พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง

Bio-PVC เป็นพลาสติกชีวภาพที่ผลิตจากสารชีวภาพบางส่วน (Partially bio-based) และเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil fuel-based) จัดอยู่ในกลุ่มชนิดย่อยสลายไม่ได้ทางชีวภาพ (Nonbiodegradable)
  • บางงานวิจัยสามารถผลิต Bio-PVC จากสารชีวภาพ (Bio-based) 99% จึงสามารถจัดอยู่ในกลุ่มย่อยสลายทางชีวภาพ (Biodegradable) โดยสามารถย่อยสลายได้ภายใน 9 เดือนถึง 5 ปี โดยการฝังกลบ
  • กระบวนการผลิต Bio-PVC จะมีผลิตภัณฑ์ข้างเคียงคือ เอทิลไดคลอไรด์ (Ethylene dichloride: EDC) คลอไรด์มอนอเมอร์ (Chloride monomer: VCM) และกรดไฮโดรคลอริก (Hydrochloric acid: HCl) ซึ่งสารเหล่านี้ล้วนมีความเป็นพิษ [1-4]
  • Bio-PVC โดยทั่วไปจะจัดเรียงตัวแบบซินดิโอแทคติก (Syndiotactic conformation) สามารถแบ่งสมบัติของ Bio-PVC ได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ Bio-PVC ที่เป็นของแข็ง (Rigid) และ Bio-PVC ที่สามารถยืดหยุ่นได้ (Flexible) แสดงดังตารางที่ 1และ 2 ตามลำดับ
  • ชื่อทางเคมีของ Bio-PVC คือ Polyvinyl chloride และ Poly(vinyl chloride)
  • พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง

    พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง

    พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง

    การสังเคราะห์ Bio-PVC สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ส่วน

    ส่วนแรก คือ การผลิตเอทิลีนชีวภาพ สามารถผลิตได้จากวัตถุดิบทางธรรมชาติ เช่น อ้อย ข้าวโพด และถั่วเหลือง เป็นต้น

    ส่วนที่สอง คือ การผลิตคลอรีน สามารถผลิตได้จากการแยกสลายด้วยไฟฟ้า (Electrolysis) ของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ ในเชิงพาณิชย์สามารถทำได้ 3 กระบวนการ คือกระบวนการแบบอะมัลกัม (Amalgam process) กระบวนการแบบไดอะแฟรม (Diaphragm process) และกระบวนการแบบเมมเบรน (Membrane process) ซึ่งกระบวนการแบบเมมเบรนจะนิยมนำมาใช้มากที่สุด เนื่องจากมีการใช้กระแสไฟฟ้าน้อยที่สุดทำให้ลดต้นทุนการผลิต) โดยแผนผังการสังเคราะห์ Bio-PVC แสดงดังภาพที่ 2

              ส่วนที่สาม คือ การพอลิเมอร์ไรเซชันเพื่อผลิตเป็น Bio-PVC โดยปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันที่นิยมทำในเชิงพาณิชย์ ได้แก่ พอลิเมอร์ไรเซชันแบบแขวนลอย (Suspension polymerization) นิยมทำมากที่สุดคิดเป็น 80% พอลิเมอร์ไรเซชันแบบอีมัลชัน (Emulsion polymerization) คิดเป็น 12% และพอลิเมอร์ไรเซชันแบบบัลค์ (Bulk polymerization) คิดเป็น 8%

    พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง

    พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง

    “เครื่องมือที่ใช้ในการขึ้นรูป Bio-PVC สามารถใช้เครื่องมือเดียวกับกระบวนการขึ้นรูป PVC ได้ เนื่องจากคุณสมบัติของ Bio-PVC และ PVC ใกล้เคียงกัน ต่างกันตรงที่มาของมอนอเมอร์เพียงเท่านั้น”

    PVC หมายถึง พอลิไวนิลคลอไรด์ (Polyvinylchloride) ซึ่งเป็นพลาสติกที่สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติได้ด้วยการเติมสารเคมี โดยทั่วไปแล้ว PVC มีความนิยมใช้ในกลุ่มงานอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์น้อยกว่ากลุ่มอุตสาหกรรมอื่น เนื่องจาก PVC ประกอบไปด้วยสารเคมีปรุงแต่งจึงทำให้เกิดการตกค้างของสารเคมีในบรรจุภัณฑ์ แต่ก็มีบรรจุภัณฑ์บางชนิดผลิตจาก PVC สามารถนำมาใช้ได้โดยไม่มีสารเคมีตกค้าง เช่น ฟิล์มยืดสำหรับห่อเนื้อสัตว์และผลไม้สด ถาดบรรจุอาหารแห้ง ถาดหรือกล่องบรรจุอาหารสด และขวดบรรจุน้ำมันพืชเป็นต้น

    พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง





    ในประเทศทางฝั่งยุโรปและอเมริกา พีวีซี บางครั้งถูกเรียกว่า "ไวนิล" ไวนิล มักจะนำไปใช้พูดกับพลาสติกที่ต้องการความยืดหยุ่นสูงเช่น การทำพื้น และ หนังเทียม พีวีซี เป็น Thermoplastic ที่ประกอบด้วย คลอรีน 57% ซึ่งเป็นผลผลิตจากเกลืออุตสาหกรรม และ 43%มาจากคาร์บอนซึ่งสกัดมาจากน้ำมันและก๊าซ เมื่อเทียบปริมาณน้ำมันและก๊าซธรรมชาติในการผลิตพลาสติกแต่ละชนิด พีวีซีเป็นพลาสติกที่ใช้ทรัพยากรธรรมชาติน้อยกว่าพลาสติกประเภท PE, PP, PET และ PS พีวีซียังมีคุณสมบัติทนไฟและดับไฟได้จากคุณสมบัติของสารประกอบคลอรีน 


    โครงสร้างของพลาสติก PVC

    PVC, PE, PPและ PS เป็นพลาสติกที่ใช้งานได้ทั่วไป ส่วนประกอบและโครงสร้างของโมเลกุลของพลาสติกจะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติการใช้งานพลาสติกแต่ละชนิด

    โครงสร้างโมเลกุลของพลาสติก PVCซึ่งมีคลอรีนเป็นส่วนประกอบ มีรูปร่างไม่แน่นอน อะตอมของคลอรีนจะอยู่ติดกับโครงสร้างเนื้อพลาสติก ถึงแม้ว่าพลาสติกหลายชนิดจะถูกนำใช้แทนกันได้ในชีวิตประจำวันแต่ พีวีซีมีคุณสมบัติเฉพาะตัวในด้านประสิทธิภาพและการใช้งานที่แตกต่างเมื่อเทียบกับพลาสติกอื่นที่โครงสร้างมีแต่คาร์บอนและไฮโดรเจน


    โครงสร้างของพลาสติก PVC

    PVC, PE, PPและ PS เป็นพลาสติกที่ใช้งานได้ทั่วไป ส่วนประกอบและโครงสร้างของโมเลกุลของพลาสติกจะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติการใช้งานพลาสติกแต่ละชนิด

    โครงสร้างโมเลกุลของพลาสติก PVCซึ่งมีคลอรีนเป็นส่วนประกอบ มีรูปร่างไม่แน่นอน อะตอมของคลอรีนจะอยู่ติดกับโครงสร้างเนื้อพลาสติก ถึงแม้ว่าพลาสติกหลายชนิดจะถูกนำใช้แทนกันได้ในชีวิตประจำวันแต่ พีวีซีมีคุณสมบัติเฉพาะตัวในด้านประสิทธิภาพและการใช้งานที่แตกต่างเมื่อเทียบกับพลาสติกอื่นที่โครงสร้างมีแต่คาร์บอนและไฮโดรเจน

    พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง


    พอลิไวนิลคลอไรด์ (Polyvinylchloride : PVC)

    พอลิไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นพอลิเมอร์ที่สำคัญที่สุดในกลุ่มไวนิลด้วยกัน มักเรียกกันทั่วไปว่า พีวีซี เนื้อพีวีซีมักมีลักษณะขุ่นทึบแต่ก็สามารถผลิตออกมาให้มีสีสันได้ทุกสีเป็นฉนวนไฟฟ้าอย่างดี ตัวมันเองเป็นสารที่ทำให้ไฟดับจึงไม่ติดไฟ มีลักษณะทั้งที่เป็นของแข็งคงรูปและอ่อนนุ่มเหนียว เรซินมีทั้งที่เป็นเม็ดแข็งหรืออ่อนนุ่ม และเป็นผงจึงสามารถนำไปใช้งานได้อย่างกว้างขวาง

    สมบัติทั่วไป
    – มีความแข็งแรงดี ทนทานต่อสภาวะอากาศและสิ่งแวดล้อมปกติ
    – ต้านทานต่อสารเคมีและน้ำ
    – เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี
    – สามารถผสมสีและแต่งสีได้อย่างไม่จำกัด
    – สามารถเติมสารเติมแต่งต่างๆ เพื่อปรุงแต่งสมบัติของผลิตภัณฑ์ ตั้งแต่แข็ง และคงตัว จนถึงอ่อนนิ่ม และยืดหยุ่นมากๆ
    – มีสมบัติอื่นๆ กว้างขวางและสามารถสลายตัวเอง

    ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพอลิไวนิลคลอไรด์

    ผลิตภัณฑ์ทั่วไป ได้แก่ หนังเทียมซึ่งมีความอ่อนนุ่มกว่าหนังแท้สำหรับหุ้มเบาะเก้าอี้ หรือปูโต๊ะ เคลือบกระดาษและผ้ากระเป๋าถือของสตรี กระเป๋าเดินทาง กระเป๋าใส่สตางค์ รองเท้า เข็มขัด หุ้มสายไฟฟ้า สายเคเบิล หุ้มด้ามเครื่องมือ หุ้มลวดเหล็ก ท่อน้ำ ท่อร้อยสายไฟฟ้า อ่างน้ำ ประตู หน้าต่าง วอล์สติ๊กเกอร์ (Wall Stickers)

    พอลิไวนิลคลอไรด์ โครงสร้าง



    โพลิเอทธิลีนเทเรฟทาเลต (Poly Ethylene Terephthalate, PET)


    คุณสมบัติทั่วไป
    – PET ทนแรงกระแทก
    – ไม่เปราะแตกง่าย
    – สามารถทำให้ใสมาก มองเห็นสิ่งที่บรรจุอยู่ภายใน
    – ป้องกันการแพร่ผ่านของก๊าซได้เป็นอย่างดี
    – กันน้ำ ไม่ซึมน้ำ
    – นำกลับมารีไซเคิลได้


    ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจาก PET

    นิยมใช้ในการผลิตบรรจุภัณฑ์ของน้ำดื่ม น้ำมันพืช และเครื่องสำอาง ยิ่งไปกว่านั้นขวด PET มีคุณสมบัติป้องกันการแพร่ผ่านของก๊าซได้เป็นอย่างดี จึงใช้เป็นภาชนะบรรจุน้ำอัดลม
    นิยมนำมาผลิตเป็นเส้นใย สำหรับทำเสื้อกันหนาว พรม และ เส้นใยสังเคราะห์สำหรับยัดหมอน หรือเสื้อสำหรับเล่นสกี