พอลิเมอร์ (Polymer) Chemistry Dr.Wittaya Kroeksukonwanich Engineering Materials

ขั้นตอนการผลิตปิโตรเคมีภัณฑ์ วัตถุดิบ ขั้นต้น ขั้นต่อเนื่อง แก๊สธรรมชาติ น้ำมันดิบ มอนอเมอร์ เอทิลีน โพรพิลีน เบนซีน พอลิเมอร์ พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน PVC

Engineering materials Polymers พอลิเมอร์ Polymers Dr. Sukangkana Lee

การจัดเรียงตัวของพอลิเมอร์ Engineering materials การจัดเรียงตัวของพอลิเมอร์ Polymer เป็นวัตถุอินทรีย์ มีโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ เกิดจากการรวมตัวกันของดมเลกุลขนาดเล็ก ของธาตุ C, N, O, H, S, Si, F and Cl เป็นต้น เกิดจากการสังเคราะห์จากวัสดุธรรมชาติ และ ในห้องปฏิบัติการ Monomer 1 nm Polymer chain 0.1-1 um Engineering Materials Dr. Sukangkana Lee

พอลิเมอร์ (POLYMERS) พอลิเมอร์ โฮโมพอลิเมอร์ A-A-A-A-A-A โคพอลิเมอร์ A-B-A-B-A-B ธรรมชาติ สังเคราะห์ ธรรมชาติ สังเคราะห์ แป้ง เซลลูโลส ยางธรรมชาติ (พอลิไอโซพรีน) ยางสังเคราะห์ พลาสติก พอลิเอสเตอร์ พอลิเอไมด์ ยางเอสบีอาร์ โปรตีน ยางสังเคราะห์

โน๊ต 1.พอลิเมอร์ เป็นสารอินทรีย์ที่มีมวลโมเลกุลสูงเกิดจาก โมเลกุลพื้นฐานที่เรียกว่า มอนอเมอร์ จำนวนมากเชื่อม ต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ 2.โฮโมพอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วย มอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน 3.โคพอลิเมอร์หรือพอลิเมอร์ร่วม เป็นพอลิเมอร์ที่เกิด จากมอนอเมอร์ต่างชนิดกันมาเชื่อมต่อกัน 4. พอลิเมอร์บางชนิดได้จากมอนอเมอร์ที่เป็นสารอนินทรีย์ เช่น ซิลิโคน  ประกอบด้วย Si ,O ,C,H

ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน(POLYMERIZATION) แบบควบแน่น แบบเติม เกิดจากมอนอเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชัน ต่างกันทำปฏิกิริยากัน ตัวอย่างเช่น - NH2กับ -COOH - OH กับ -COOH ได้พอลิเมอร์และสารโมเลกุลเล็ก เช่น H2O,HCl, NH3, CH3OH เกิดขึ้นด้วย เกิดจากมอนอเมอร์ที่เป็น สารไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว ตัวอย่างเช่นเอทิลีน โพรพิลีน สไตรีน ไวนิลคลอไรด์ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นพอลิเมอร์ เพียงสารเดียว

พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่เตรียมจากปฏิกิริยา พอลิเมอร์ไรเซชันแบบเติม 1. พอลิเอทิลีน สูตรโมเลกุล : - CH2- CH2 - สมบัติ ป้องกันการผ่านของไอน้ำได้ดี แต่ยอมให้อากาศผ่านได้เล็กน้อย เป็นแผ่นฟิล์มใส เหนียว ทนสารเคมี ทนกรด-เบส การนำไปใช้ ถุงพลาสติกชนิดใส่ของเย็น ถุงขยะ ของเล่น ท่อน้ำ ฉนวนหุ้มสายไฟฟ้า เคลือบกล่องกระดาษใส่นม

2. พอลิโพรพิลีน สูตรโมเลกุล : - CH2- CH - CH3 สมบัติ เหนียว แข็งแรง และผิวเป็นมันวาว ทนต่อแรงดึง ทนต่อการขีดข่วน ไม่ว่องไวต่อสารเคมี ทนน้ำ การนำไปใช้ ทำภาชนะบรรจุสารเคมี กระเป๋าเดินทาง พรม เชือก เครื่องมือแพทย์ เช่น หลอดฉีดยา และเครื่องมือ ในห้องปฏิบัติการ

สมบัติ การนำไปใช้ 3. พอลิไวนิลคลอไรด์ สูตรโมเลกุล : - CH2 - CH - Cl สมบัติ แข็งและคงรูป ทนต่อความชื้น สารเคมีและการขัดถู ทนต่อการกัดแทะของแมลง และไม่เป็นเชื้อรา ไม่ทนความร้อนและแสง การนำไปใช้ กระเบื้องยางปูพื้น ท่อน้ำ หนังเทียม เสื้อกันฝน บัตรเครดิต ฉนวนหุ้มสายไฟฟ้า แผ่นเสียง

4. พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน(Teflon) สูตรโมเลกุล : - CF2 - CF2 - สมบัติ เหนียว ทนสารเคมีดีทุกช่วงอุณหภูมิ ทนความร้อนได้ดีมาก ที่อุณหภูมิสูง 2. ไม่นำไฟฟ้า ผิวลื่นไม่ยึดติดภาชนะ ทนต่อแรงกระแทก การนำไปใช้ เคลือบผิวภาชนะหุงต้มเพื่อไม่ให้อาหารติดภาชนะ ฉนวนไฟฟ้า ปะเก็น วงแหวนลูกสูบ และลูกปืนในเครื่องยนต์ เคลือบสายเคเบิล สายไฟฟ้า

5. พอลิสไตรีน สมบัติ การนำไปใช้ แข็งมากแต่เปราะ ไม่ทนต่อตัวทำละลายอินทรีย์ แต่ทนต่อกรด และเบส 2. ใส โปร่งแสง ผิวเรียบ ไม่นำไฟฟ้า การนำไปใช้ ภาชนะบรรจุต่างๆ ที่ใช้แล้วทิ้ง ชิ้นส่วนประกอบของตู้เย็น เครื่องเรือน ตลับเทป กล่องใสใส่อาหาร โฟมบรรจุอาหาร ฉนวนสำหรับกระติกน้ำร้อน น้ำเย็น วัสดุลอยน้ำ

6. พอลิเมทิลเมทาคริเลต สูตรโครงสร้าง : - CH2 – CH - CO2CH3 สมบัติ ใส โปร่งแสง ทนต่อแรงกระแทก ทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศ ทนต่อการขีดข่วนได้น้อยกว่าแก้ว การนำไปใช้ กระจกครอบไฟท้ายรถยนต์ เลนส์แว่นตา เลนส์สัมผัส ไม้บรรทัดชนิดใส วัสดุทันตกรรม

7. พอลิอะคริโลไนไตรด์ สมบัติ สูตรโมเลกุล : - CH2 – CH - CN สมบัติ แข็ง เหนียว ทนต่อความชื้นสารเคมี และเชื้อรา ทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศ ทนต่อการขีดข่วน การนำไปใช้ ผ้าโอรอน ด้ายสำหรับถักพรม ถุงเท้า เสื้อผ้าเด็ก

ลักษณะโครงสร้างของ Polymer มี 3 แบบ เป็นสายยาว (Linear polymer chain) 10-100 nm Engineering Materials

(b) สายยาวที่มีสาขา (Branched polymer chain) 10 nm Engineering Materials

(c) ตาข่าย 3 มิติ (Cross-linked polymer) 100 nm Engineering Materials

คุณสมบัติ 1.โค้งงอได้มาก 1. โครงสร้างแบบเส้น 1.โค้งงอได้มาก 2.อ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อนแข็งตัวเมื่ออุณหภูมิลดลง และ เปลี่ยนรูปร่างกลับไปมาได้ 3.มีความหนาแน่นและมีจุดหลอมเหลวสูง ยืดหยุ่นได้มากที่สุด 2. โครงสร้างแบบกิ่ง 1. โค้งงอได้ 2. ยืดหยุ่นได้ มีความหนาแน่นต่ำ และมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า พอลิเมอร์แบบเส้น

คุณสมบัติ(ต่อ) 3. โครงสร้างแบบร่างแห 3. อ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อนแข็งตัวเมื่ออุณหภูมิลดลง และเปลี่ยนรูปร่างกลับไปมาได้ 3. โครงสร้างแบบร่างแห 1. มีความแข็งมาก ไม่ยืดหยุ่นหรือโค้งงอ 2. เมื่อได้รับความร้อนจะไม่หลอม และไม่สามารถเปลี่ยนแปลง รูปร่างได้

การจำแนกประเภทของโพลิเมอร์ Engineering Materials

พลาสติก Engineering Materials

เอทิลเบนซีน เบนซีน

การขึ้นรูปพลาสติก

เป่าขึ้นรูป (Blow moulding) สำหรับทำถุงพลาสติก ขวด และถัง Injection blow moulding vdo Engineering Materials

ตัวอย่าง Thermoplastics Engineering materials ตัวอย่าง Thermoplastics 1. Polyethylene (โพลีเอทิลีน) เรียกย่อว่า PE มีความยืดหยุ่นดี มีทั้งแบบอ่อน และแบบแข็ง ได้แก่ Low Density Polyethylene (LDPE) มีความต้านทานการกัดกร่อนดี กันความชื้นได้ดี ความแข็งแรงต่ำ และมีความยืดหยุ่นสูง นิยมใช้ในการผลิต bags, bottles, and liners. High Density Polyethylene (HDPE) เป็นกลุ่มที่นิยมใช้มากที่สุด รับแรงกระแทกได้ดี น้ำหนักเบา ดูดซับความชื้นน้อย มีความแข็งแรงสูง ไม่เป็นพิษ บรรจุอาหารได้ Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMW PE) น้ำหนักเบา มีความแข็งแรงสูง กลึงไสได้เช่นเดียวกับไม้ ใช้ในงานเครื่องจักกลที่ทนต่อการสึกหรอ ต้านทานต่อแรงขัดสี และการกัดกร่อน Engineering Materials Dr. Sukangkana Lee

2. Polyvinyl Chloride เรียกย่อว่า PVC ไม่มีสี ย้อมสีได้ ทนต่อน้ำมัน จารบี กรด และด่าง ปกติ PVC จะแข็ง แต่เมื่อผสมสารที่ทำให้อ่อนตัวจะฉีดขึ้นรูปและปาดผิวได้ ถ้าเติมสารที่ทำให้อ่อนตัวมากจะกลายเป็น PVC อ่อน หรือหนังเทียม Ex. ท่อน้ำ, แผ่นพลาสติกบาง, แผ่นเสียง, ของเด็กเล่น Engineering Materials

Engineering materials 3. Polypropylene เรียกย่อว่า PP มีคุณสมบัติคล้ายกับ PE แต่ทนความร้อนได้สูงกว่า แต่เปราะที่อุณหภูมิต่ำ ใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ ชิ้นส่วนรถยนต์ ได้จากกระบวนการ polymerization ของ Propylene (C3H6) Propylene สัญลักษณ์การนำกลับมาใช้ใหม่ Engineering Materials Dr. Sukangkana Lee

4. Acrylonitrile-Butadiene-Stryrene เรียกย่อว่า ABS เหนียว ทนต่อการกระแทกได้ดีความต้านแรงดึงสูง ใช้ทำใบพัดลม หมวกกันน็อค อุปกรณ์สุขภัณฑ์ 5. Polymethylmethacrylate เรียกย่อว่า PMMA หรือ plexiglass ทนแดด ทนต่อบรรยากาศ แข็งและเหนียว รอยแตกไม่แหลมคม จึงนิยมนำมานำแผ่นแก้วนิรภัย ฝาครอบไฟท้าย ไฟเลี้ยวยานยนต์ Engineering Materials

โพลิสไตรีน (Polystyrene: PS) Polystyrene was discovered in 1839 by Eduard Simon มีลักษณะโปร่งใส เปราะ ทนต่อกรดและด่าง ไอน้ำและ อากาศซึมผ่านได้พอควร ใช้ทำชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้สำนักงาน เป็นต้น

Engineering materials 2. Thermosetting Plastics เกิดจากการนำโมเลกุลเดี่ยวชนิดเดียวกัน หรือต่างชนิดมาทำปฎิกิริยาแยกน้ำออก ภายใต้ความดันและอุณหภูมิ เรียกว่า ‘Polycondensation’ ปลายของโซ่โมเลกุลชนิดนี้จะยังสามารถทำปฏิกิริยาได้อีก และกลายเป็นไฮโมเลกุลรูปตาข่าย 3 มิติไขว้กัน จะทำให้ได้พลาสติกที่มีพันธะที่แข็งแรง และคงรูป หลังจากการเย็นตัว Dr. Sukangkana Lee

เมื่อได้รับความร้อนจะยืดหยุ่น แต่ถ้าสูงเกินไป หรือนานเกินไป จะทำให้โมเลกุลขาดจากกัน และแข็งเปราะ ไม่สามารถขึ้นรูปได้ Engineering Materials

ตัวอย่าง Thermosetting Plastics Engineering materials ตัวอย่าง Thermosetting Plastics Unsaturated Polyester เรียกย่อว่า UP ไม่มีสี ผิวเป็นมันเงา มีทั้งที่ยืดหยุ่นได้ และแข็งเปราะ Ex. ชิ้นส่วนตัวถังรถยนต์ และตัวเรือ Epoxy Resin เรียกย่อว่า EP ไม่มีสี และมีสีออกเหลืองเหมือนน้ำผึ้ง แข็งและเหนียว จับเกาะวัสดุทุกชนิด ทนการกัดกร่อนได้ดีมาก Ex. ชิ้นส่วนเครื่องบิน กาว Polyurethane เรียกย่อว่า PUR โปร่งใส สีเหลืองเหนียว และอ่อนเหมือนยาง Ex. โพรียูลีเทนแข็งใช้ทำเฟือง เปลือกรองเพลา โพรียูลีเทนอ่อนใช้ทำ ฟองน้ำเฟอร์นิเจอร์ โพรียูลีเทนเหลวใช้ทำเคลือบเงา Engineering Materials Dr. Sukangkana Lee

Engineering materials Elastomer ยาง จัดเป็น พลาสติกยืดหยุ่น (Elastic hydrocarbon polymer) มีความยืดหยุ่นและความเหนียวสูง แต่ความยืดหยุ่นจะลดลงเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -72 C ยางมี สอง ประเภท คือ ยางธรรมชาติ (Natural rubber) ได้จากต้นพืช ยางสังเคราะห์ (Synthetic rubber) ได้จากกระบวนการ Polymerization Engineering Materials Dr. Sukangkana Lee

ยางธรรมชาติ (Natural Rubber, NR) ส่วนมากได้จากยางพารา สายพันธุ์ Hevea Braziliensis มีต้นกำเนิดจากทวีปอเมริกาใต้ น้ำยางสด (Latex) เมื่อกรีดออกมาจากต้นมีเนื้อยางแห้ง 30%โดยน้ำหนัก แขวนลอยอยู่ในน้ำ ยางธรรมชาติที่มีขายในท้องตลาด มี 2 รูปแบบ คือ น้ำยาง และ ยางแห้ง Website สถาบันวิจัยยาง กรมวิชาการเกษตร http://www.rubberthai.com/ Engineering Materials

กระบวนการปั่นเหวี่ยง 1. น้ำยาง (Latex) : ได้จากการนำน้ำยางสดมาผ่านกระบวนการเหวี่ยงแยกน้ำออกโดยมีเนื้อยาง 60%โดยน้ำหนัก เรียกว่า น้ำยางข้น ผลิตภัณฑ์จากน้ำยางข้น ได้แก่ ถุงมือยาง ถุงยางอนามัย ลูกโป่ง จุกนม ที่นอน เบ้าหล่อปูนพลาสเตอร์ เป็นต้น น้ำยางสด 30%wt กระบวนการปั่นเหวี่ยง + เติมสารเคมีกันบูด น้ำยางข้น 60%wt Engineering Materials

2.1 ยางแผ่น ( Rubber Sheet) แบ่งเป็น ยางแผ่นรมควัน และยางแผ่นไม่รมควัน 2. ยางแห้ง ได้จากการนำน้ำยางมาเติมกรดฟอร์มิก ทำให้เนื้อยางจับตัวและแยกตัวออกมาจากน้ำ แล้วจึงทำการไล่ความชื้นออก ได้แก่ 2.1 ยางแผ่น ( Rubber Sheet) แบ่งเป็น ยางแผ่นรมควัน และยางแผ่นไม่รมควัน ยางแผ่นไม่รมควัน ตากแดด น้ำยางเจือจาง 12-18% เติมกรดค่า pH 5.1-4.8 ให้แข็งตัว รีดน้ำออก ด้วยลูกรีด ล้างน้ำ ให้สะอาด ยางแผ่นรมควัน อบรมควัน 50-70 c 3 วัน Engineering Materials

ยางแผ่นรมควัน (Ribbed Smoked Sheet, RSS) มี 5 ชั้นคุณภาพ ใช้มากที่สุดคือ ชั้นที่ 3 ผลิตภัณฑ์ของยางแผ่นรมควัน เช่น ยางล้อรถยนต์ สายพาน ท่อน้ำ รองเท้า อะไหล่รถยนต์ เป็นต้น Engineering Materials

2.2 ยางเครฟ (Crepe Rubber) เป็นยางที่ได้จากการนำเศษยางไปรีดด้วยเครื่อง Creping machine แล้วนำไปผึ่งลมให้แห้ง สีของยางจะเข้ม และมีความบริสุทธิ์แตกต่างกัน Engineering Materials

2.3 ยางแท่ง (Technically classified rubber) ยางแท่งจะมีคุณภาพสม่ำเสมอมากกว่ายางแผ่น และยางเครฟ แต่ราคาจะสูง น้ำยาง หรือยางแท่ง ทำให้เป็น ก้อนเล็ก 2-3 มม. อบให้แห้ง อัดเป็นแท่งมาตรฐาน 330*670*170 มม. ทำความสะอาด Engineering Materials

โครงสร้างของยางธรรมชาติ monomer โครงสร้างเป็นโมเลกุลตาข่าย ชื่อเคมี คือ cis-1, 4 polyisoprene Engineering Materials

สมบัติทั่วไปของยางธรรมชาติ ข้อดี มีความยืดหยุ่นสูง มีความเหนียวติดกันได้ดี มีความต้านทานแรงดึงสูงโดยไม่ต้องใช้สารเพิ่มเสริมแรง มีความต้านทานการฉีกขาดทั้งที่อุณหภูมิห้อง และอุณหภูมิสูง มีความต้านทานการขัดถูดี เป็นฉนวนไฟฟ้า มีความร้อนสะสมต่ำ เหมาะเป็นผลิตภัณฑ์ยางขนาดใหญ่ Engineering Materials

ไม่ทนต่อน้ำมันปิโตรเลียม, กรดไนตริก, กรดกำมะถันเข้มข้น ข้อเสีย ไม่ทนต่อน้ำมันปิโตรเลียม, กรดไนตริก, กรดกำมะถันเข้มข้น มีช่วงอุณหภูมิใช้งานตั้งแต่ -55 C ถึง 70 C มีความต้านทานแรงกดต่ำ มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยากับออกซิเจน เกิดรอยแตกร้าว หากเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำนานจะเกิดการเสื่องสภาพ Engineering Materials

การใช้งาน (Applications) ทนต่อแรงดึงสูง ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความยืดหยุ่นสูง เช่น ถุงมือยาง ลูกโป่ง ยางรัดของ ที่นอนยางพารา เป็นต้น มีการสะสมความร้อนต่ำ เหนียวติดกันดี  ยางรถบรรทุก, ยางล้อเครื่องบิน, ยางกันกระแทกเรือ เป็นต้น ทนต่อการฉีกขาดสูงทั้งที่อุณหภูมิต่ำและสูง ยางกระเป๋าน้ำร้อน แบบพิมพ์ปูนพลาสเตอร์ เป็นต้น Engineering Materials

ผลิตภัณฑ์ยางธรรมชาติ วัตถุดิบที่สำคัญ             ผลิตภัณฑ์ยางธรรมชาติ              วัตถุดิบที่สำคัญ 1. ยางรถยนต์และยางใน 2. ยางจักรยาน จักรยานยนต์และยางใน 3. หล่อดอกยางรถยนต์ 4. สายพาน 5. พื้นรองเท้า 6. ท่อยาง 7. อะหลั่ยรถยนต์ 8. ยางขัดสีข้าว 9. เปลือกหม้อแบตเตอรี่ 10. รองเท้าผ้าใบ 11. รองเท้าฟองน้ำ 12. ยางรัดของ 13. ยางยืด 14. ยางปูพื้น ถังขยะ ฯลฯ 15. ยางอัดขอบกระจกรถยนต์ 16. กาว เทปพันสายไฟ 17. ยางรองคอสะพาน ยางเครพ ยางแผ่นรมควัน ยางแท่ง ยางเครพ ยางแผ่นรมควัน ยางแท่ง ยางแผ่นรมควัน ยางแท่ง ยางแผ่นรมควันชั้น 3 ยางแผ่นรมควัน ยางจากหางน้ำยาง ยางแผ่นรมควัน ยางแผ่น ยางแท่ง ยางแผ่นชั้น 1,2 ยางแผ่นรมควัน ชั้น 3,4 ยางแท่ง STR 20 ยางแผ่น ยางแท่ง ยางเครพ ยางหางน้ำยาง ยางแผ่น ยางแท่ง ยางเครพ ยางแท่ง 5 แอล ยางแผ่นผึ่งแห้ง ยางเครพขาว ยางแผ่น ยางแท่ง ยางเครพขาว ยางที่ใช้แล้วจากผลิตภัณฑ์ยาง (รีเครม) ยางแผ่นรมควันขั้น 3,4,5 ยางแผ่นรมควัน ยางแท่ง ยางเครพ ยางแท่ง ยางแผ่น Engineering Materials

กระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์จากน้ำยาง วิธีการผลิตจะขึ้นอยู่กับชนิดของผลิตภัณฑ์ กระบวนการผลิตที่สำคัญ ได้แก่ การจุ่มแบบพิมพ์ (Dipping Process) การผลิตยางยืด (Treading Process) การผลิตยางฟองน้ำ (Foaming Process) การหล่อเบ้าพิมพ์(Casting process) Engineering Materials

สารเคมีสำหรับผลิตภัณฑ์จากน้ำยาง สารเคมีที่ใช้ผสมลงไปในน้ำยางเป็นตัวช่วยในกระบวน การแปรรูป ให้ยางมีขอบเขตการใช้งานกว้างขึ้นและเพื่อลดต้นทุนการผลิต เป็นต้น แต่อย่างไรก็ตามหลักการสำคัญควรใช้สารเคมีน้อยที่สุดเพื่อให้เหลือสารเคมีที่ตกค้างในผลิตภัณฑ์ให้น้อยที่สุด โดยทั่วไปแล้วควรล้างผลิตภัณฑ์นั้น ๆ ด้วยน้ำร้อน เพื่อเป็นการปลอดภัยต่อผู้อุปโภค สารเคมีสำหรับผสมน้ำยางประกอบด้วย 1. สารช่วยความเสถียร      2. สารวัลคาไนซ์ 3. สารกระตุ้นปฏิกิริยา    4. สารเร่งปฏิกิริยาคงรูป  5. สารป้องกันยางเสื่อมสภาพ  6. สารตัวเติม 7. สารที่ทำให้เกิดเจล 8. สารช่วยให้ยางมีสีสวย Engineering Materials

1. การจุ่มแบบพิมพ์ (Dipping Process) แบบพิมพ์ จะผลิตด้วยวัสดุเซรามิกส์, แก้ว หรืออะลูมิเนียม ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ เช่น ถุงมือยาง รองเท้าบูธยางไม่มีตะเข็บ ลูกโป่ง จุกนม ถุงยางอนามัย เป็นต้น ทำความสะอาดแบบพิมพ์ จุ่มแบบพิมพ์ลงในน้ำยาง จนน้ำยางฉาบแบบพิมพ์สม่ำเสมอ น้ำยาง + สารเคมี ยกแม่พิมพ์ขึ้นช้าๆ ล้างทำ ความสะอาด อบยางให้แห้ง และคงรูป ถอดผลิตภัณฑ์ ออก จากพิมพ์ Engineering Materials

2. การผลิตยางยืด (Treading Process) เป็นการนำน้ำยางมาผสมสารเคมีแล้วให้ไหลไปตามท่อเล็กๆไปยังอ่างกรด (ทั่วไปนิยมใช้กรดอะซิตริกเข้มข้น 15-55%) เพื่อให้ยางจับตัวกัน จากนั้นดึงยางออกเป็นเส้นด้าย ล้างกรดออกด้วยน้ำ จากนั้นนำไปอบยางให้แห้ง และอบคงรูป ผลิตภัณฑ์ ได้แก่ ยางยืดขอบกางเกง เป็นต้น น้ำยาง ตู้อบแห้ง 85-95 C ตู้อบให้คงรูป 135-145 C อ่างกรด อ่างน้ำ Engineering Materials

3. การผลิตยางฟองน้ำ (Foaming Process) ยางฟองน้ำจะมีรูพรุน ระบายอากาศได้ดี สามารถกดหรือบิดโดยไม้เสียรูป เช่นที่นอน เบาะเก้าอี้ หมอนหนุน เป็นต้น หลักการผลิตยางฟองน้ำ การทำให้ยางเกิดฟองอากาศขนาดต่างๆด้วยวิธีทางกลหรือเคมี การทำให้น้ำยางที่เป็นฟองแล้วเปลี่ยนสถานะเป็นเจล(Gel) การอบยางให้คงรูป Engineering Materials

4. การหล่อเบ้าพิมพ์ (Casting process) ผลิตภัณฑ์เช่น ตุ๊กตา ลูกบอล หน้ากาก หรือ หุ่นยาง ได้จากเป็นการเทน้ำ ยางที่ผสมสารเคมีแล้วลงในเบ้าที่ทำจากเซรามิกส์ หรืออะลูมิเนียม เมื่อยางจับตัวกันแล้วจึงถอดเบ้าออก ผิวด้านนอกจะเหมือนกับแบบพิมพ์ Engineering Materials

Vulcanization เป็นกระบวนการที่ทำให้เกิด Cross-linking Elastomer โมเลกุลขึ้น โดยการเติม Sulfur (หรือ เติม peroxide-based substance) เพื่อให้เกิดพันธะอะตอมระหว่างโพลิเมอร์ เพื่อให้ได้ยางแท่งที่มีความแข็งแรง ทนต่อสารละลาย และมีความทนทานต่อการใช้งาน และสภาพแวดล้อม กระบวนการนี้ เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Curing Engineering Materials

Vulcanization ยางธรรมชาติจะมีการเปลี่ยนแปลง คือเมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนนุ่มและเมื่อเย็นตัวลงจะแตกง่าย ซึ่งนำไปใช้ประโยชน์ได้น้อย แต่ถ้านำยางธรรมชาติไปเผารวมกับกำมะถันโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยายางทำปฏิกิริยากับกำมะถันในที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลวของกำมะถัน จะได้ยางมีสภาพคงตัวในอุณหภูมิต่าง ๆ ดีขึ้น และยืดหยุ่นได้มากขึ้น ปฏิกิริยาระหว่างยางกับกำมะถันเรียกว่า ปฏิกิริยาวัลคาไนเซชัน ( vulcanization ) กรรมวิธีนี้จะได้ยางที่มีความยืดหยุ่นสูงขึ้น และทนความร้อนได้ดีกว่าเดิม

Vulcanization ปกติยางธรรมชาติ เมื่อได้รับความร้อนจะเหนียวและอ่อนตัว แต่มื่ออุณหภูมิต่ำจะแข็งและเปราะ ฉะนั้นจึงต้องปรับคุณภาพของยางธรรมชาติ ก่อนนำมาทำยางรถยนต์ โดยการวัลคาไนเซชัน และเติม - ซิลิกา ซิลิเกต เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของยาง                - ผงถ่าน เพื่อช่วยป้องกันการสึกกร่อน และทนต่อแสงแดดที่จะทำลายโครงสร้างของพอลิเมอร์ในยาง Note เผายางวัลคาไน จะเกิด SO2

Additives Fillers: สารเพิ่มความแข็งแรง เช่น glass fibers, Graphite Plasticizer: สารเพิ่มความยืดหยุ่น Lubricants: สารหล่อลื่น Pigment: สี Flame retardant: สารป้องกันการติดไฟ Stabilizer: สารกันเสีย เพิ่มอายุการใช้งาน Antistate: สารลดการเกิดประจุไฟฟ้า Engineering Materials

ยางสังเคราะห์ (Synthetic rubber)

ยางสังเคราะห์ (Synthetic rubber) ยางสังเคราะห์เป็นยางที่ได้จากการสังเคราะห์จากปฏิกิริยาเคมี polymerization โดยมีขั้นตอน ดังนี้ สังเคราะห์โมโนเมอร์ยางจากอุตสาหกรรมปิโตเคมี นำโมโนเมอร์มาต่อกัน Homopolymer Copolymer Terpolymer โมโนเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น โพลีบูตาดีน โมโนเมอร์ 2 ชนิด เช่น สไตรีน-บูตาดีน โมโนเมอร์ 3 ชนิด เช่น เอทิลีน-โพไพลีน-ไดอีน Engineering Materials

พอลิบิวตาไดอีน มอนอเมอร์ คือ บิวตะไดอีน หรือ 1,3 บิวตะไดอีน ถ้าหากผ่านกระบวนการ วัลคาไนเซชัน ยังมีความยืดหยุ่นน้อยกว่ายางธรรมชาติใช้เป็นยางรถยนต์ได้ พอลิคลอโรพรีน หรือ นีโอพรีน มอนอเมอร์ คือ คลอโรพีน สลายตัวยากทนไฟ ทนต่อสภาพที่สัมผัสกับน้ำมันเบนซินหรือ ตัวทำละลายอินทรีย์ได้ดี ยางSBR คือ ยางสไตรีน ยางสไตรีนบิวตาไดอีน จัดเป็นพวกยางโคพอลิเมอร์ มอนอเมอร์ คือ สไตรีน กับ บิวตาไดอีน ยางชนิดนี้ทนต่อการขัดถู เกิดปฏิกิริยากับ น้ำได้ยากกว่ายางธรรมชาติ ยืดหยุ่นต่ำ ใช้เป็นส่วนผสมในการทำยางรถยนต์ Engineering Materials

ยางโพลีไอโซพรีน (Cis-1,4-Polyisoprene, Isoprene rubber, IR) เป็นยางสังเคราะห์ที่มีโครงสร้างเคมีคล้ายยางธรรมชาติ แต่ทนการฉีกขาดได้ต่ำกว่า สามารถใช้แทนยางธรรมชาติ แต่ราคาจะสูงกว่า ใช้กันมากในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีคุณสมบัติสม่ำเสมอ สิ่งเจือปนน้อย สีสม่ำเสมอ Engineering Materials

ยาง สไตรีน-บิวตาดีน (Styrene-Butadiene Rubber, SBR) เป็นยางสังเคราะห์ที่ใช้กันมากที่สุด ราคาไม่แพง ผลิตภัณฑ์ ได้แก่ สายพาน พื้นรองเท้า ฉนวนหุ้มสายไฟ ท่อยาง ผสมกับยางชนิดอื่นเพื่อผลิต ยางรถยนต์ขนาดเล็ก Engineering Materials

เส้นใย.... FIBERS มีโครงสร้างของโมเลกุลสามารถนำมาเป็นเส้นด้าย มีโครงสร้างของโมเลกุลสามารถนำมาเป็นเส้นด้าย   เส้นใยจำแนกตามลักษณะการเกิดได้ดังนี้ เส้นใยธรรมชาติ เส้นใยเซลลูโลส ลินิน  ปอ  เส้นใยสับปะรด  นุ่น   ใยมะพร้าว  ขนแกะ   ขนแพะ เส้นใยโปรตีน ขนสัตว์ เช่น ขนแกะ ขนแพะ เส้นใยไหม เส้นใยจากรังไหม เส้นใยสังเคราะห์ เซลลูโลสแอซีเตด   ไนลอน   ดาครอน   Orlon

1. เส้นใยธรรมชาติ ได้จากแหล่งธรรมชาติโดยตรง ดังนี้ เส้นใย แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ 1. เส้นใยธรรมชาติ ได้จากแหล่งธรรมชาติโดยตรง ดังนี้ 1.1 เส้นใยจากพืช ประกอบด้วยเซลลูโลสเป็นส่วนใหญ่ ได้จาก ส่วนต่างๆของพืช เช่น จากเมล็ด ได้แก่ นุ่น ฝ้าย จากลำต้น ได้แก่ ลินิน ป่าน ปอ จากใบ ได้แก่ อะบากา สับปะรด ป่านศรนารายณ์ 1.2 เส้นใยจากสัตว์ ประกอบด้วยโปรตีนเป็นส่วนใหญ่ เช่น ไหม แกะ แพะ ไก่ นก กระต่าย อูฐ มิงค์ 1.3 เส้นใยจากสินแร่ เช่น ใยหิน 2. เส้นใยสังเคราะห์ ซึ่งทนความร้อน และทนต่อสารเคมีได้ดีกว่าเส้นใย ธรรมชาติ และทนแรงดึงสูง ดังนี้ 2.1 เส้นใยสังเคราะห์จากสารเคมี เช่น พอลิเอไมด์ พอลิเอสเทอร์ 2.2 เส้นใยที่ได้จากการนำสารธรรมชาติมาปรุงแต่งขึ้นใหม่ เช่น เซลลูโลสจากพืช โปรตีนจากพืชและสัตว์ ได้แก่ เรยอน พอลิอะคริโลไนไตรด์

Rayon เรยอน Rayon คือ ผ้าเรยอนที่ทำมาจากเส้นใยที่สังเคราะห์และคิดค้นขึ้นมาโดยมนุษย์ ซึ่งเรยอนเป็นเส้นใยที่ประกอบไปด้วยเซลลูโลส Synthetic Cellulose Fibers ที่ถูกสร้างขึ้นมาใหม่เรียกว่าไหมเทียม (Artificial Silk) แต่จะมีคุณสมบัติที่แตกต่างจากไหม ในปี 1924 จึงได้รับการตั้งชื่อใหม่ว่า Rayon (เรยอน) ซึ่งหมายถึงด้ายที่มีความมันวาวนั่นเอง จัดเป็นเส้นใยกึ่งสังเคราะห์ Engineering Materials

Nylon ไนลอน ไนลอนเป็นเส้นใยที่มีโมเลกุลยาว และเป็นสายตรงของ polymide ผ้าไนลอนมีคุณสมบัติที่ดี สำหรับให้ทำเสื้อผ้าเครื่องใช้หลายชนิดทนทานไม่ขาด ง่าย มักใช้ผสมกับเส้นใยชนิดอื่น ๆ เพื่อให้เกิดคุณสมบัติที่ดีมากยิ่งขึ้น ทั้งในด้านคงขนาดและรูปร่าง ทนต่อการขัดสี แต่ไนลอนคุณสมบัติดูดความชื้นได้น้อย ดังนั้นถ้าต้องการดำมาตัดเสื้อผ้า ควรเลือกเนื้อผ้าที่ทอถักเนื้อหลวมไม่แน่นมากนัก เพื่อให้มีการระเหยอากาศเเละความชื้นจากร่างกายได้สะดวก เมื่อสวมใส่แล้วจะได้ไม่รู้สึกอับและร้อนมากนัก ผ้าไนลอนถักเป็นผ้าที่ใช้ได้ทนทาน มีการยืดหยุ่นรักษารูปร่าง ได้ดี เคลื่อนไหวร่างกายได้สะดวก เส้นใยไนลอนเหมาะใช้้ทำพรม หรือบุเครื่องเรือนทำเชือก   Engineering Materials