thermal
black แบง่ ตามขนาดของอนภุ าคได้ดงั นี้

FT (Fine Thermal black) มีขนาดของอนุภาคอยุ่ที่ 1000-2000 Aº ให้ผลิตภัณฑ์ยางที่มีมอดูลัสต่า
และกระดอนท่ีสงู มาก

MT (Medium Thermal black) มีขนาดของอนุภาคอยู่ที่ 3000-5000 Aº ให้ผลิตภัณฑ์ยางที่มี
มอดูลสั ตา่ และการกระดอนสงู เช่นกัน

4.4.2. สารตัวเติมชนิดที่ไม่ใช่สีดา (Non-black filler) การใช้สารตัวเติมพวกที่ไม่ใช่สีดาเพือ่ ผสมในยาง ใน
การผลิตผลิตภัณฑ์ยางพวกที่มีสีขาวหรือสีสันต่างๆ มีวัตถุประสงค์เพื่อการลดต้นทุนการผลิตเพื่อปรับปรุงให้
กรรมวิธีการผลิตสะดวกขึ้น และยังใช้เพื่อการเพิ่มความแข็งแรงให้ยาง เช่น เพิ่มความแข็ง เพิ่มความทนทาน
ต่อแรงดึง ต่อการฉีกขาด ต้านทานต่อการสึกหรอ เป็นต้น โดยทั่วไปแล้วสารตัวเติมที่ไม่ใช่สีดา สามารถที่จะ
แบ่งออกได้เป็น 4 ขนิด คือ ซิลิกา (Silica) อลูมิเนียมซิลิเกต (Aluminium silicate) แคลเซียมคาว์บอเนต
(Calcium carbonate) และไซน่าเคลย์ (China clay)

ชิลกิ า (Silica) มชี ่ือทางเคมีวา่ ซีลกิ อนใดออกไซด์ (Silicon dioxide, SO2) ซิลกิ าเป็นสารตัวเติมที่ดี
ทสี่ ุดในบรรดาสารตวั เตมิ ทไ่ี มใ่ ช่สดี า เพราะเปน็ สารตัวติมชนิดทเี่ พม่ิ เสริมความแข็งแรงใหก้ ับยางชลี ีกาสามารถ
บ่งได้เปน็ 3 ประเภท คือ

1. ซิลิกาบด (Ground mineral silica) มีขนาดของอนุภาคหยาบ ไม่ช่วยเสริมความแข็งแรงของ
ยาง มีราคาถูก ใช้เป็นสารตัวเติมราคาถกู ในยางที่ทนความร้อน สารตัวเติมชนิดนี้จะไม่ก่อให้เกดิ ปัญหาในการ
คงรปู และจะไมท่ าใหผ้ ลติ ภัณฑโ์ ปรง่ แสง

68

2. ซิลิกาที่เตรียมขึ้นจากการตกตะกอน (Precipitated silica) ซีลีกาชนิดนี้เป็นสารตัวเติมที่เสริม
ความแขง็ แรงให้กับยางท่ีนิยมใช้มากทส่ี ุด ทาให้ยางนั้นมีความต้านทานต่อแรงดึงต่อการฉีกขาดและต่อการสึก
หรอและทาใหย้ างแข็งข้ึน ปกตมิ ักใชก้ ับการผลติ ผลติ ภัณฑ์จาพวกท่ีต้องการลักษณะโปรง่ แสงและมสี สี วย

3. ซิลิกาที่เตรียมขึ้นจากการเผาไหม้ (Furnace หรือ Combustion หรือ Fume silica) ซิลิกา
ประเภทนีม้ ีฤทธ์ิเป็นกรดและมีขนาดอนุภาคเล็กมาก เสรมิ ความแขง็ แรงได้ดมี าก ทาให้ยางมคี วามต้านทานต่อ
แรงดึงต่อการฉีกชาดและต่อการสึกหรอ ซลิ ิกาประเภทน้ีจะมีราคาทส่ี งู มากมักจะใช้เพ่ือเพิ่มวัตถุประสงค์พิเศษ
กับยางซิลิโคนเท่านั้น ซิลิกาที่เตรียมขึ้นจากการตกตะกอนและขึ้นจากการผาไหม้นี้เมื่อใช้กับยางจะเกิดการ
ชะลอการดงรูป เนื่องจากผิวหน้าที่ว่องไวต่อปฏิกิริยาของอนุภาคซิลิกา จะดูดซึมสารเร่ง จาเป็นต้องเพิ่ม
ปรมิ าณของสารเรง่ หรอื ใช้สารเคมชี ว่ ย ซึ่งไดแ้ ก่ พวก Glycol หรอื Amine เพอื่ เรง่ ปฏกิ ริ ยิ าคงรปู

อะลูมิโนซิลิเกต (Aluminosilicate) เป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือสารประกอบท่ี
มนุษย์สร้างขึ้นที่มีอลูมิเนียมและซิลิเกตซึ่งทาจากซิลิคอนและออกซิเจนและองค์ประกอบอื่น ๆ เช่นกัน
โดยทั่วไปจะเปน็ โลหะอลั คาไลเช่นโซเดยี มหรือแคลเซยี ม อะลมู ิโนซิลิเกตท่ีเกิดขน้ึ เองตามธรรมชาติเป็นจานวน
มากเป็นแร่ธาตุที่พบได้ทั่วไปและในขณะที่พวกเขาใช้สารเคมีพื้นฐานร่วมกันพวกเขาอาจมีคุณสมบัติทาง
กายภาพที่แตกต่างกันเนื่องจากวิธีที่อะตอมหรือโมเลกุลจัดเรียงกัน คุณสมบัติทางกายภาพของสารประกอบ
อะลูมิโนซลิ ิเกตสงั เคราะห์หลายชนดิ เช่นเดียวกนั

แคลเซียมคาร์บอเนต (Calcium Carbonate, CaCO3) ที่ได้มีการนิยมใช้ในกลุ่มอุตสาหกรรมยาง
สามารถแบ่งออกได้เปน็ 4 ประเภทคือ

1. Ground limestone เป็นสารตัวเติมที่มีลักษณะเป็นผงมีสีขาวหม่น ใช้ผสมในกรณีที่ต้องการให้
ยางมรี าคาถูกการใสป่ รมิ าณมากจะทาใหค้ วามแขง็ แรงของยางเพิ่มข้ึนเล็กน้อยเท่าน้ัน

2. Whiting หรือ Ground chalk เป็นผงสขี าวและมขี นาดอนภุ าคต่างๆ กนั เฉลย่ี อยทู่ ่ีประมาณ 1000-
10,000 Aº ใชใ้ นการผลติ ของราคาถูกทาใหย้ างแขง็ พอควรและการกระดอนค่อนข้างดเี มื่อใชส้ ารน้ใี นปริมาณที่
มากแตใ่ หย้ างท่มี ีความต้านทานต่อแรงดึง และตอ่ แรงฉกี ขาดตา่ ใช้ในปริมาณปานกลาง รปู ผลิตภณั ฑ์ที่ต้องการ
ใชเ้ บา้ พิมพ์ และจะช่วยในผลิตภัณฑ์ประเภทท่อเรยี บขนึ้

3. Precipitated calcium carbonate หรือ Precipitated whiting ใช้เป็นสารช่วยเสริมความ
แข็งแรงได้บ้างสามารถใช้ได้ในปริมาณที่มากได้ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีราคาถูก ผลิตของที่ใช้กับงาน
เครอ่ื งจกั รกล

4 Treated calcium carbonate หรือ Treated whiting เป็นสารตัวเติมที่ได้จากการนาแคลเซียม
คาร์บอเนตมาเคลือบด้วยกรดสเตยี ริก ในปริมาณ 0.8 – 3% ทาใหส้ ารตัวเตมิ นี้ผสมเข้าไปในยางได้ง่ายข้ึนและ
ทาให้ผลิตภณั ฑ์ท่ีไดจ้ ากการอัดรีดข้ึนรปู (extrusion) และการรดี คาร์เลนเดอร์ (Calendering) มผี วิ ทเ่ี รียบเปน็
สารตัวเติมที่ช่วยเสริมความแข็งแรงได้บ้าง ให้ผลิตภัณฑ์ที่มีราคาปานกลาง มีความกระดอนสูง มีความ
ต้านทานต่อแรงดงึ ไดด้ ี

69

ไซน่าเคลย์ (China clay) เป็นสารตัวเติมพวกไฮเดรทเตตอลูมิเนียมซิลิเกต ที่ได้จากการสะสมโดย
ธรรมชาติ ไม่บริสุทธิ์นัก มักเจือปนด้วยสารอื่นๆบ้างซึ่งการเจือปนด้วยสารอื่นๆนี้บางครั้งก็เกิดผลกระทบ
โดยตรงต่อสมบตั ขิ องยางโดยเฉพาะเม่ือสารอ่นื ๆ เปน็ พวกธาตทุ องแดงธาตุเหล็กจะทาให้เกิดสารเร่งปฏิกิริยาท่ี
ทาใหย้ างเส่อื มสภาพเรว็ ขน้ึ โดยท่วั ไปแลว้ ไชน่าเคลย์ท่ใี ช้ในยาง
สามารถแบ่งออกไดเ้ ปน็ 4 ชนิด คอื

1. พวกเคลย์ชนิดอ่อน (Soft clay) มีลักษณะเป็นผงสีไม่ค่อยขาวนัก มีขนาดของอนุภาคใหญ่กว่า 2
ไมครอน ใชเ้ ป็นสารตวั เติมประเภททช่ี ่วยเสริมความแข็งแรงให้กบั ยางได้บ้าง มกั จะใช้มากเพ่ือลดต้นทุนในการ
ผลิต ทาให้ยางแข็งและต้านทานต่อแรงดึงมากกว่าการใช้แคลเซียม คาร์บอเนต แต่จะทาให้ยางกระดอนได้
น้อยกวา่

2. พวกเคลย์ชนิดแข็ง (Hard clay) มีลักษณะเป็นผงมีสีขาวมากกว่าเคลย์ชนิดอ่อน มีขนาดของ
อนุภาคที่เล็กกว่า 2 ไมครอน ใช้เป็นสารตัวเติมที่ช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับผลิตภัณฑ์ ทาให้ยางมีความ
ตา้ นทานตอ่ แรงดงึ ไดด้ ขี ึน้ มคี วามต้านทานตอ่ การฉีกขาด ต่อการสกี หรอได้ดีกวา่ การใชเ้ คลยช์ นดิ อ่อนและอาจ
ทาใหย้ างมคี วามตา้ นทานต่อกระแสไฟฟา้ ดี

3 .แคลไซนเ์ คลย์ (Calcined clay) ใช้เป็นสารตวั เติมของผลติ ภณั ฑ์พวกสีขาวมสี มบัติความแข็ง ความ
ตา้ นทานต่อแรงดึง และสมบัตทิ างไฟฟ้าดกี วา่ เมือ่ เปรยี บเทียบกบั การใช้เคลยช์ นดิ แขง็

4. ไซน่าเคลย์ชนิดเคลือบผิว (Treated clay) เป็นพวกเคลย์ชนิดแข็ง ที่ทาการเคลือบผวิ ด้วยสารเคมี
เช่น อะมีน (Amine) หรือไซเลน (Silane) ทาให้ยางมีสมบัติความแข็งแรงมากกว่าการใช้ไชน่าเคลย์แบบ
ธรรมดา เม่ือมขี นาดของอนภุ าคเทา่ ๆ กัน

4.4.3 สารตัวเติมประเภททม่ี ลี กั ษณะเป็นผงทไี่ มใ่ ช่สีดาชนดิ อ่ืนๆ
1. ททิ าเนียมไดออกไซด์ (Titanium dioxide, TiO2) ใช้เปน็ สารตวั เติมเพื่อเสริมความแข็งแรงนิยมใช้

เพอื่ ชว่ ยให้ผลติ ภัณฑ์มีสสี ดใส และใชเ้ ป็นตวั ชว่ ยใหย้ างซลิ ิโคนมคี วามทนทานต่อความร้อนดี
2. ลิโทโพน (Lithopone) มีส่วนผสมของสารประกอบแบเรียม ซลั เฟต และสังกะสซี ัลไฟต์ ใช้เปน็ สาร

ตัวเติมราคาถูกท่ีช่วยเสริมความแขง็ แรงบ้าง
3. แมกนีเขียมคาร์บอเนต (Magnesium carbonate, MgCo3) เป็นสารตัวเต็มกึ่งเสริมแรงที่มี

ลักษณะเป็นผงละเอียดสีขาว มี 2 ชนิด คือ ชนิดเบา และชนิดหนักสาหรับแมกนีเซียมคาร์บอเนตชนิดเบาจะ
ให้ความตา้ นทานต่อแรงดึงสูง ตา้ นทานตอ่ การอีกขาด และตา้ นทานตอ่ การสึกหรอดีทาใหย้ างท่ียังไม่วัลคาไนซ์
มีความแข็งซง่ึ ชวยลดปญั หาการยุบตัวของท่อยางขณะทาใหย้ างคงรูปในหม้ออบไอนา้ และถ้าใชส้ ตู รที่เหมาะสม
จะให้ยางโปร่งแสงสว่ นแมกนีเซียมคารบ์ อเนตชนดิ หนักมีขนาดของอนุภาคละเอยี ดกว่าชบิดเบา

4. แบเรยี มซัลเฟตหรือแบไรห์ (Barium sulphate หรอื Barytes) เป็นสารตวั เติมท่ีไม่แรง แต่ช่วยลด
ต้นทุนในการผลิต มีลักษณะเป็นผงทีม่ ีความหยาบ เป็นสารที่เฉื่อยต่อปฏิกิรยิ าทั้งต่างและกรดอนนิ ทรีย์ มักใช้
เปน็ สารตัวเติมในยางทต่ี ้องสมั ผสั กบั กรด เช่น ในการทายางบุผนังถงั นา้ กรด

70

5. แป้งทลั คมั (Talcum) เป็นสารตัวเติมประเภทที่เฉื่อยต่อปฏิกิรยิ าเหมาะแก่การใช้สาหรับผลิตภัณฑ์
ทต่ี อ้ งการความทนทานต่อความร้อน เชน่ ปะเก็นยาง

6. ซิงค์ออกไซด์ (Zinc oxide, Zn0) ในสมัยก่อนที่จะมีการใช้สารตัวเติมพวกเขม่าดาในการผลิตยาง
ล้อรถยนต์ ได้มีการใช้ซิงคอ์ อกไซค์เป็นสารตัวเดิมแต่ปัจจุบันไม่มีการใช้สารนี้ในปริมาณที่มากเนื่องจากการใช้
ชิงค์ออกไซค์จะทาให้ตันทุนการผลิตสูงขึ้น ชิงค์ออกไซด์เป็นสารตัวเติมประเภทที่ช่วยเสริมความแข็งแรงและ
การใช้ซิงค์ออกไซค์มีข้อได้เปรียบคือ ถึงแม้ว่าจะใช้ในปริมาณมากก็ยังทาให้ยางมีความหนดื ต่าซึ่งเป็นการง่าย
ตอ่ การไหล แต่ยางทผี่ สมชิงค์ออกไซด์ก็มักจะติดลูกกล้ิงการใช้ซิงค์ออกไซด์เป็นสารตวั เตมิ ในยางจะช่วยให้ยาง
มีความตา้ นทานตอ่ แรงดึงดีขนึ้ สมบัติการกระดอนดขี ้นึ แต่ไม่ได้ชว่ ยใหย้ างแข็งนกั

4.4.4 สารตวั เติมท่ีมลี ักษณะเป็นเสน้ ใย ไดแ้ ก่
1. แอสเบสทอส (Asbestos)เป็นเส้นใยที่ได้จากธรรมชาติ ใช้เติมลงไปในยางเพื่อให้ทนทานต่อเปลว

ไฟ หรอื ความรอ้ น การใช้สารตวั เติมประเภทนีต้องระวังการสูดไอเข้าในร่างกายเพราะจะเกดิ อันตรายได้
2. ผงไม้ (Wood flour) ได้จากการบดไม้ให้มีขนาดเล็กเป็นผง มักใช้เป็นสารตัวเติมในยางประเภท

เกรดตา่ สารตวั เตมิ ประเภทนี้ไมม่ ีผลต่อการวัลคาไนซย์ าง ถา้ ใชใ้ นปริมาณมากจะทาใหย้ างแข็งขน้ึ และลดอัตรา
การหดตวั ของยาง

4.4.5 สารตัวเดิมที่มลี กั ษณะเปน็ เรซนิ (Resinous filler)
เรซินที่ใส่เข้าไปในยาง จะทาให้ยางมีความแข็งขึ้น ตามปกติแล้วการที่ทาให้ยางแข็งขึ้นมักจะมีการใช้

สารตัวเติมที่เป็นผง เช่น เขม่าดา ซิลิกา แต่สารเคมีที่เป็นผงนี้สามารถที่จะผสมเข้าไปในยางได้ในปริมาณท่ี
จากัดถา้ มากเกนิ ไปแลว้ จะทาให้ผสมได้ยาก ยางแหง้ และมีความร้อนเกิดขนึ้ ในขณะผสมจึงต้องมีการเลือกที่จะ
ใช้พวกเรชนิ เตมิ ลงไปในยางสารตวั เตมิ ท่ีมลี ักษณะเป็นเรซนิ ไดแ้ ก่

1. High styrene resin เป็นสารตัวเติมที่ใช้ผสมในยางทาให้ยางมีมอดูลัสความต้านทานต่อการสีก
หรอและความตา้ นทานต่อการฉีกขาดท่ดี ีขึน้ และทาใหย้ างแขง็ มากขึ้นนิยมใช้ในการผลิตสน้ รองเท้า พืน้ รองเท้า
ข้อเสียของ High styrene resin คือ มีราคาที่แพงกว่าสารตัวเติมธรรมดาและการใช้งานจะมีข้อจากัดเรื่อง
อณุ หภมู ิ ถา้ อุณหภมู สิ งู เกิน 60 - 70 ºC ยางจะนิม่ ลง

2. Phenolic resin เป็นสารตัวเติมเพื่อเสริมสมบัติการต้านแรงดึงเพิ่มความแข็งและสมบัติการ
กระดอนใช้เพื่อการผลิตยางซึ่งต้องใช้กับงานเครื่องกล อัดด้วยเข้าพิมพ์ เช่น ปะเก็นยางทนน้ามันหรือพวก
ผลิตภณั ฑ์ทที่ าให้คงรูปด้วยไอนา้ เช่น ท่อยาง เป็นตน้

4.5 สารชว่ ยในการแปรรปู ยาง (Plasticizer) หนา้ ท่ีของพลาสตไิ ขเชอร์ มีดังน้ี
- เพอื่ ช่วยในการแปรรูปยาง
- เพอื่ เปลีย่ นแปลงสมบัตบิ างอยา่ งของยาง เชน่ ความแข็งหรอื ความยดื หยุ่น

71

- เพอ่ื ลดตันทนุ การผลิตและลดพลงั งานในการแปรรูปยาง
- เพอ่ื การใช้งานทีอ่ ุณหภูมิต่า
โดยทั่วไปพลาสติไขเซอร์อาจมชี ่อื ที่เรียกต่างกนั ซง่ึ จะขึ้นอยกู่ บั หนา้ ท่แี ละปริมาณการใช้ คอื

1. Processing aid คือ สารพลาสติไซเซอร์ที่ใช้ในปริมาณไม่เกิน 5 phr เพื่อช่วยในการแปรรูปยาง
และช่วยใหก้ ารผสมสารเคมนี ั้นได้เข้าไปในยางง่ายขน้ึ

2. Softener คอื สารพลาสติไซเซอร์ทีใ่ ชใ้ นปริมาณ 5 – 15 phr ใสเ่ พอื่ ที่จะทาใหย้ างนิ่มลงในขณะยัง
ไม่คงรูป และคงรปู แล้ว

3. Extender คือ สารพลาสติไซเซอรท์ ่ีใช้ในปรมิ าณเกนิ 15 phr ใส่เพอ่ื ที่จะลดต้นทุนการผลติ
สารพลาสดีไขเซอร์สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1. สารชว่ ยทาให้ยางน่มิ โดยทางเคมี (Chemical plasticizer) เปน็ สารเคมที ี่เม่ือใสเ่ ขา้ ไปในยางใน
ปริมาณน้อย จะทาให้ยางนิ่มและลดเวลาของการบดยางลงบางครั้งก็รียกว่า เป็บไทเซอร์ (Peptizer) การใช้
ยางมักจะใช้กบั ยางธรรมชาตแิ ละยางสังเคราะห์พวกที่มีความหนืดสงู ซง่ึ มโี มเลกุลขนาดใหญ่และแปรรปู ได้ยาก
ปริมาณสารที่ใช้ประมาณ 2 phr มักจะใส่สารเคมีประเภทนี้ลงไปในยาง เมื่อเริ่มต้นการผสมหรือบดในเครื่อง
บด 2 ลูกกลิ้ง และปล่อยให้สารเคมีนี้ทาปฏิกิริยากับยางเป็นระยะเวลาสั้นๆ ก่อนที่จะใส่สารอื่นลงไป ได้แก่
Sulphonic acid และ Xylyl mercaptan

2. สารช่วยทาให้ยางนิ่มโดยทางกายภาพ (Physical plasticizer) เป็นสารพลาสติไซเซอรท์ ีใ่ สเ่ ขา้
ไปแล้ว จะทาหน้าที่เป็นตัวหล่อลื่นระหว่างโมเลกุลยาง ทาให้โมเลกุลของยางเคลื่อนไหวได้ง่ายยางจะมีความ
นิ่มลงแปรรูปได้ง่ายขึ้นเป็นสารที่ไม่มีปฏิกิริยากับยาง และเป็นสารที่จะต้องรวมผสมเข้าเป็นเนื้อเดียวกัน
(compatible) กับยางและสารอื่นๆได้พลาติไซเซอร์ชนิดนี้ ที่สาคัญ ได้แก่ น้ามันปิโตรเลียม และ น้ามันเอส
เทอร์

น้ามันปิโตรเลียม (Petroleum oil) เป็นน้ามันที่เข้ากันได้อย่างดีกับยาง ทาให้ความหนืดดีขึ้นเป็น
น้ามนั ทไี่ ม่ระเหย ไมต่ ดิ สแี ละสีไม่ตกนา้ มันชนิดนีเ้ มื่อใช้จะทาใหย้ างน้นั มีสมบตั ิท่ีตรงกันข้ามกับการที่ใช้สารตัว
เติม คือ จะทาให้ความแข็งและค่ามอดูลัสลดลงน้ามันที่ใช้กับยางนี้ประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็น
สว่ นใหญ่แตก่ ม็ กี ามะถัน ออกซเิ จน และไนโตรเจนปะปนอยู่บ้างเลก็ น้อย โครงสร้างของคาร์บอนและไฮโดรเจน
ในนา้ มนั แตกตา่ งกัน ซง่ึ สามารถแบ่งออกเป็นพวกใหญๆ่ ได้ 3 พวก คือ

1. อะโรมาติก (Aromatic) หมายถึง พวก Benzene ring มีพันธะคู่มีสีคล้ามีความหนืดที่สูง
มากเทสูภ่ าชนะลาบาก

2. เนฟเทนิก (Naphthenic) หมายถึง พวก Saturated ring ไม่มีพันธะคู่มีความหนืดป่าน
กลางและไหลไดง้ า่ ย

3. พาราฟินิก (Paraffinic) หมายถึง พวก Side chain ที่ไม่มีพันธะคู่ มีสีขาว มีความหนดื ต่า
และไหลไดง้ ่าย

72

นา้ มนั ที่ใช้จะต้องเขา้ กับยางได้ดี โดยดจู ากคา่ (Solubility parameter)ของยางกบั นา้ มันที่ใช้ถ้าตัวเลข
ใกล้กันมากจะทาให้ยางกับน้ามันเข้ากันได้ดีโดยปริมาณที่ใช้ควรใช้ 1 phr ต่อทุกๆ 5 ถึง 10 phr ของสารตัว
เตมิ ตวั อยา่ งคา่ Solubility parameter ของยางและน้ามัน ตารางที่ 4.2

น้ามันเอสเทอร์ (Ester) เป็นเอสเทอร์ของกรดอินทรีย์หรือกรดฟอสฟอริค ใช้ในการผสมยางที่ทน
น้ามัน เช่น ยางไนไตรล์ยางคลอโรพรีนน้ามันชนิดนี้ทาให้ความแข็งของยางลดลงได้มากกว่าน้ามันปีโตรเลียม
ตัวอย่างนา้ มันเอสเทอร์ เช่น
พวก Phthalate ได้แก่

- DOP (Di - 2 - ethylhexyl phthalate)
- DIOP (Di - isooctyl phthalate)
พวก Adipate ได้แก่
- DOA (Dioctyl adipate)
พวก Phosphate ไดแ้ ก่
- tri (2 - ethyl hexyl) phosphate
พวก Sebacate ไดแ้ ก่
- DOS (Dioctyl sebacte)

ตารางท่ี 4.2 ตัวอย่าง Solubility parameter ของยาง นา้ มนั และตัวทาละลาย

ยาง Solubility parameter
NR 8.25
IR 8.25
SBR 8.29
BR 8.20
IIR 7.60
EPDM 8.00
CR 9.26
NBR 9.92
CSM 9.10
SI 7.30
FKM 8.60

73

ตารางท่ี 4.2 ตัวอยา่ ง Solubility parameter ของยาง น้ามัน และตวั ทาละลาย ต่อ

น้ามนั และตวั ทาละลาย Solubility parameter

Paraffinic oil 7.2

Naphthenic oil 7.5

Aromatic oil 8.0

Paraffinic wax 7.7

Stearic acid 8.5

Petroleum jelly 7.5

Dioctyl sebacate 8.6

Dibutyl sebacat 9.2

Toluene 8.9

Xylene 8.8

Benzene 9.2

Acetone 9.9

Chloroform 93

Carbon tetrachloride 8.6

Turpentine 8.1

Ethanol 12.7

Dioctyl adipate 8.7

Diisooctyl phthalate 7.9

ตารางท่ี 4.2 ตัวอย่าง Solubility parameter ของยาง น้ามนั และตวั ทาละลาย

[ ดัดแปลงมาจาก : ดร.พงษ์ธร แซ่อยุ ,ยาง:ชนิดสมบตั แิ ละการใชง้ าน ]

[ทม่ี า: ผศ.ดร.สมเจตน์ พัชรพันธ์, หนังสอื เทคโนโลยยี าง, หน้าที่ 88]

นอกจากสารที่ช่วยในการแปรรูปยางดังที่กล่าวมาแล้วยังมีสารอื่นที่ทาหน้าที่ช่วยในการยาง คือ
แฟคทิส (Factice) ซ่งึ เปน็ สารท่เี ตรยี มจากการนานา้ มนั ท่ไี มอ่ ิ่มตวั มาทาให้เกิดการเชอื่ มโยงระหวา่ งโมเลกุลซึ่ง
น้ามันที่ไม่อิ่มตัวอาจเป็นน้ามันพืชหรือน้ามันสัตว์ เช่น น้ามันถั่วเหลือง น้ามันเมล็ดนุ่น น้ามันละหุ่ง น้ามัน
ลินสีด น้ามันจากไขปลาวาฬ เป็นต้น เมื่อใส่แฟคทิสลงในยางจะสามารถช่วยปรับปรุงลักษณะของผลิตภัณฑ์
ยาง จะทาให้ยางนิ่มลง ช่วยให้ยางที่มีสารตัวเติมมากๆ พันลูกกลิ้งได้ดีหรือช่วยให้ยางที่มีสารตัวเดิมน้อยไม่
เหนยี วตดิ ลกู กล้ิงและช่วยลดระยะเวลาการบดผสมยางกบั สารเคมชี ว่ ยลดการซึมของกามะถนั ทผ่ี วิ ของยางที่ยัง
ไม่คงรูปและในการคงรูปยางที่หนาจะช่วยลดการเกิดเป็นรูพรุนของยาง โดยทั่วไปแล้วแฟคทิส สามารถแบ่ง
ออกได้ เป็น 2 ชนิด คือ 1.แฟคทิสสีน้าตาลหรือดา (Brown or dark factice) ผลิตโดยใช้กามะถันประมาณ

74

25% ทาปฏิกิริยากับน้ามันที่ไม่อิ่มตัว ที่อุณหภูมิประมาณ 140 - 180 ºC เพื่อให้เกิดการเชื่อมโยงระหว่าง
โมเลกุลซ่ึงใช้เวลาประมาณ 5-8 ชั่วโมง และถ้าใช้สารเร่งปฏกิ ิริยาจาพวก MBT หรือ ZDEC สามารถเตรียมได้
ที่อุณหภูมิต่าลงระยะเวลาในการเตรยี มลดลงและได้แฟคทิสที่สีคล้านอ้ ยลง โดยทั่วไปแฟคทิสสีดานิยมใช้มาก
กับผลิตภัณฑ์ยางประเภทที่อัดยางผ่านหัวขึ้นรูป และการรีดเป็นแผ่นเรียบโดยใช้เครื่องคาร์เลนเดอร์จะทาให้
ยางที่ออกมามีผิวเรียบการบวมของยางเมื่อออกจากเครื่องอัดยางผ่านได้ (Die swell) ลดลงรักษารูปทรงของ
ยางได้ดีในขณะคงรูปและสามารถควบคุมความหนาของยางในการรีดเป็นแผ่นด้วยเครื่องรีดแผ่น 2 แฟคทิสสี
ขาว (White or light factice) ผลิตโดยใช้สารท าให้ยางคงรูปพวกซัลเฟอร์โมโนคลอไรด์ ( Sulfur
monochloride, S,CL) จานวน 25 ส่วน ทาปฏิกิริยากับน้ามันที่ไม่อิ่มตัวที่อุณหภูมิห้อง แฟคทิสสีขาว นิยม
ใชก้ ับผลิตภัณฑย์ างสีขาวหรอื สีอื่นๆ ท่ไี มใ่ ชส่ ดี า และใสล่ งไปเพื่อให้ยางน่ิม เชน่ ใช้ในการทายางลบดินสอ

4.6 สารปอ้ งกันยางเสือ่ มสภาพ (Anti-degradants)
ช่วงอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่ทาจากยาง จะเกิดการเสื่อมสภาพขึ้นเรื่อย ๆ การเสื่อมสภาพของ

ยางนี้ได้มีการเรียกว่า Degradation ซึ่งสาเหตุการเสื่อมสภาพของยางเกิดขึ้นเนื่องจากโมเลกุลยางถูกทาให้
เปลีย่ นแปลงไปโดยออกชเิ จนและโอโซน และยางแต่ละชนดิ จะมีขดี จากัดในการทนต่อการเสื่อมสภาพและย่าง
ชนิดที่โครงสร้างโมเลกุลมีส่วนทีไ่ ม่อิ่มตัวนั้นจะอ่อนแอและง่ายต่อการเกิดปฏิกริ ิยาการเสือมสภาพชองยางจะ
เกิดช้ามากถ้าไม่มีตัวเร่ง แต่โดยทั่วไปแล้วในธรรมซาติ เช่น แสง ความร้อน และความไม่บริสุทธิ์ของโลหะจะ
เป็นตัวเร่งตามธรรมชาติที่ทาให้ยางเกิดการเสื่อมสภาพเร็วขึ้น นอกจากนี้ช่วงที่มีการอบยาง (Aging) ผิวหน้า
ของผลิตภัณฑ์จะเกิดการเปลี่ยนแปลง หรืออาจจะเกิดการเปลี่ยนแปลงในทุกส่วนของผลิตภัณฑ์เช่นเกิดรอย
แตกที่ผิว ผิวแข็ง และสูญเสียความแข็งแรงขึ้นอยู่กับขบวนการเสื่อมสภาพของยาง สามารถแบ่งออกเป็น 6
แบบ คือ

1. เสอ่ื มสภาพเนอ่ื งจากความรอ้ น (Heat aging)
2. เสอ่ื มสภาพเน่ืองจากการกระต้นุ ของโลหะทเี่ ป็นตัวเรง่ (Metallic poisoning)
3. เสื่อมสภาพเน่อื งจากการหักงอไปมา (Flex cracking)
4. เสอ่ื มสภาพเนอ่ื งจากการท่ีต้งั ท้งิ ไวน้ าน (Self aging)
5. เกดิ รอยแตกเนื่องจากบรรยากาศ (Atmospheric cracking)
6. เสื่อมสภาพเนอ่ื งจากแสง (Light aging)
ในการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง เพ่ือเปน็ การป้องกันยางเส่อื มสภาพ เพม่ิ ความทนทานของยางใหด้ ีขนึ้ ไปจาก
เดิมจึงจาเป็นที่จะต้องมีสารป้องกันยางเสื่อมสภาพ โดยใช้สารแอนตี้ออกซิแดนท์ (Antioxidant) หรือสาร
แอนต้โื อโซแนนท์ (Antiozonant ซงึ่ สารทัง้ 2 ขนดิ จะทาใหอ้ ายุการใช้งานของผลติ ภณั ฑย์ างท่ยี าวขึ้น

4.6.1สารแอนตี้ออกซิแดนท์ (Antioxidants) เป็นสารป้องกันการเสื่อมสภาพของยาง เนื่องมาจาก
การทอี่ อกซเิ จน (Oxygen, O2) เขา้ ทาปฏกิ ิรยิ ากบั ยาง ซง่ึ เรยี กปฏิกิริยานี้วา่ ปฏิกิรยิ าออกชเิ ดชน่ั (Oxidation)

75

โดยท่วั ไปแล้วสารแอนตอ้ี อกซิแดนท์ สามารถบ่งออกไดเ้ ป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือ สารแอนต้ีออกซแิ ดนท์ชนิดท่ีทา
ให้ยางเปล่ียนสหี รอื ตกสี (Discoloring or staining) เปน็ แอนตอ้ี อกซิแดนท์ที่เป็นสารประกอบอะมีน (amine)
หรอื อนุพันธ์ของอะมีนเป็นสารที่มีประสทิ ธิภาพสูง แต่เมื่อใชจ้ ะทาให้ผลิตภัณฑ์ยางมีสีคล้า เปลี่ยนสี หรือตกสี
นิยมใช้กบั ยางท่มี ีสีดาโดยสารแอนต้ีออกซิแดนทช์ นิดนส้ี ามารถแบง่ ได้เป็น 3 ชนดิ คือ

1. Ketone -amine condensates เป็นแอนตี้ออกซิแดนท์ที่มีประสิทธิภาพดีมากและมีการกระจาย
ในยางด้ดี มีความทนทานความร้อนสงู และมคี วามทนทานต่อการเกิดรอยแตกเน่ืองจากการหักงอของยางด้บ้าง
ทาใหเ้ กดิ การตกสีปานกลาง

2 Aldehyde-amine condensates เป็นสารแอนต้ีออกซิแดนท์พวกแรกที่ใช้ใน อุดสาหกรรมยาง มี
ประสทิ ธิภาพในการทนทานต่อความร้อนดมี าก

3. Secondary aromatic amine เป็นสารแอนตี้ออกซิแดนท์ที่สาคัญที่สุดในอุตสาหกรรมยางแบ่ง
ออกได้เป็น 3 พวก คือ Phenyl naphthylamine, Diphenylamine derivatives และ Para-phenylene
diamine

สารแอนตี้ออกซิแดนท์ชนิดที่ไม่ทาให้ยางเปลี่ยนสีหรือไม่ตกสี(Non-discoloring or non-staining
antioxidant) เป็นสารแอนต้อี อกซิแดนท์ทเี่ ปน็ สารประกอบฟีนอล (Phenol) หรืออนพุ นั ธ์ของฟีนอลใชก้ ับยาง
สีทั่วไปที่ไม่ใช่สดี า ไม่ทาให้ผลิตภัณฑ์ยางตกสี และไม่เปลี่ยนสียาง โดยปกติแล้วสารแอนตีอ้ อกซิแดนท์ชนิดนี้
สามารถแบง่ ได้เป็น 4 ชนิด คอื

1. Substituted phenol สมบัติทางด้านการเป็นแอนตี้ออกซิแดนท์ที่ไม่ดีนัก ยกตัวอย่างเช่น
Alkylated phenol blend, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, และ Styrenated phenols

2. Phenolic sulphide มีความทนทานต่อความร้อนปานกลาง ยกตัวอย่างเช่น 4-4'-thio-bis- (2 -
tert - butyl - 5 methyphenol)

3. Phenol-aldehyde condensate เป็นแอนต้อี อกซิแดนท์ทม่ี สี มบตั ิดเี ทา่ กับชนิดอะมีน คอื ป้องกัน
การเกิดปฏิกิริยาจากออกซิเจน ทนทานต่อความร้อน ทนทานต่อการหักงอ ไม่เปลี่ยนสียางได้แก่ 2,2'-
methylene-bis-(4-methyl-6-tert-butylpheno)

4. Hydroquinone derivatives เป็นแอนตี้ออกซิแดนท์ที่อ่อนสาหรับยางที่คงรูปแล้ว เหมาะที่จะใช้
กับยางทีย่ งั ไมค่ งรปู และกาว โดยป้องกนั ไมใ่ หผ้ ิวยางที่ไมค่ งรปู น้นั แห้งจนตดิ กันไมไ่ ด้ เมื่อนาไปประกอบดว้ ยกัน

4.6.2 สารแอนตี้โอโซแนนท์ (Anti - ozonants) เป็นสารป้องกันการเสื่อมสภาพของยางเนื่องจากโอโซน
(Ozone, O:) ปกติปริมาณโอโซนจะมีปริมาณน้อย ประมาณ 3-4 ppmซึ่งมีผลต่อการเสื่อมสภาพของยางโดย
ทาให้ยางเกิดรอยแตกเลก็ โดยทั่วไปแลว้ สารแอนตโี้ อโซแนนท์สามารถแบง่ ออกได้เป็น 2 ชนดิ คอื

1. Para-phenylene diamine สารแอนต้ีโอโซแนนทช์ นดิ นที้ ่ีสาคญั และมีใชก้ ันอยา่ งมาก ไดแ้ ก่ IPPD
สารนี้เป็นทั้งสารแอนตี้ออกซิแดนท์ และแอนตี้โอโชแนนท์โดยปกติจะใช้สารนี้ในปริมาณ 2 - 3 phr เช่น
Permanax IPPD และ Santoflex IP ข้อเสียของสารชนิดนี้คือ เกิดการตกสีเหมาะที่จะใช้ในผลิตภัณฑ์ที่มีสี

76

คลา้ แตใ่ นผลิตภณั ฑ์ท่ีมีสจี างหรือสีขาว ถ้าจะป้องกันปฏิกิริยาทเ่ี กิดจากองใช้ยางบางชนิดท่ีมีความทนทานต่อ
โอโซน เชน่ ยาง EPDM โดยใชย้ าง EPDM ล้วนๆใช้ยางอน่ื บดผสมกบั ยาEPDM เป็นการปอ้ งกันปฏิกิริยาท่ีเกิด
จากโอโซนโดยไมใ่ ชส้ ารแอนตีโ้ อโซแนนท์

2. ขี้ผึ้งพาราฟิน (Paraffin wax) เป็นสารขี้ผึ้งที่เมื่อเติมลงในยาง จะเกิดการซึมออกมาที่ผิวยาง
กลายเป็นแผ่นฟิล์มบางๆที่ทาหน้าทีป่ ้องกันไม่ให้โอโซนกระทบกับผิวยาง ทาให้ยางมีความต้านทานต่อโอโซน
ขผ้ี ง้ึ พาราฟนิ ท่ีใช้ในการป้องกันไม่ให้โอโซนทาปฏิกิรยิ ากับยาง ควรมสี มบัติดังนี้คือ ควรซมึ ออกมาท่ีผิวของยาง
ได้รวดเร็ว จะต้องเกาะยึดแน่นกับผิวยาง และจะต้องมีปริมาณมากพอสมควรที่จะทาให้ผิวของยางมีขี้ผึ้งอยู่
ตลอดเวลา ยกตัวอย่างเช่น Amorphous microcrystalline wax การป้องกันปฏิกิริยาจากโอโซนโดยวิธีอื่น
ยกตัวอย่างเช่น การใช้ยางที่มีความต้านทานตอ่ โอโซน เช่นยางIIR ยางEPDM ยางCF และหลีกเลี่ยงการใช้ยาง
พวกที่ไม่อิ่มตวั ซึ่งจะทาให้โอโซนเข้าทาปฏิกิริยาได้งา่ ยรวมถึงการอาศัยระบบการคงรูปเขา้ ช่วย โดยการเลือก
ระบบการคงรปู ท่ีมีประสิทธิภาพมากท่ีสุดเช่นระบบ EV (Efficiency Vulcanization)

4.7 สารประเภทอน่ื ๆ
สารพวกอนื่ ๆ น้ี ไม่ถอื วา่ เปน็ สิ่งจาเป็นท่ีจะต้องใช้สาหรับยางทั่วไป แต่บางครั้งจะใส่ลงไปในยางเมื่อมี

ความต้องการให้ผลิตภัณฑ์ยางมีสมบัติพิเศษบางประการ เช่น สารที่ทาให้เกิดสี (Coloring material) สารที่
ทาใหเ้ กดิ ฟอง (Blowing agent) สารหนว่ งปฏกิ ิรยิ ายางคงรปู (Retarder) เป็นตน้

4.7.1 สารท่ที าให้เกดิ สี (Colorants)
สที ใ่ี ส่ลงไปในยางควรเป็นสีท่ีมีประสทิ ธภิ าพ ทนทานต่อแสง ทนทานต่อความร้อน ไม่ตกสี ไมเ่ ปน็ พิษ มีราคา
ถูก ไม่มีผลติออายขุ องยางและอตั ราความเรว็ ในการทาใหย้ างคงรูป แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ

1. สีอินทรีย์ เป็นสีที่สังเคราะห์ขึ้น และเป็นสีค่อนข้างมีประสิทธิภาพดี ให้สีที่เห็นชัด สีสดสวย แต่มี
ราคาแพง สอี ินทรยี บ์ างตวั จะเปลี่ยนสีหรือสจี างลงได้งา่ ย ถ้าถูกแสงนานๆ หรอื ถูกสารเคมี และสีไม่ทนทานต่อ
การแปรรูปท่ีอณุ หภูมิสูง

2. สีอนินทรีย์ เป็นสีที่มปี ระสิทธิภาพต่ากว่าพวกสีอินทรีย์ ราคาค่อนข้างถูก แต่ต้องใช้ปริมาณมาก สี
คอ้ นข้างทึบไม่ใส แตม่ คี วามคงตัวอยู่นาน สีมกั ไม่จาง และยังทนได้ท่ีอุณหภูมิสูงๆตวั อย่างของสีอนินทรีย์ได้แก่
ติตาเนียมไดออกไซด์ (Titanium dioxide, TiO2) ลิโทโพน (Lithopone) เหล็กแกไซด์ (Iron oxide)
Ultramarine blue Chromium oxide

4.7.2 สารทาใหเ้ กดิ ฟอง (Blowing agents)
สารทาให้เกิดฟอง คือ เป็นสารเคมที ี่ใส่ลงไปในยางและช่วยให้เกิดรพู รนุ ในยาง โดยโมเลกุลของสารท่ี

ทาให้เกิดฟองจะแตกสลายเมื่อได้รับความร้อน และให้แก๊สออกมา ทาให้ยางเป็นรูพรุนในรูปแบบของฟองน้า
(Sponge)สารทาให้เกดิ ฟองโดยท่วั ไป

77

ควรมลี ักษณะดังต่อไปน้ี
- ไมม่ ผี ลตอ่ อัตราการคงรปู ของยาง
- ไมท่ าใหย้ างน้นั มกี ล่ินไมด่ ีและไมท่ าใหย้ างเป็นพษิ
- ทางานไดด้ ใี นเบ้าปดิ หรือในที่ ๆมีความดนั
- ไมท่ าให้ยางยุบตวั หรือหดตวั ภายหลังการคงรปู
- ละลายในยางได้ กระจายตวั ไดด้ ี และมรี าคาถูก
- ไมไ่ วไฟ และจะต้องมีการปลอ่ ยแกส๊ ออกมาในชว่ งอุณหภมู ิทแี่ คบ
- แกส๊ ท่ีออกไม่จะตอ้ งไม่กดั กรอ่ นโลหะ และควรจะเปน็ แก๊สไนโตรเจน

สารทาให้เกิดฟอง สามารถแบ่งไดเ้ ป็น 2 ชนดิ คอื ขนดิ อินทรีย์ ขนิดอนินทรีนย์
1. ชนิดอนินทรีย์ จะมีประสิทธิภาพที่ต่าต้องใช้ปริมาณมากถึง 10 phr การกระจายตัวไม่ดี ราคา

ค่อนขา้ งถกู สารอนินทรียท์ ่ใี ชก้ ันสว่ นใหญ่ ได้แก่
1.1แอมโมเนียมคาร์บอเนต(Ammonium carbonate, (NH4)2CO3) ซึ่งจะแตกตัวด้วยความร้อน

อย่างช้าๆที่อุณหภูมิ 30 ºC และแตกตัวเร็วที่อุณหภูมิ 55-60 ºC จะได้แก๊สแอมโมเนียและแก๊ส
คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนยี มคารบ์ อเนตจะกระจายในยางได้ไม่ดี ทาใหย้ างทีไ่ ดม้ รี พู รุนที่ไม่สม่าเสมอ

1.2 แอมโมเนยี มไบคารบ์ อเนต (Ammonium bicarbonate, NHAHCO3) แอมโมเนียมไบคาร์บอเนต
สามารถทาให้เกิดได้โดยการผ่าน คาร์บอนไดออกไซด์ เข้าไปในสารละลายแอมโมเนีย จะได้ผงสีขาว ไม่มีกลิ่น
ละลายน้าได้เล็กน้อย สารละลายของแอมโมเนียม ไบคาร์บอเนตเมื่อสัมผัสกับอากาศหรือโดนความร้อนจะ
ปล่อย คาร์บอนไดออกไซด์ ออกมามันทาตัวเป็นด่างในปฏิกิริยา สารละลายทั้งหมดของคาร์บอเนตเมื่อถูกต้ม
จะสะลายตวั เกิดเป็น คารบ์ อนไดออกไซด์ และ แอมโมเนยี

1.3 โซเดียมไบคาร์บอเนต (Sodium bicarbonate, NaHCO3) เป็นสารที่ไม่เป็นพิษในปริมาณ 5-10
phr โซเดียมไบคาร์บอเนตเป็นสารที่สลายตัวอย่างช้าที่อุณหภูมิ 100 C และสลายตัวอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิ
140 °C ต้องทาให้คงรูปที่อณุ หภูมสิ ูงกว่า 140 °C เพอ่ื ทาให้เกิดความดันแกส๊ 2 ชนดิ อินทรีย์ เป็นสารท่ีให้แก๊ส
ไนโตรเจน (Nitrogen) เป็นสารที่มปี ระสิทธิภาพสงู สามารถละลายในยางได้ดี การกระจายตวั ดี ทาให้เกิดฟอง
ขนาดเล็กและสมา่ เสมอ มีราคาคอ่ นขา้ งแพงมอี ยู่ 3 ชนิด คือ

- Azocompounds
- Nitroso compound
- Sulfonyl hydrazide
สารหน่วงปฏิกริ ยิ ายางคงรูป (Retarders)

เป็นสารที่ช่วยลดหรือชะลอความว่องไวของสารเร่งระหว่างการเก็บรักษา หรือระหว่างกระบวนการ
ผลิต จุดมุ่งหมายของการใช้สารนี้เพื่อป้องกันการเกิดยางคงรูประหว่างกรรมวิธีการผลิตและระหว่างการเก็บ
รักษาสารชนิดนี้ต้องสลายตัวและไม่ขัดขวางปฏิกิริยาของสารเร่งที่อุณหภูมิปกติหรือที่อุณหภูมิสูงขึ้นและ
จะต้องไมม่ ผี ลตอ่ สมบตั ิทางกายภาพของยาง สารหนว่ งสามารถแบ่งได้เปน็ 3 ชนดิ คอื

78

1. พวกกรดอินทรีย์ สารชนิดนี้นิยมใช้มากในการแก้ปญั หาการเกิด scorch ในฤดูร้อนเพราะว่าอัตรา
การคงรูปในฤดรู อ้ นจะเพ่ิม และการเกิด Scorch เพม่ิ ด้วยได้แก่ กรด Salicylic กรด Benzoic

2. Nitroso compound หรือ Diphenyl nitrosamine สารชนิดนี้ใช้ป้องกันการเกิดscorch ในยาง
พวก dene ทกุ ชนดิ และทาปฏกิ ิรยิ าไดด้ ีกบั สารเร่งปฏิกิรยิ าทุกชนิด ยกเวน้ พวกอลั ดีไฮด์อะมนี สารหนว่ งชนิด
นี้จะมีประสทิ ธิภาพสูงต่อขบวนการแปรรูปที่อุณหภูมติ ่า ๆ แต่กไ็ ม่มผี ลกระทบกระเทือนต่อปฏิกิริยาการคงรูป
ที่อุณหภูมิปกติ สารชนิดนี้มีการกระจายตัวดีเพราะเป็นสารที่มีจุดหลอมตัวต่า แต่ติดสีเล็กน้อย ได้แก่ NDPA
(N - Nitrosodiphenylamine)

3. N-(cyclohexylthio)-phthalimide ได้แก่ Santogard PVI (Prevulanisation Inhibitor) ของ
Monsantoเป็นสารหน่วงที่นิยมใช้มาก และมีประสิทธิภาพสูงกว่าพวกกรดอินทรีย์โดยเฉพาะจะมี
ประสิทธิภาพสงู เมื่อใช้ร่วมกับสารเร่งกลุ่มซัลฟินาไมด์ และไธอาโซล สารชนิดนีไ้ ม่ติดสีอัตราส่วนเวลาระหว่าง
การไหลและการคงรูปกว้างมากทาให้เกิดการคงรูปง่ายไม่เกิดฟองอากาศระหวา่ งขบวนการแปรรูป โดยเฉพาะ
อย่างย่ิงในการทาผลิตภณั ฑโ์ ดยเคร่ืองอดั ยางผา่ นได้

4.7.4 สารอ่ืนๆ
สารพวกอน่ื ๆ นี้ ไมถ่ ือว่าเป็นส่ิงจาเป็นท่ีจะต้องใช้สาหรับยางทั่วไป แต่บางครง้ั จะใส่ลงไปในยางเมื่อมี

ความต้องการให้ผลิตภัณฑ์ยางมีสมบัติพิเศษบางประการ เช่น สารที่ทาให้เกิดสี (Coloring material) สารที่
ทาให้เกดิ ฟอง (Blowing agent) สารหนว่ งปฏิกิรยิ ายางคงรูป (Retarder) เป็นต้น
สารขัดสี (Abrasive)

เป็นสารที่ใส่ลงไปในยางเพื่อเพิ่มสมบัติการขัดสี วัตถุบางอย่างเช่น ยางลบ ลูกล้อขัดสี จาเป็นต้องมี
สมบัตินี้ ซึ่งสารพวกภูไมท์ (Pumice) และผงแก้ว นิยมใช้ในการทายางลบ ส่วนลูกล้อ ขัดสีมักใช้ซิลิคอนคาร์
ไบด์ (Silicon carbide)
สารป้องกันรงั สี

โดยการใช้ผงตะกัว่ (Litharge) ผสมเขา้ ไปในยาง จะทาให้ได้ยางทรี่ งั สผี ่านได้ยาก ข้นึ ใช้สาหรับทาชุด
พนกั งานท่ที างานเกย่ี วกับสารกมั มันตรังสีต่างๆ
สารลดไฟฟา้ สถติ ของยาง

ผลิตภัณฑ์ยางบางประเภท เช่น ลอ้ ท่ีใชใ้ นอตุ สาหกรรมทอผา้ และด้าย ล้อเข็นในโรงพยาบาล สายพาน
ลาเลียง มักใส่สารที่ลดไฟฟ้าสถิตของยาง คือใช้เขม่าดา (Carbon black) ชนิด เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสีดา
(Conductive channel black)
สารลดความเสียดทาน

ผงแกรไฟท์(Graphite powder) มักใช้ผสมยางเพื่อให้ยางมีความเสียด ทานของผิวต่าลง โดยเฉพาะ
มกั จะทาผิวของยางก่อนนาไปคงรูป นอกจากนแ้ี กรไฟทย์ งั ใช้เป็นสารทนความร้อน ไดอ้ ีกดว้ ย
สารทที่ าใหย้ างมสี มบัติเปน็ แผน่ เหลก็

79

ได้แก่การใช้แบเรียมเฟอร์ไรท์ (Barium ferrite) ผสมใน ยาง ซง่ึ ทาให้ยางมสี มบัติเป็นแม่เหล็ก
สารลดการตดิ ไฟ (Flame retarder)

เป็นสารที่ช่วยให้ยางมีความทนทานต่อการลุกไหม้ เช่น แอนติโมนีออกไซด์ (Antimonyoxide,
Sb2O3 ) เป็นสารที่ใสเ่ ข้าไปในยาง และถ้ายางมีพวกฮาโลเจน (Halogen) อยู่ จะทาให้ยางมีความทนทานต่อ
การลกุ ไหม้ไดด้ ี แต่ถา้ ยางไมม่ พี วกฮาโลเจนอยจู่ ะไม่มผี ลต่อ ความต้านทานการลกุ ไหม้เลย
ข้ีผง้ึ ฮาโลจิเนท (Halogenated wax)

สารนี้เมื่อใส่เข้าไปในยางแลว้ ถ้าเกิดไฟลุกไหม้ จะให้แก๊ส ฮาโลเจนหรือไฮโดรเจนฮาไลด์ (Hydrogen
halide) คลุมผวิ ยาง ทาใหย้ างลุกไหมไ้ ดช้ ้าลง
บอเรท (Borate)

ได้แก่ ซิงค์โบเรท (Zine borate) เป็นสารที่เมื่อใส่เข้าไปในยางแล้ว เมื่อยาง เกิดการลุกไหม้จะทาให้
สลายตัวช้า เกดิ การเกรียมแทน

80

บทที่ 5

กระบวนการผลิตยาง
5.1 การเลือกใช้ยาง

การผลิตยางแตล่ ะชนดิ จะมีสภาวะของการใช้งานแตกตา่ งกันไป ผลิตภัณฑ์บางประเภทต้องการสมบัติที่
มีความทนทานต่อน้ามันเช่น ยางโอริง ผลิตภัณฑ์บางประเภทต้องการสมบัติความทนทานต่อการเสื่อมสภาพ
เนอ่ื งมาจากสภาพอากาศ และแสงแดดเชน่ ยางขอบกระจกรถ หรือผลิตภณั ฑบ์ างประเภทต้องการสมบัติความ
ต้านทานตอ่ การขดั ถสู ูงๆ เช่น ดอกยางรถยนตเ์ ปน็ ต้น ดังนั้น การเลอื กชนิดของยางใหเ้ หมาะสมกับสภาวะการ
ใชง้ านของผลติ ภณั ฑน์ อกจากจะต้องพิจารณาสมบัติพ้ืนฐานตา่ งๆ ของยางแล้ว ยังตอ้ งคานงึ ถึงปจั จัยอื่นๆ ร่วม
ดว้ ยเช่น ราคาของยางดิบเปน็ ต้น ทั้งยางธรรมชาติ

ภาพที่ 5.1 ยางธรรมชาติ
[ ที่มา : https://www.smarntrading.com ]

และยางสังเคราะห์ต่างก็มีสมบัติเด่นที่แตกต่างกันเช่น ยางธรรมชาติมีสมบัติดีเยี่ยมในด้านความ
เหนียวติดกัน (tack) ซึ่งเป็นสมบัติที่สาคัญของการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องอาศัยการประกอบชิ้นส่วนต่างๆ เข้า
ด้วยกันเช่น ยางรถยนต์ นอกจากนี้ยางธรรมชาติยังมีสมบัติความทนทานต่อแรงดึง (tensile strength) ที่สูง
มากโดยที่ไม่ต้องเติมสารตัวเติมเสริมแรง เป็นสมบัติที่จาเป็นในการผลิตผลิตภัณฑ์บางชนิดเช่น ถุงมือ และ
ถุงยางอนามัยเป็นต้น ส่วนยางสังเคราะห์นั้นมีหลายชนิด ซึ่งยางสังเคราะห์แต่ละชนิดก็จะมีสมบัติเด่นที่
แตกต่างกันไปเช่น ยางบิวตาไดอีน (BR) ที่มีสมบัติเด่นในด้านความต้านทานต่อการขัดถู หรือยางไนไตร์ล
(NBR) ทมี่ ีสมบตั เิ ดน่ ในดา้ นความทนทานต่อนา้ มนั เป็นต้น เน่ืองจากยางธรรมชาตแิ ละยางสังเคราะห์แต่ละชนิด
ต่างก็มีข้อดีและข้อด้อยที่แตกต่างกัน ดังนั้นในการผลิต ผลิตภัณฑ์ยางบางประเภทจึงจาเป็นต้องนายาง
มากกวา่ 1 ชนิดมาผสมกันเพื่อให้ยางผสมที่ได้มีสมบตั ิ

81

ภาพท่ี 5.2 ยางสงั เคราะห์
[ ท่ีมา : http://www.sptn.dss.go.th ]

ท่ีดีของยางแต่ละชนิดท่ีนามาผสมกัน เหมือนการเลือกชนิดของยางท่ีจะนาไปใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์
ใดๆ ได้อย่างเหมาะสมนั้น ผู้ผลิตจาเป็นต้องมีความรู้ความเข้าใจในสมบัติของยางแต่ละชนิดโดยละเอียด
นอกจากนี้ผู้ผลิตยังต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องด้วยเช่น ความยากง่ายในกระบวนการผลิต
(processability) ของยางท่ีจะเลือกใช้ ราคาตน้ ทนุ ของการผลิต รวมถงึ ความยากงา่ ยในการจัดหายางนนั้ ๆ
5.2 เทคโนโลยกี ารผสมยางกบั สารเคมี

เมื่อออกสูตรเคมียางเรียบร้อยแล้ว ขั้นตอนต่อมาคือการผสมยางกับสารเคมียางเข้าด้วยกันโดยใช้
เครื่องผสม ซึ่งขั้นตอนนี้มีความสาคัญเป็นอย่างยิ่งต่อการผลิตผลิตภัณฑ์ให้ได้สมบัติตามที่ต้องการ ซึ่งอาจจะ
เป็นเครือ่ งผสมระบบปิดหรือระบบเปิดก็ได้ ยางที่ผ่านการผสมสารเคมแี ล้วจะเรยี กว่า ยางคอมพาวด์ (rubber
compound) การผสมยางกบั สารเคมีก็เป็นอีกข้นั ตอนหน่ึงที่มคี วามสาคัญอย่างมากต่อสมบัติและคุณภาพของ
ผลิตภัณฑ์ เนื่องจากถ้าสารเคมีที่เติมลงไปในยางกระจายตัว (distribution) หรือแตกตัว (dispersion) ได้ไม่ดี
ก็จะส่งผลโดยตรงต่อความสม่าเสมอของคุณภาพผลิตภัณฑ์ ดังนั้นการใช้กระบวนการผสมที่แตกต่างกันเช่น
การใช้เครื่องผสมคนละชนิดกนั การใช้สภาวะการผสมท่ีแตกต่างกันหรือแม้แต่การจัดลาดับการเติมสารเคมีลง
ไปในเครื่องผสมที่แตกต่างกัน ก็จะส่งผลทาให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีสมบัติที่แตกต่างกันด้วยแม้ว่าจะเป็นยางสูตร
เดียวกันก็ตาม ดังนั้นผู้ผลิตจาเป็นต้องมีการตรวจสอบคุณภาพของการผสมโดยนายางคอมพาวด์ที่ได้จากการ
ผสมแต่ละครั้ง (batch) ไปทดสอบความหนืดมูนนี่ (Mooney viscosity) และสมบัติการคงรูปของยาง (cure
characteristics) เพื่อควบคุมคุณภาพให้คงที่เนื่องจากเทคโนโลยีการผสมยางให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพคงท่ี
ตามทต่ี อ้ งการน้ันมปี ัจจยั ที่ต้องพิจารณามากมาย และตอ้ งอาศัยความรู้ความเข้าใจในกลไกการผสมได้แก่ การ
เข้าไปในเนื้อยางของสารตัวเติม (incorporation หรือ wetting) การกระจายตัวของสารตัวเติมในยาง
(distribution) และการแตกตัวของสารตัวเติม (dispersion) รวมไปถึงปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิที่ผสม
ตลอดจนลาดับการใส่สารเคมีที่มี ต่อการใช้เคร่ืองผสมยางต่างชนิดกัน (เครื่องผสมระบบปิด เครื่องผสมระบบ
เปิด หรือเครื่องผสมแบบต่อเนื่อง) ดังนั้นในที่นี้จะพูดถึงตัวอย่างเครื่องผสมยางเพียงคร่าวๆ เพื่อให้เข้าใจถึง
ลักษณะการทางานของเครอ่ื งผสมยาง

82

5.2.1 เครอ่ื งบดยาง
เครื่องบดยางจาแนกได้เป็น 2 ประเภทคือ เครื่องบดผสมระบบเปิด (Open mi) และเครื่องบดผสม

ระบบปิด (Internal mixer) เครอื่ งทั้ง 2 ประเภทมขี นาดตา่ งๆ ใหผ้ ใู้ ชเ้ ลือกไดต้ ามความเหมาะสมกับปริมาณท่ี
ต้องการบดผสมยางกับสารเคมี

• เครอ่ื งบดผสมระบบเปิด
หลักการสาคัญของเครื่องบดระบบเปิดประกอบด้วยลูกกลิ้ง 2 ลูก เรียงในแนวนอนขนานกัน ซึ่ง
โดยท่ัวไปแลว้ เรยี กกนั ว่าเคร่ืองบดผสม 2 ลูกกลิ้ง (Two-rott mits) (แสดงในภาพท่ี 5.3) สามารถปรับซ่องว่าง
(Nip or gap) ระหวา่ งลูกกลงิ้ ทั้งสองได้ด้วยเกียร์บล็อกซ่ึงอยู่ทีล่ ูกกลิ้งลูกหน้า นบั จากเริ่มต้นของการออกแบบ
เครื่องบดมาจนถึงทุกวันนี้ก็ยังคงหลักการเดิม จะมีการเปลี่ยนแปลงเพียงรูปแบบของการออกแบบให้มีความ
สะดวกและปลอดภัยในการใช้งานมากขึ้น โดยปกติแล้วความเร็ว ของลูกกลิ้งทั้งสองมกั ตั้งให้ต่างกัน (Friction
ratio) ซึ่งขึ้นอยู่กับการใช้งานสาหรับการบดผสมยาง ธรรมชาตินิยมใช้ Friction ratio ประมาณ 1 : 1.25
(ลูกกลิ้งหน้า : ลูกกลิ้งหลัง) นิยมใช้ Friction ratio สูงสาหรับการรีดยางคอมปาวด์ให้บางมากๆ และใช้
ความเรว็ สองลกู กลงิ้ เท่ากัน เม่ือต้องการรดี

ภาพที่ 5.3 เครือ่ งบดผสมระบบเปิด 2 ลูกกลิ้ง
[ ทีม่ า : http://polytechindustryth.blogspot.com/ ]

ยางคอมปาวดป์ ้อนต่อไปที่เคร่ืองรดี คาเลนเดอร์ กรณีท่ใี ช้เครื่องบด 2 ลูกกลิ้งในงานนอกเหนือการบด
ผสมเพียงอย่างเดียวสาหรับการบดยางสังเคราะห์บางชนิด การใช้ลูกกลิ้งความเร็วเกือบเท่ากัน หรือในทาง
กลับกันคือใช้ Friction ratio น้อยกว่า 1 อาจดีที่สุดระบบการควบคุมอุณหภูมิของลูกกลิ้ง อาจใช้วิธีการหล่อ
เย็นที่แกนกลางของลูกกลิ้ง หรือที่ประมาณ 50 มิลลิเมตรจากผิวหน้าลูกกลิ้ง ส่วนระบบความปลอดภัยต่อ
ผู้ใช้งาน และต่อตัวเครื่องนน้ั มีหลายวิธกี ารข้นึ อยู่กบั ผู้ผลติ เครื่องเช่น อาจตดิ ตั้งโครงครอบจดุ ท่เี ปน็ อันตรายต่อ
การใช้งานคือ ส่วนที่ใกล้กับช่องว่างระหว่างลูกกลิ้ง หรือใช้เข่ากระแทกอุปกรณ์เพื่อหยุดเครื่องที่ติดอยู่
ด้านหน้าตัวเครื่องบด เมื่อเกิดอุบัติเหตุเช่นมือเกิดติดเข้าไปที่ช่องว่างของลูกกลิ้งที่กาลังบด ซึ่งระบบจะทาให้
เครื่องหยุดได้ ทั้งนี้การติดตั้งระบบให้เครือ่ งหยุดทางานเม่ือดึงหรือกระแทกอุปกรณ์เพื่อหยุดเครื่องก็ตาม ต้อง
ให้แน่ใจว่าลูกกลิ้งทั้งสองลูกต่างหมุนย้อนกลับเพื่อไม่ให้มือของผู้ใช้เครื่ องติดตามลงไปที่ช่องว่างของลูกกลิ้ง

83

ก่อนที่ลูกกลิ้งจะหยุดหมนุ อย่างสนิท ในส่วนของการปอ้ งกันความเสยี หายของตัวเคร่ืองจะมีการติดตั้งระบบที่
เครอื่ งจะหยุดทางานเมื่อมกี ารใช้งานเกินกาลังของเครื่อง

อุปกรณ์ของเครื่องบดผสมแบบ 2 ลูกกลิ้ง จะมีถาดรองรับยางและสารเคมีอยู่ใต้ลูกกลิ้งมีแผ่นยึด
(Guide) ติดอยู่บนปลายสองข้างของลูกกลิ้งเป็นแผ่นที่ช่วยป้องกันไม่ให้ยางที่กาลังถูกบดปนเปื้อน
นา้ มันหล่อลน่ื เครอ่ื งบด และนอกจากน้ีจะมอี ุปกรณ์อ่ืนๆ ขึ้นอย่กู ับการใช้งานไดแ้ ก่

- สายพานรองรับสารเคมีแทนถาดรองรับ ติดตั้งอยู่ใต้ลูกกลิ้งเพื่อรับสารเคมีที่หล่นลงมาแล้วให้
ย้อนกลบั ไปท่ลี กู กล้งิ

- อุปกรณ์ผสมสต็อค (Stock blender) เป็นอุปกรณ์ที่ทาหน้าที่ช่วยตัดผสมยางกับสารเคมีแทน
พนักงานบดผสม

- ใบมีดติดอยู่ที่เครื่องเพื่อทาหน้าที่ตัดยางที่บดผสมเสร็จแล้วเป็นริ้วป้อนไปที่เครื่องเตรียมขึ้นรูป
เครอื่ งอน่ื ๆ หรอื เพอื่ ตัดยางท่ีผสมเสรจ็ แล้วออกจากเครอื่ งบด

- ใบมดี ทีใ่ ช้สาหรบั สต็อคทนี่ ่มิ มาก

ภาพที่ 5.4 ภาพ 3D เครอื่ งบดผสมระบบเปดิ 2 ลูกกล้ิง
[ ทมี่ า : http://heiphar.blogspot.com ]

การใช้ลูกกลิ้งยาง เริ่มต้นด้วยการนายางไปในช่องระหว่างลูกกลิ้งทั้งสองปรับระยะห่างของ สอง
ลูกกลิ้งให้บีบยางขณะผ่านไปเมื่อยางผ่านช่องว่างระหว่างสองลูกกลิ้งสามสี่ครั้ง ยางจะถูกบีบแบนลงจะเร่ิม
เกาะบนผิวลูกกลิ้งและในที่สุดจะพันรอบลูกกลิ้งได้ ขณะเดียวกันก็จะมีกองยาง (Bank) อยู่เหนือช่องระหว่าง
สองลูกกลิ้ง เมื่อยางพันรอบลูกกลิ้งแล้วให้ทาการเติมสารเคมีต่างๆ ตามสูตรและ ขั้นตอนการเติมที่กาหนดไว้
เพื่อให้เกิดการคลุกเคล้ายางและสารเคมีต่างๆ อย่างทั่วถึงผู้บดยางจะต้องใช้มีดตัดยาง (Mill knife) ตัดยางที่
พันอยู่บนลูกกลิ้งลูกหน้า โดยการกดใบมีดลงบนขอบยางที่พันลูกกลิ้ง ยึดมีดและกดให้แน่นบนผิวหน้าลูกกลง้ิ
เล่อื นใบมีดไปตามแนวยาวของลูกกลิ้งประมาณ 3 ส่วน 4 ของความยาวลูกกลิง้ ในขณะเดียวกันอีกมือหนึ่งของ
ผู้บดยางจะต้องมว้ นยางทีถ่ ูกตดั โดยที่ให้มว้ นยางยังคงตดิ อยู่บนผิวลกู กล้ิง ทาเช่นน้ีจนกระทั่งกองยางบนชอ่ ง
ระหว่างลูกกลิ้งหมดไป จึงนาม้วนยางที่ตัดใส่กลับลงไปที่ช่องระหว่างลูกกลิ้ง ตัดยางบนลูกกลิ้งตามขั้นตอน
ข้างตน้ สลับซ้ายและขวา ขณะท่ีบดยาง ยางจะแผ่กระจายตามแนวยาวของลูกกลิ้งบด แต่จะแผไ่ ด้จากัดเพราะ

84

มีแผ่นกั้นที่ยึดติดอยู่ช่วยกันการปนเปื้อนน้ามันหล่อลื่นของเครื่องบด โดยทั่วไปแล้วขนาดของเครื่องบด 2
ลกู กลิง้ ทผี่ ลิตจาหน่ายในปจั จบุ ันมขี นาดตา่ งๆ ตามความตอ้ งการของผใู้ ช้งาน

• เคร่อื งบดผสมระบบปดิ
การเพิ่มปริมาณการใช้ยานพาหนะอย่างรวดเร็ว ทาให้มีการขยายปริมาณการผลิตล้อยางซึ่งต้องการใช้

เคร่ืองบดผสม 2 ลูกกลิ้งที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อให้บดยางได้ปริมาณครั้งละมากๆ การใช้ลูกกลิ้งบดมขี นาดใหญ่
มากขึ้นก็ไม่สามารถแก้ปัญหาการเตรียมยางคอมปาวด์ ครั้งละมากๆ ให้มีความสม่าเสมอในคุณภาพการผสม
เพือ่ ข้ึนรปู ล้อยางได้มากพอ (ปี พ.ศ. 2457 - 2461) เปน็ ชว่ งเวลาทเ่ี กดิ ความต้องการเคร่ืองมือเพื่อใช้บดยางให้
นิ่ม และบดยางผสมกับสารเคมี (Mastication and mixing) ที่มีประสิทธิภาพสูงและทางานได้รวดเร็ว
Fernley H. Banbury เป็น วิศวกรชาวอังกฤษที่อพยพไปอยู่อเมริกาในปี พ.ศ. 2447 ได้ร่วมงานกับองค์กร
Werner - Pfleiderer และ Barker - Parkins พัฒนาเครื่องจักรที่มีความสาคัญและถือเป็นรูปแบบใหม่ซึ่งใช้
หลักการ ram กดอัดเพื่อให้ยางสมั ผสั อุปกรณ์บด Rotor แทนการบดอัดยางระหวา่ งชอ่ งหา่ งของ 2 ลูกกลิ้งใน
เครอื่ งบดระบบเปดิ โดยนาหลกั การใหมม่ าใช้นี้ได้เกดิ เคร่ืองบดท่ีเรยี กว่า Banbury ซ่ึงกาหนดระบบ หมายเลข
ของการพฒั นาตามลาดบั คือ No.3 Banbury สามารถใชบ้ ดยางแทนเครื่องบด 2 ลูกกล้งิ ขนาด 60 น้วิ ต่อมา
No.9 บดได้มากกว่า No.3 ถึง 3 เท่า และ No.27 บดได้มากกว่า No.9 ถึง 3 เท่า จากการพัฒนาเครื่องบดให้
สามารถแก้ปัญหาการเตรียมยางคอมปาวด์ในปริมาณมากๆ ได้ ต่อมาจึงทาให้เครื่องบดระบบปิดกลายเป็น
เครื่องมาตรฐานที่ต้องมีในโรงงานยาง และในปี 2503 F.H. Banbury ก็ ได้รับรางวัล the Goodyear medal
of the American Chemical Society จากผลงานการพัฒนาเครื่องบดยางดังกล่าว ในปัจจุบันเครื่องบดยาง
ระบบปิด นอกจากเครื่องแบนบูรีที่ผลิตโดยบริษัท Ferret แล้ว ยังมีเครื่องอื่นๆ ได้แก่ เครื่องอินเทอร์มิกซ์
(Internnik) ที่บริษัท Ferrel ได้ซื้อกิจการผลิตจากบริษัท Francis Shaw และเครื่องทีน่ ิยมใช้กันในแถบเอเชีย
คือ Kneader หรอื Dispersion Mixer ทีส่ ว่ นใหญผ่ ลิตจากเกาหลใี ตแ้ ละจนี เครื่องเหล่านีล้ ้วนมกี ารใช้งานเพื่อ
วตั ถปุ ระสงคเ์ ดยี วกันคือ เพิ่มการบดผสมยางกับสารเคมีให้ได้ในปริมาณมาก มปี ระสทิ ธิภาพในการผสมและใช้
เวลาในการผสมได้อย่าง รวดเร็ว แมว้ ่าหลกั การทางานของเครื่องที่ผลิตโดยผ้ผู ลิตรายต่างๆ จะเหมือนๆ กันคือ
มีส่วนของเครื่องที่เป็นแรม (Ram) ใช้กดอัดยางให้ถูกบดระหว่างโรเตอร์ (Rotors) ซึ่งทาหน้าที่แทนลูกกลิ้งใน
กรณเี คร่อื งบดระบบเปิด แตก่ ารออกแบบเครื่องของแต่ละบริษัทจะออกแบบลักษณะแรม และโรเตอร์ ต่างกัน
(ในภาพท่ี 5.5 (ก) และ (ข) ) แสดงส่วนประกอบภายในของเครอื่ ง Banbury และ Shaw Intermix ตามลาดบั

85

(A) (B)

ภาพท่ี 5.5 (A) ภาพตัดของเครอื่ ง Banbury และ (B) ภาพตัดของเครอ่ื ง Shaw Intermix
[ ทีม่ า : http://www2.diw.go.th/km/manualpdf/doc3.pdf ]

- เครื่อง Banbury : ประกอบด้วยส่วนสาคัญ 3 ส่วน คือส่วนที่รับยางเข้าเครื่อง (Feed module)
ส่วนที่เป็นห้องบดผสมยาง (Mixing module) และส่วนขับเคลื่อนเครื่อง (Drive module) ส่วนที่รับยางเข้า
เครื่องประกอบด้วยอุปกรณ์ที่รองรับการป้อนยาง (Feed hopper) เข้าไปรับการบดผสม และมีกระบอกสวม
แรมที่มีน้าหนักปรับใหเ้ ลื่อนข้ึนลงได้ เพื่อกดยางและสารเคมีต่างๆ ให้บดผสมคลุกเคล้ากันในห้องบด (Mixing
chamber) ส่วนที่บดผสมยางประกอบดว้ ยห้องบดภายในมีโรเตอร์ 2 ตัว เรียงขนานกันในแนวนอนติดต้งั ส่วน
ของที่สาหรับปิด-เปิดห้องบดยาง (Drop – door) เพื่อเปิดให้ยางที่ผสมเสร็จแล้ว หล่นออกมาจากที่รองรับโร
เตอร์ทั้ง 2 หมุนในทิศทางตรงกันข้ามและหมุนด้วยความเร็วต่างกัน การทางานของเครื่องเพื่อให้เกิดการผสม
คลกุ เคลา้ ของยางกับสารเคมสี ่วนใหญ่มาจากการเกดิ แรงเฉือน (Shear force) ระหว่างโรเตอร์กบั ผนังของห้อง
บด นอกจากนีท้ ่บี รเิ วณผิวของโรเตอร์มีส่วนของใบมีด (Rotor blades) ซ่ึงจะดันให้ยางและสารเคมีถูกผสมกัน
ที่กลางห้องบด ในขณะเดียวกันใบมีดที่โรเตอร์ จะตัดเฉือนยางตามแนวยาวด้วย เนื่องจากโรเตอร์หมุนด้วย
ความเร็วตา่ งกันยางจงึ ถกู บดอย่างรนุ แรงในห้องบด ลกั ษณะอาการทยี่ างถูกบดในสภาวะทค่ี วบคุมอุณหภูมิของ
ห้องบดอย่างเหมาะสม ทาใหเ้ กิดประสิทธิภาพสงู ในการบดผสมภายในเวลาอันสน้ั

- เครื่อง Intermix : โรเตอร์ทั้ง 2 ตัวมีใบมีดหรือปกี ล๊อคกันพอดี (Interlocking projection) หมุน
ด้วยความเร็วเท่ากัน โรเตอร์แต่ละตัวมีปีกที่ใหญ่ (Large helical projection) 1 อัน และเล็ก 2 อัน ลักษณะ
การหมุนแบบสกรู (Screw action) มีช่องว่างระหว่างโรเตอร์ 2 ตัว ขณะการบดยางจะมี ลักษณะยางถูกบด
คลา้ ยกบั การบดยางบนเคร่ืองบดระบบเปดิ คอื ขณะท่ยี างถูกบดบน 2 ลกู กลิง้ แรงเสียดทานระหวา่ ง 2 ลูกกลิ้ง
ทาให้ยางและสารเคมีแผ่กระจาย และผสมคลุกเคลา้ เป็นเนื้อเดียวกันเกดิ จากการตดั และม้วนยางกลบั เข้าไปท่ี
ช่องวา่ งของลกู กลิ้งใหถ้ ูกบดซ้า ซง่ึ หลกั การทางานของลูกกลงิ้ ดังกล่าวน้เี ป็นท่ีมาของการออกแบบลักษณะของ
โรเตอร์ของเครื่องบดแบบอินเทอร์มิกซ์ นอกจากนี้ยังได้มีการเพิ่มเติมในส่วนของการออกแบบระบบและ
อุปกรณค์ วบคมุ อุณหภูมิภายในหอ้ งบดด้วย

86

• ข้อเปรียบเทยี บระหวา่ งเครือ่ งบดระบบเปิดกบั ระบบปดิ
การบดผสมยางโดยเครื่องระบบปิดได้ยางคอมปาวด์ที่มีความสม่าเสมอมากกวา่ การบดผสมเป็นชดุ ๆ โดย

เครอื่ งระบบเปิดการบดผสมทใ่ี ช้สารตัวเติมโดยเฉพาะการใช้เขม่าดา หรือเขมา่ ขาว (ซลิ กิ า) ในเคร่ืองระบบปิด
ช่วยลดความสกปรกและการฟังของฝุ่นดาและฝุ่นขาวได้ดีกว่ากรณีการผสมในเครื่องระบบเปิด นอกจากนี้ยัง
ช่วยลดอุบัติเหตุทีอ่ าจเกิดกับการใช้เครื่องบด เพราะการบดผสมอยู่ในระบบปิด และข้อได้เปรียบที่สาคัญของ
เครอ่ื งระบบปิดคือ สามารถผสมยางคอมปาวด์ได้ครั้งละปริมาณมาก จงึ ลดความแปรปรวนในคุณภาพของยาง
คอมปาวด์ ที่เกิดจากการขาดทักษะของพนักงานและจากการ ผสมเป็นชุดๆ ได้รวมทั้งการลดแรงงานดว้ ย แม้
ในภาพรวมเครื่องบดผสมระบบปิดจะมีข้อได้เปรียบหลายประการ แต่การบดผสมในเครื่องระบบปิดจะทาให้
การกระจายตัวของสารเคมีในยางไมด่ ีเท่าการใช้เครื่องระบบเปดิ ซง่ึ ขน้ึ กับทกั ษะการปฏบิ ัตงิ านของพนักงาน

5.2.2 การบดยางใหน้ ิ่ม (mastication)
โดยทั่วไปการบดหรือทาให้ยางนิ่มในทางวิชาการ คือการลดความหนืด (Viscosity) ของยางซึ่งสามารถ

ทาไดโ้ ดยการใช้สารช่วยในกระบวนการผลิต (Processing aids) เช่น stearic acid, Zn-soaps, Ca-soaps of
fatty acids และสาร Plasticizers ถ้ายางที่มีความหนืดสูงมากๆ เช่น ยางธรรมชาติ การบดยางให้นิ่มเป็น
วิธีการที่สาคัญและจาเป็น เพราะยางธรรมชาติมีความหนืดสูงหรือ แข็งเกินกว่าที่จะให้สารเคมีต่างๆ กระจาย
เข้าเป็นเนื้อเดียวกับยางได้ ดังนั้น จาเป็นต้องบดเพื่อลด ความหนืด หรือเพ่ือให้ยางนิ่มก่อนที่จะผสมสารอื่นๆ
ซึ่งการบดยางให้นิ่ม เป็นการบดยางล้วนๆ ในตอนแรกโดยไม่ผสมกับสารเคมีใดๆ เพื่อลดความหนืดของยาง
หรือลดความหยุ่นตัวของยาง ทาให้ยาง สามารถพันรอบลูกกลิ้งและสามารถผสมเข้ากับสารเคมีต่างๆ ได้โดย
เรียกยางที่ผสมสารเคมีว่า ยาง คอมปาวด์ (Compound) ที่มีสถานะความเป็นพลาสติก (Plastic) มากขึ้น มี
ความอ่อนตัว และสะดวกในการขึ้นรปู โดยกรรมวิธีตา่ งๆ ได้ เช่น การรีดลูกกลิ้ง (Calendering) การอัดรีดขึ้น
รูป (Extrusion) และการขึ้นรูปแบบอื่นๆ นอกจากนี้สาหรับการใช้ยางสังเคราะห์ส่วนใหญ่จะมีสมบัติความ
หนืดท่ีเหมาะสมในกระบวนการผสมกับสารเคมี จึงไม่ค่อยจาเป็นต้องบดให้ยางนิ่ม เช่นกรณีการใช้ยาง
ธรรมชาติ

• กลไกท่ีเกดิ ในขณะการบดยางให้นิม่
ในขณะที่ทาการบดผสมยางด้วยเครื่องบดซึ่งได้แก่ เครื่องบดระบบปิด (Internal mixer) หรือเครื่อง
บดระบบเปิด (Open mit) แรงเฉือนที่เกิดขึ้นจะตัดสายโมเลกุลยางและเกิดการฟอร์มเรดิเคิล (Radical) ที่
ปลายสายโซโมเลกลุ ท่ีขาดออก เรดเิ คลิ เหลา่ นี้จะต่อกนั เป็นสายโมเลกุลยาวได้อีกหากไม่ถูกทาให้เสถียร แต่ถ้า
เรดิเคิลที่เกิดขึ้นถูกทาให้เสถียรโมเลกุลยางที่ขาดจะไม่มีโอกาสต่อยาวได้ใหม่ น้าหนักโมเลกุลก็จะลดลง และ
ความหนืดลดลงไปด้วย

87

• ปัจจยั ที่มีผลต่อการบดยางให้นม่ิ
- ออกซิเจนหรือสารจับเรดิเคิล (Radical acceptor) : ปริมาณของออกซิเจนเพียงเล็กน้อยก็
สามารถทาให้เรดเิ คลิ อิสระ (Free radical) มคี วามเสถียรได้ซ่ึงปริมาณที่มีอยู่ในบรรยากาศปกติก็พอเพียง เรดิ
เคิลอิสระ allyu radical (R°) ทาปฏิกริ ยิ ากบั ออกซเิ จนเกิดเป็น Peroxy radical (ROO°)

HR° + O2 ROO° + H

ซง่ึ ROO° ทเ่ี กดิ จะฟอร์ม cyclic diperoxide หรือ hydroperoxide :

2 ROOH RO° + ROO° + H2O

เมื่อ H อะตอมแยกออกเรดิเคิลอิสระจะฟอร์มขึ้นตลอดสายโมเลกุลยาง และเกิดการดูดขับ O2 ฟอร์ม
เปน็ Peroxy radical การขาดของสายโมเลกลุ ยางจงึ เกิดอยา่ งตอ่ เนื่อง

- โครงสร้างโมเลกุลยาง : การขาดของสายโมเลกุลยางในระหวา่ งการบดยางให้นิม่ น้นั ไม่สามารถเกิด
ไดก้ บั ยางทุกๆ ชนดิ เพราะตอ้ งมปี จั จยั หรือสภาวะสนบั สนนุ ด้วย ยกตัวอย่างเชน่ โครงสร้างโมเลกุลที่มีพันธะคู่
(Double bond) และความว่องไวต่อปฏิกิริยาของเรดิเคิลที่เกิดขึ้น รวมถึงความเค้น (Stress) ที่เกิดกับยาง
ขณะการบด

- อุณหภูมิการบดยางให้นิ่ม : อุณหภูมิที่ใช้ในการบดยางมีผลต่อประสิทธิภาพการบดยางให้นิ่มเป็น
อย่างมาก ในภาพที่ 5.6 แสดงอิทธิพลของอุณหภูมิที่ใช้ในการบดยางที่มีต่อความหนืดมูนนี่ของยางโดยพบว่า
ความหนืดของยางภายหลังจากการบดที่อุณหภูมิต่างกันมีค่าลดลงอย่างมากเมื่อเพิ่มอุณหภูมิของการบดผสม
(ในช่วงอุณหภูมิตา่ กว่า 100 °C) ซึ่งแสดงถึงประสิทธภิ าพของการบดท่ีดี เมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น ทั้งนี้มีสาเหตุ
มาจากแรงกระทาของเครื่องบดสามารถทาการตัดเฉือนสายโซ่โมเลกุลของยางโดยแรงทางกลได้อย่างเต็มที่
หากพิจารณาความหนืดมูนนี่ของยางภายหลังจากการบดในช่วงอุณหภูมิท่ี มากกว่า 100 °C พบว่า
ประสิทธิภาพการบดยางลดลงอย่างมาก (โดยพิจารณาจากค่าความหนืดมูนนี่ภายหลังจากการบดยางท่ี
อุณหภูมิ 120 และ 130 °C ที่ยังคงมีค่าสูง) ทั้งนี้มีสาเหตุมาจากการบดที่อุณหภูมิสูงทาให้สายโซโมเลกุลของ
ยางสามารถเคล่ือนท่ีได้งา่ ย แรงตัด แรงเฉือนทเ่ี กดิ จากเคร่ืองบดจึงไมส่ ามารถตัดขาดสายโซโมเลกุลของยางได้
อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้การบดยางที่อุณหภูมิสูงยังอาจก่อให้เกิดการขาดของสายโซ่โมเลกุลจากการ
เสือ่ มสภาพจากความรอ้ นซึง่ เรียกว่า Oxidation mastication

88

ภาพที่ 5.6 ความหนืดมนู น่ขี องยางภายหลังจากการบดท่ีอณุ หภมู ิต่างๆ
[ ท่มี า : ผศ.ดร.สมเจตน์ พัชรพนั ธ์,หนงั สอื เทคโนโลยียาง,หน้า107 ]

- การบดยางให้นิ่มโดยใช้สารช่วยยอ่ ยโมเลกลุ : จากที่ได้กล่าวมาแล้วว่าการบดยางให้น่ิม โดยไม่ใช้
สารช่วยย่อยโมเลกุลยางชนดิ ต่างๆ (Mastication without peptizers) มีประสิทธิภาพมากเมื่อบดที่อุณหภูมิ
สูงเนื่องจาก Oxidative mastication ซึ่งลักษณะเช่นนี้สามารถใช้สารช่วยที่ทาหน้าที่เป็นตัวเร่ง (Catalyze)
กระบวนการ Oxidation สารนี้คือ สารช่วยย่อยโมเลกุล (Peptizers) สารนี้จะ ช่วยส่งเสริมการเกิดเรดิเคิลท่ี
จาเป็นในการตัดสายโมเลกุลยาง ซึ่งมีผลทาให้การนิ่มของยางจาก ปฏิกิริยา Oxidation สามารถเกิดได้ท่ี
อณุ หภูมติ า่ ปจั จัยทีส่ าคญั ของสารช่วยเรง่ การเกิดออกซิเดชน่ั ขณะบดยางคอื สารดังกล่าวต้องไมท่ าให้ยางคอม
ปาวดห์ รอื ยางท่ีคงรูปแลว้ (Vulcanizate) เกิดการ เส่อื มสภาพ (Degradation) ขณะการเกบ็ รักษาหรือเมื่อถูก
ความร้อน สารเคมีที่มีผลต่อการบดยางให้ นิ่มได้ถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2473 ปัจจุบันได้มีการพัฒนา
ส า ร เ ห ล ่ า น ี ้ ข ึ ้ น ม า ห ล า ย ต ั ว เ ช น ß- Thionapthol; Xylylmercaptan แ ล ะ แ ล ะ Zn salt ข อ ง
Pentachlorithiophenol (PCTP) ผู้ใช้สารเหล่านี้ยังไม่ค่อยยอมรับ ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยต่อผู้ใช้
การกระจายตัวในยาง การตกสี ราคา และประสทิ ธิภาพ

5.2.3 การบดผสมยางกับสารเคมี (Mixing)
• การบดผสมยางโดยเครื่องบดผสมแบบ 2 ลกู กลง้ิ (Two-roll mills)
ก่อนที่จะเริ่มใส่ยางลงบนเครื่องบดผสมแบบ 2 ลูกกลิ้งจาเป็นต้องปรับความกว้างของช่องระหว่าง

ลูกกลิ้ง (Nip หรือ Gap) ให้พอเหมาะกับปริมาณยาง และสิ่งสาคัญจะต้องปรับของระหว่าง ลูกกลิ้งให้กว้าง
สมา่ เสมอทั้ง 2 ขา้ ง เพ่ือใหย้ างสามารถผา่ นลงในช่องระหว่างลูกกล้ิงในตอนแรกยางอาจยังไมจ่ ับเปน็ แผ่น จะมี
ลกั ษณะรว่ นหลน่ ลงบนถาดทรี่ องอย่ใู ตล้ ูกกลงิ้ (การร่วนมากหรอื น้อยข้นึ อย่กู ับ ชนิดของยาง) เมื่อบดต่อไปยาง
จะเริม่ ออ่ นนม่ิ ลงพอที่จะจับให้พันรอบลูกกล้ิงได้ โดยปกติแลว้ ความยากง่ายในการพันรอบลูกกล้ิงน้ันข้ึนอยู่กับ
ชนิดของยาง สาหรับกรณีการบดยางธรรมชาติถ้าไม่ได้ผ่านการ บดยางให้นิ่มมาก่อน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับ
ยางธรรมชาติเกรดดีๆ เช่น ยางแผ่นรมควันชั้น 1 ยางแผ่นพึ่งแห้ง ยางแท่งSTR 5L เป็นต้น) ยางจะพันรอบ
ลูกกลิ้งยากมาก เนื่องจากมีการคืนตัวกลับ (Resilience) ที่ดีดังนั้นจึงจาเป็นต้องบดให้นิ่มเสียก่อนจึงจะ
สามารถจับให้พันรอบลูกกลิ้งได้ เมื่อยางเกาะพันรอบลูกกลิง้ ตอนแรกๆ ยางจะมีลักษณะไม่เรียบทั่วผวิ ลูกกล้ิง
คือ จะมีชว่ งขาดเปน็ รูใหญๆ่ เมื่อบดตอ่ ไปยางที่พันลูกกลิ้งจะเรม่ิ เต็มผวิ หน้าลกู กลิง้ และมีผวิ เร่มิ เรียบมากขึ้นซึ่ง

89

ขณะนีใ้ ห้เริม่ เติมสารต่างๆ ตามลาดบั ลงบนกองยาง (Bank) ท่อี ยเู่ หนือช่องวา่ งระหว่างลูกกล้งิ ได้ ระยะเวลาบด
ยางให้นิ่ม (กรณีการบดยางธรรมชาติ) ก่อนที่จะเติมสารเคมีนั้นขึน้ อยูก่ ับเกรดของยาง อุณหภูมิการบดรวมถึง
ปัจจัยอื่นๆตามขั้นตอนที่กล่าวข้างต้น ขณะที่เติมสารเคมีลงผสมกับยางจะมีส่วนของสารเคมีตกลงบนถาดใต้
ลูกกลิง้ จะต้องคอยกวาดสารเคมีขน้ึ มาผสมใหม่ จนกระทัง่ ยางรบั สารเคมีเข้าไปผสมหมด ขณะการบดผสมช่วง
เตมิ สารเคมตี อ้ งใช้มีดตดั ยาง (Mill knife) กดลงข้างหนึ่งของลูกกล้งิ ลูกหน้า และคอ่ ยๆ เลือ่ นการกดมีดมาตาม
แนวยาวของหนา้ ลกู กลิ้งขณะทก่ี าลงั หมุนอยู่ มว้ นยางทถ่ี ูกตดั ใหย้ างทม่ี ้วนคงอยู่บนหนา้ ลูกกลิ้ง สังเกตกองยาง
บนช่องระหว่างลูกกล้ิง เมื่อกองยางหมดไปจึงใส่ม้วนยางกลับคืนเข้าบดในลักษณะใส่หัวหรือท้ายของม้วนยาง
ตัดยางด้วยวิธีดังกล่าวสลับซ้าย-ขวาของลูกกลิ้งลูกหน้าจนสังเกตว่า สารเคมีทั้งหมดได้ผสมคลุกเคล้าทั่วถึงใน
ม้วนยาง จึงใช้มีดตัดยางและรีดแผ่นออกจากเครื่อง ขั้นสุดท้ายของการบดผสม แนะนาให้ม้วนยางนาด้านหัว
หรือท้ายของม้วนยางใส่ผ่านชอ่ งระหวา่ งลูกกลิ้งที่ต้ังไว้ จานวนประมาณ 6 ครง้ั เพอ่ื ทาใหส้ ารเคมีตา่ งๆ เข้ากับ
เนื้อยางได้อย่างทั่วถึงและสม่าเสมอ จากนั้นจึงปรับช่องระหว่างลูกกลิง้ ให้กว้างออกตามความต้องการที่จะรดี
ยางขน้ั สุดท้ายออกให้มคี วามหนาตามทก่ี าหนดไว้

• การบดผสมยางโดยเครื่องบดระบบปิด โดยทั่วไปจะใส่ยางลงไปก่อน โดยเฉพาะการใช้ยาง
ธรรมชาตจิ าเป็นต้องบดยางให้นิ่มก่อน แลว้ คอ่ ยเตมิ สารเคมตี ่างๆ ลงไป ควรใสส่ ารกระตุ้น สารตัวเติม สารทา
ให้ยางนิ่ม สารป้องกันยางเสื่อมและสารตัวเร่ง ตามลาดับ ไม่ควรเติมสารตัวเติมพร้อมๆ กับสาร พวกน้ามัน
เพราะจะทาให้ยางลนื่ จะทาให้การผสมคลกุ เคล้าของสารตัวเติมกบั ยางไม่ดี การบดผสมยางในเคร่ืองบดระบบ
ปิดใชเ้ วลา 5 ถงึ 10 นาที ขน้ึ อยูก่ ับเทคนิคการบดผสมและปริมาณสารตัวเติม มักเตมิ กามะถันภายหลังการนา
ยางผสมออกจากเครือ่ งบดผสมระบบปิด โดยทาการบดผสมกามะถันบนเครื่อง 2 ลูกกลิ้ง เพื่อป้องกันยางตาย
หรือเกิดการสก็อช (Scorch) และรีดยางให้เป็นแผ่นขนาดที่เหมาะสม กับยางขึ้นรูปในขั้นตอนต่อไปโดยใช้
เครื่อง 2 ลูกกลิ้ง นอกจากนี้อุณหภูมิขั้นสุดท้ายของการบดในเครื่องบดระบบปิด ถ้าต่าหรือสูงเกินไปอาจ
ก่อให้เกิดปัญหาตา่ งๆ ได้เช่น เกิด Carbon gel, Blister, Blooming และสารต่างๆ กระจายเข้ากับเนื้อยางได้
ไม่ดี โดยปกติอุณหภูมิของยางที่บดผสมและนาออกจากเครื่องบด ควรอยู่ที่ประมาณ 110 - 120 °C การ
กาหนดเวลา และอุณหภูมิของการบดผสมให้พิจารณาจากการกระจายตัวของสารตา่ งๆ เข้ากบั เน้อื ยาง รวมทั้ง
สมบัติทางกายภาพของยาง เงื่อนไขที่ต้องกาหนด และควบคุมในการบดยางโดยเครื่องบดระบบปดิ คือ ลาดับ
ของสารทจี่ ะใส่ลงไปบดผสมกบั ยาง แรงดันและแรงบิดที่ใชร้ วมถึงอุณหภมู แิ ละเวลาทีใ่ ชท้ าการบดผสม เปน็ ตน้

5.2.4 ปัจจัยทมี่ ีผลตอ่ คุณภาพของยางคอมปาวด์และต่อประสิทธภิ าพของการบดผม
การผสมสารเคมีต่างๆ เข้าไปในยางซึ่งมีความหนืดสูง เป็นวิธีการทางกลที่มีความซับซ้อนมาก เพื่อที่จะ

บด และผสมสารให้แตกตัว และกระจายในเนื้อยางอย่างทั่วถึง ทาให้ได้ยางคอมปาวด์ที่จะนาไปขึ้นรูปแล้วได้
คุณภาพตามต้องการนั้น จาเป็นต้องบดยางกับสารเคมีด้วยแรงเฉือนสูง คือ ต้องใช้พลังงานมาก โดยยางและ
สารที่ต้องการผสมมีหลากหลายทั้งชนิด และหลายเกรดซึ่งล้วนแต่มีสมบัติ และลักษณะเฉพาะที่ต้องการ

90

เทคนคิ การบดผสมท่ีแตกตา่ งกัน ความรูแ้ ละความเขา้ ใจเกีย่ วกับเทคนิคในการบดผสมจึงมีความสาคัญอย่างย่ิง
ในเทคโนโลยีการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง เพื่อคุณภาพของ ผลิตภัณฑ์รวมถึงต้นทุนการผลิตที่เกิดขึ้น สิ่งเหล่านี้มี
ความสัมพันธ์กันและไม่สามารถแยกพิจารณาอยา่ ง ใดอยา่ งหน่งึ

• อัตราเครียดเฉือนหรือความเร็วของโรเตอร์ (Shear rate / rotor Speed) : การบดผสม
จาเปน็ ตอ้ งใช้แรงเฉือนสงู ซึง่ จะมากนอ้ ยเพียงใดข้นึ อยู่กับความหนืดของยาง และอณุ หภูมิท่ีใชโ้ ดยท่ัวไปการใช้
เครื่องบดผสมแบบ 2 ลูกกลิ้งสามารถหาอัตราความเครียดเฉือนได้ จากขนาดความกว้างของช่องระหว่าง
ลูกกลิ้งและอัตราแรงเสียดทานที่มาจากความเร็วการหมุนที่แตกต่างกันของ ลูกกลิ้ง (สาหรับการบดยาง
ธรรมชาติ ความเร็วลูกกลิ้งหน้า : ความเร็วลูกกลิ้งหลังอัตราแรงเสียดทานที่เหมาะสมโดยทั่วไปคือ 1 : 1.25)
ในกรณีของเครื่องบดผสมระบบปิดแบบ Banbury อัตราความเครียดเฉือนที่ บริเวณปลายของโรเตอร์ และท่ี
ผนังของห้องบดผสมมีความสาคัญมากโดยความเร็วการหมุนของโรเตอร์จะเป็นตัวกาหนดเวลาในการบด การ
ใช้ความเร็วรอบการหมุนของโรเตอร์ที่สูง อาจทาให้เวลาในการบด ผสมรวดเร็วขึ้นแต่ความร้อนที่เพิ่มสูงขึ้น
อาจสง่ ผลตอ่ ประสิทธิภาพในการบดผสม รวมถึงโอกาสการ เกดิ สกอ็ ชของยางทเ่ี พมิ่ มากขึ้นด้วย

• ประสิทธิภาพในการหล่อเย็น (Cooling efficiency) : ในขณะที่บดยาง แรงเฉือนที่ตัดสายโซ่
โมเลกุลของยางทาให้เกิดความร้อนขึ้นในเนื้อยาง ซึ่งหากความร้อนที่เกิดขึ้นสูงมาก อาจส่งผลให้ประสิทธิภาพ
ของการบดผสมลดลง นอกจากนี้ยังอาจส่งผลต่อสมบัติของผลิตภัณฑ์ รวมถึงความเสี่ยงต่อการเกิดการสก็อช
ของยางคอมปาวด์ ดงั นั้นจึงจาเป็นต้องควบคุมระบบการหลอ่ เย็นของลูกกลงิ้ (กรณกี ารใชเ้ คร่ืองบดผสมแบบ 2
ลูกกลิ้ง) หรือระบบการควบคุมอุณหภมู ิของเครื่องบดแบบระบบปิด ขณะเดียวกันก็ต้องหลกี เลีย่ งการใช้ระบบ
หล่อเย็นจนเกินไป เพราะการบดผสมจะมปี ระสทิ ธภิ าพไม่เพยี งพอ ทาให้การกระจายตัวของสารเคมีในเน้ือยาง
ไดไ้ มด่ ี

• แรงอัดของแรม (Ram pressure) : แรงอัดของแรมลงบนของระหว่างโรเตอร์ ของเครื่องบดผสม
ระบบปิดมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการบดผสม และสมบัติของยางและสารเคมีที่กาลังบดผลที่ดีในการบด
ผสมอาจเกิดขึ้นในกรณีที่ใส่ยางลงไปบดผสมในปริมาณที่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงต้นของการบด
การใช้แรงอัดของแรมสูงทาให้เวลาทใ่ี ช้ในการบดผสมส้ันลง เพราะแรงอดั สงู ทาให้เกิดการกดยางลงระหว่างโร
เตอร์ทั้งสอง และผนังห้องบดส่งผลให้ไล่อากาศในเนื้อยางและเพิ่มประสิทธิภาพในการบดเพื่อให้สารเคมีแตก
ตัว และกระจายตวั เขา้ ไปในเนอื้ ยางไดด้ ี อยา่ งไรก็ตามอณุ หภมู ทิ เ่ี พม่ิ สูงข้ึนยงั คงเป็นปจั จยั ที่ควรระวงั

• ข้นั ตอนของการบดผสม (Mixing step) : การบดผสมยางให้มปี ระสทิ ธภิ าพเพอื่ ให้ยางคอมปาวด์มี
ความสม่าเสมอในด้านคุณภาพนน้ั ลาดับการเตมิ สารเคมีต่างๆ ต้องเปน็ ไปตามข้ันตอนอย่างถูกต้อง ท้ังนี้ขึ้นอยู่
กับสมบตั ขิ องสารต่างๆ ท่ีจะบดผสมหลักการโดยทั่วไปคือ ควรเติมสารตัวเติมและสารเคมีตา่ งๆ ให้กระจายใน
ยางได้ก่อน (เช่น สารช่วยย่อยโมเลกุลยาง, ซิงค์ออกไซด์ และสารตัวเติมเสริมแรงที่กระจายตัวได้ยากเช่น ซิลิ
กา และเขม่าดา เป็นต้น) เนื่องจากในช่วงที่อุณหภูมิการบดยังต่าและยางยังคงมีความหนืดที่สูง ทาให้แรง
กระทาทางกลมีประสิทธภิ าพมากจึงเติมสารตัวเติมท่ีไม่เป็นสารเสริมแรง เช่น ดินขาว สารอืน่ ๆ และเติมน้ามัน
สารที่แนะนาให้เติมลาดับสุดท้ายคือ สารตัวเร่งและกามะถัน สารป้องกันยางสก๊อซ (ถ้าใช้เครื่องบดระบบปิด

91

การเติมกามะถันขณะนี้ จะต้องควบคุมไม่ให้อุณหภูมิการบดสูง) การเติมกามะถันและสารป้องกันยางสก็อช
แนะนาใหเ้ ตมิ สารดังกล่าวผสมกับยางบนเคร่อื งบดแบบ 2 ลูกกลง้ิ

• ปริมาณยางที่บดผสม : ปริมาณยางที่จะบดผสมแต่ละชุดมีความสาคัญมาก โดยทั่วไปผู้ผลติ เครือ่ ง
มีข้อมูลแนะนาความสามารถในการบดของเครือ่ งไว้ผู้ใช้ควรปฏิบัติตามคาแนะนา และประสบการณ์ในการใช้
เครื่อง รวมทั้งพื้นฐานความรู้เกี่ยวกับการบดผสม ตลอดจนสมบัติของสารที่จะบดมีประโยชน์อย่างมาก โดย
การใช้เครื่องบดผสมแบบ 2 ลูกกลิ้ง จาเป็นต้องบดผสมยางในปริมาณที่เหมาะสม เพราะการบดจริงๆ เกิดข้ึน
เฉพาะบริเวณช่องว่างระหวา่ งลูกกลิ้งถ้าใสย่ าง และสารเคมใี นปริมาณมากไป ยางกบั สารเคมีก็จะกองอยู่เหนือ
ชอ่ งระหวา่ งลกู กลง้ิ ซง่ึ เปน็ ผลใหไ้ มเ่ กดิ การบดผสมอยา่ งท่วั ถึง และถ้าบดคร้งั ละปริมาณนอ้ ยเกนิ ไป ยางก็จะไม่
พันรอบลูกกลิ้งนอกจากนี้หากพิจารณาการบดผสมในเครื่องบดผสมแบบระบบปิด การบดผสมยางเข้ากับ
สารเคมใี นปรมิ าณที่มากเกินไป อาจทาให้เกิดความไม่สม่าเสมอ เนื่องจากสารเคมบี างสว่ นอาจติดอยู่ท่ีส่วนบน
ของห้องบดผสม ปริมาณยางที่เหมาะสม ที่จะบดผสมในเครื่องบดระบบปิดนั้น ขึ้นอยู่กับปริมาตรของห้องบด
ผสมของเครื่อง ถ้าใช้ปริมาณน้อยเกินไป แรมจะอยู่เหนือบนโรเตอร์ทาให้ไม่สามารถกดยางให้ผ่านการบดท่ี
ช่องระหว่างโรเตอร์ได้ สารเคมีต่างๆ จึงหมุนอยู่รอบๆ ห้องบดโดยไม่ได้ถูกบดผสมให้เข้ากับยาง ข้อแนะนา
โดยทั่วไปในการใช้เครื่องบดผสมระบบปิด ควรบดครั้งละประมาณร้อยละ 70 ของปริมาตรห้องบดผสมของ
เคร่อื ง ทง้ั น้ีขน้ึ อย่กู บั ความถว่ งจาเพาะของยางและสารตวั เติมทใ่ี ชผ้ สม

5.2.5 มาสเตอร์แบทชแ์ ละคอมปาวด์ (Master batch and compound)
มาสเตอร์แบทช์ หรอื คอมปาวด์ในทางเทคโนโลยียางหมายถึง ยางผสมท่ีประกอบด้วยยางกับสารอ่ืน ซ่ึง

ปกติจะเป็นสารหลักชนิดใดชนิดหนึ่ง การใช้มาสเตอร์แบทชเ์ พ่ือความสะดวก ความสะอาด หรือความแน่นอน
ของการชั่งน้าหนักสาร สาหรับสารที่มีการใช้ในสูตรยางสูตรนั้นๆ ในปริมาณที่น้อยมาก หรือสารนั้นๆ มีราคา
แพงจะมีประสิทธิภาพหรือมีผลต่อคุณภาพของยางสูตรนั้นๆ เป็นอย่างมาก โดยทั่วไปเป็นที่ยอมรับว่าการทา
มาสเตอรแ์ บทช์ช่วยปรับปรุงสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑย์ างท่ีมีการใชส้ ารตัวเติมชนิดเขม่าดา เนื่องจาก
จาเป็นตอ้ งให้เขมา่ ดากระจายตวั ผสมกับยางอย่างท่ัวถงึ และเปน็ เน้ือเดยี วกันในการทามาสเตอร์แบทช์สัดส่วน
ของสารต่างๆ อาจเป็นดังนี้ (ก) เหมือนกับที่กาหนดไว้ในสูตรยาง ยกเว้นไม่มีสารกลุ่มใดทาให้ยางคงรูป หรือ
(ข) มีส่วนประกอบเฉพาะยางกับสารตัวเติม หรือ (ค) มีส่วนของสารตัวเติมในปริมาณที่มากกว่าที่กาหนดใน
สูตรยาง สัดส่วนของส่วนประกอบในมาสเตอร์แบทช์แต่ละแบบ สามารถให้ผลในการปรับปรุงการกระจายตัว
ของเขม่าดา และสารตัวเติมในสูตรยางสาหรับหล่อดอกยางล้อรถ (Tire tread) หรือคอมปาวด์สาหรับการ
เสริมแรง อยา่ งไรก็ตาม สัดสว่ นในแบบ (ค) จะเทียบไม่ไดก้ ับ 2 แบบแรก เพราะมาสเตอร์แบทช์จะแข็งมากทา
ใหข้ ้ันตอนการนามาสเตอร์แบทช์ไปใชผ้ สมกับยางซ่ึงน่ิม เกิดการกระจายตัวของมาสเตอรแ์ บทซ์ไดย้ าก หากทา
การเตรียมมาสเตอร์แบทซ์ในเครื่องบดระบบปิดที่ใช้ ความเร็วและแรงอัดสูงจะไม่แนะนาให้เติมสารกลุ่มสาร
ตัวเร่งใหย้ างคงรปู เนื่องจากอณุ หภูมิของยางมีโอกาสเพมิ่ สูงขน้ึ ถึงระดบั ทส่ี ารเหลา่ น้ีอาจเกดิ ปฏิกิริยาและมีผล
ใหย้ างสก็อชได้

92

5.3 การทดสอบสมบัตขิ องยางคอมปาวด์
การควบคุมคุณภาพการผลิตทด่ี ีต้องเริ่มตัง้ แต่การตรวจสอบคุณภาพวตั ถดุ บิ กรณีการผลิต ผลิตภัณฑย์ าง

สมบัติที่จาเป็นของยางที่ใช้คือ สมบัติด้านการผลิต (Processibility) โดยสมบัติที่มีความสาคัญคือ ความหนืด
ของยางคอมปาวด์ เวลาสก็อชของยาง (Scorch time) อัตราการคงรูป (Cure rate) และเวลาการคงรูปของ
ยาง (Cure time)
5.3.1 เครือ่ งมือวดั ความหนืดมนนข้ี องยาง (Mooney viscometer)

การพัฒนาเครื่องวัดความหนืดมูนนี่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่มีการขยายตัวของโรงงานอุตสาหกรรมยาง
ระหว่างปี พ.ศ. 2463 - 2483 ซึ่งเครื่องที่พัฒนาโดย Melvin Mooney และได้กลายเป็นเครื่องมาตรฐานใน
โรงงานอุตสาหกรรมยาง โดยเรยี กกนั วา่ เครอื่ ง Mooney viscometer (ในภาพที่ 5.7) หลกั การของเครอ่ื งแบบ
นี้คือ จานโลหะแบน (Rotor) หมุนภายในยางที่จะทดสอบ ซึ่งอยู่ภายในช่องสาหรับวางยาง ภายใต้อุณหภูมิ
และความดันที่กาหนดการหมุนของจานโลหะในยางจะเกิดแรงต้านการหมุน หรือแรงบิด (Torque) ข้ึน
แรงบิดน้เี กิดจากแรงเฉือนระหว่างยางกบั จานโลหะ ภายในชอ่ งวางยาง การวดั ค่าความหนืดของยางโดยเครื่อง
นี้เป็นการวัดแรงบิดที่เกิดขึ้น โดยรายงานเป็นค่า Mooney viscosity ซึ่งที่จริงควรเป็น Mooney torque
อย่างไรก็ตามการใช้คา Viscosity ได้กลายเป็นคามาตรฐานไปแล้วระหว่างการทดสอบเมื่อปิดแท่นของเครื่อง
(Platen) ข้ึนทดสอบถูกอนุ่ 1 นาที เดินมอเตอร์และบนั ทึกแรงบิดภายหลังกาหนดเวลาท่ีตั้งทั้งนี้มาตรฐานการ
ทดสอบจะระบเุ งอื่ นไข ต่างๆ ของการทดสอบไว้

ภาพที่ 5.7 Mooney viscometer
[ ท่ีมา : https://www.siamintercorp.co.th/ ]

การรายงานผลทดสอบเครื่องวัดความหนืดมูนนี่ของยางใช้หลักการวัดแรงบิด (Torque) ระหว่างจาน
หมุนกับยางแสดงในลักษณะดังนี้