สารเคมีสำหรับยาง
(Additives for Rubber)
คำสำคัญ ยาง สารเคมี
สารเคมีสำหรับยาง หมายถึง สารเคมีต่างๆที่ผสมลงไปในยางเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ยางที่
คุณสมบัติตามต้องการ ยางที่ผสมสารเคมีแล้วไม่อาจนำไปใช้งานได้เว้นแต่สารเคมีเหล่านี้จะทำปฏิกิริยา
กับยางก่อนซึ่งสามารถเร่งได้ด้วยการให้ความร้อน ยางที่ยังไม่เกิดปฏิกิริยากับสารเคมี เรียกว่า ยางไม่คง
รูป (Green compound หรือ Uncureed compound) ส่วนยางที่สารเคมีเข้าทำปฏิกิริยากับยางแล้ว
เรียกว่ายางคงรูป (Vulcanised rubber หรือ Cured rubber)
เนื่องจากเหตุผลในการผสมยางกับสารเคมีมี 4 ประการคือ
1.เพื่อแก้ข้อเสียของยาง
2.เพื่อเป็นตัวช่วยในขบวนการแปรรูปยาง
3.ทำให้ยางมีขอบเขตการใช้งานกว้างขึ้น
4.เพื่อเป็นการลดต้นทุนการผลิต
1. เพื่อแก้ข้อเสียของยาง ซึ่งข้อเสียของยางมีดังนี้คือ
1.1 ยางที่มีคุณสมบัติเป็นทั้งพลาสติก(plastic) และมีอีลาสติค (elastic)สมบัติเป็น
พลาสติก(plastic) คือ ความสามารถที่ยางจะพยายามรักษารูปร่างที่ได้เปลี่ยนไปตามแรงกระทำ ส่วน
สมบัติเป็นอีลาสติค (elastic) คือความสามารถที่ยางพยายามจะรักษารูปร่างเดิมก่อนที่จะทำให้เปลี่ยนไป
ตามแรงกระทำ การที่ยางมีสมบัติเป็นทั้งพลาสติคและอีลาสติคนี้ ทำให้ไม่สามารถนำยางไปใช้งานได้
โดยตรง
1.2 ยางเป็นเทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) ที่อุณหภูมิต่ำยางจะแข็งกระด้าง แต่เมื่อ
อุณหภูมิสูงขึ้นยางจะนิ่มหรือเยิ้ม การมีสมบัติเป็นเทอร์โมพลาสติกทำให้ยางใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิที่
จำกัด อุณหภูมิสูงประมาณ 60-70 องศาเซลเซียสยางจะนิ่มลง
1.3 ยางมีความแข็งแรงต่ำ ความต้านทานต่อแรงดึงต่ำ และความต้านทานต่อการสึกหรอ
ต่ำ เนื่องจากความหนาแน่นเชื่อมโยงสูง สายโซ่เคลื่อนไหวอย่างจำกัดเนื่องจากเกิดโครงสร้างร่างแหที่แน่น
หนา(Tight network) ทำให้ไม่สามารถเคลื่อนไหวเพื่อกระจายพลังงานที่ได้รับเป็นผลให้ความแข็งแรงของ
วัสดุต่ำ แตกหักง่าย
2
1.4 ยางสามารถละลายได้ง่ายในตัวทำละลายหลายชนิดเช่นโทลูอีน คาร์บอนเททระคลอ
ไรด์เป็นต้น
2. เพื่อเป็นตัวช่วยในขบวนการแปรรูปยาง
ปกติยางดิบที่ยังไม่ผสมกับสารเคมีอะไร จะมีสมบัติเหนียวและทำให้ลำบากในการนำไป
เข้าขบวนการต่างๆ เช่น การรีดยางให้เป็นแผ่นเรียบจากเครื่องรีดเรียบ (Calender) หรือการทำท่อยาง เส้น
ยาง จากเครื่องอดั ยางผา่ นได (Extruder) เปน็ ตน้ ขบวนการเหลา่ นจี้ ะแสดงใหเ้ หน็ ถงึ ความผิดปกติ หรือ
ความสม่ำเสมอของยางเมื่อผ่านเครื่องรีดเรียบ และความผิดปกติในการพองตัวของยางเมื่อผ่านเครื่องอัด
ยางผ่านได แต่หลังจากที่ได้เติมสารเคมีบางชนิด เช่น สารตัวเติม สารช่วยในการแปรรูปยาง จะทำให้
ผลิตผลที่ได้จากเครื่องรีดเรียบมีผิวเรียบ และสามารถจะลดปัญหาเกี่ยวกับความไม่สม่ำเสมอของแผ่นยาง
หรือการพองตัวของท่อยางได้
3.ทำให้ยางมีขอบเขตการใช้งานกว้างขึ้น
จากความเหมาะสมในการผสมสารเคมีในยาง จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสมบัติของ
ผลิตภัณฑ์ยางอย่างมาก และผลิตภัณฑ์ที่ได้เหล่านี้จะเปลี่ยนจากอ่อนไปจนถึงผลิตภัณฑ์ที่มีความสามารถ
ในการทนความร้อนเช่น กระเป๋าน้ำร้อน และผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งมาก เช่นเปลือกหม้อแบตเตอรี่
ต้องการสมบัติของผลิตภัณฑ์ยางอย่างไร ก็สามารถเลือกชนิดและปริมาณสารเคมีได้ตามวัตถุประสงค์
4.เพื่อเป็นการลดต้นทุนการผลิต
การนำยางมาทำเป็นผลิตภัณฑ์ ถ้าใช้แต่เนื้อยางล้วนๆ จะทำให้ต้นทุนการผลิตสูงสามารถ
ผสมสารอื่นที่มีราคาถูกลงไป เช่น พวกเคลย์ ไวติ้ง จะทำให้ลดต้นทุนการผลิตลง
สารที่ใช้ผสมยางเพื่อการผลิตวัตถุสำเร็จรูปยาง
สารต่างๆที่ใช้สำหรับการผลิตวัตถุสำเร็จรูปยาง อาจจำแนกเป็นพวกๆได้ดังนี้
1. สารทำให้ยางคงรูป หรือสารวัลคาไนซิ่ง (Vulcanising agent) เป็นสารที่ก่อให้เกิดการ
เชื่อมโยงระหว่างโมเลกุลของยาง (crosslink) ตรงตำแหน่งที่ว่องไวต่อปฏิกิริยาได้แก่
สารกำมะถัน สารที่มีส่วนประกอบของกำมะถัน สารเพอร์ออกไซด์
2. สารเร่ง (Accelerator) ได้แก่ สารเร่งการเกิดปฏิกิริยาให้เกิดช้า ปานกลาง หรือเร็ว
เช่นกัวนีดิน(Guanidine),ไธอาโซล(Thiazole),ซัลฟีนาไมด์(Sulphenamide),ไธยูแรม
(Thiuram)
3. สารกระตุ้น หรือ สารเสริมตัวเร่ง(Activator) เป็นสารที่ช่วยเร่งอัตราการวัลคาไนยาง
ให้เร็วขึ้นโดยการทำให้สารเร่งมีความว่องไวต่อปฏิกิริยา เพื่อจะได้เกิดประสิทธิภาพ
มากขึ้น เร่งอัตราการวัลคาไนยางให้เร็วขึ้น และปรับปรุงสมบัติของผลิตภัณฑ์ให้ดี
3
ยิ่งขึ้นโดยทำให้ยางมีค่ามอดูลัสสูงขึ้น ได้แก่ กรดสเตียริก(Stearic acid) และซิงค์ออก
ไซด์(Zinc oxide)
4. สารตัวเติม (Filler) เป็นสารอื่นๆที่ไม่ใช่ยางที่ใส่ลงไปในยาง เพื่อลดต้นทุนในการผลิต
หรือเพื่อปรับปรุงสมบัติของยางให้ดีขึ้น เช่น พวกเขม่าดำ(Carbon black), แคลเซียม
คาร์บอเนต(Calcium Carbonate)
และซิลิกา(Silica)เป็นต้น
5. สารช่วยในการแปรรูปยาง หรือสารพลาสติไซเซอร์ (Plasticiser) เป็นสารทำให้ยางนิ่ม
สารพลาสติไซเซอร์ (Plasticiser)แบ่งออกเป็น 2 ประเภทดังนี้
1.สารทำให้ยางนิ่มโดยทางเคมี( Chemical Plasticser)เป็นสารเคมีที่
เมื่อใส่เข้าไปในยางจะทำให้ยางนิ่มและลดเวลาของการบดยางลงการใช้งานมักใช้กับ
ยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์มักใส่สารเคมีประเภทนี้ลงไปในยางเมื่อเริ่มต้นการ
ผสมหรือบดในเครื่องบด 2 ลูกกลิ้งและปล่อยให้สารทำปฏิกิริยากับยางเป็นระยะเวลา
สั้นๆก่อนที่จะใส่สารอื่นลงไปได้ แก่ Sulphonic acid,Xylyl mercaptan
2.สารช่วยทำให้ยางนิ่มโดยทางกายภาพ(Physical plasticiser) เป็นสาร
พลาสติไซเซอร์ที่ใส่เข้าไปแล้วจะทำหน้าที่เป็นตัวหล่อลื่นระหว่างโมเลกุลยางทำให้
โมเลกุลของยางเคลื่อนไหวได้ง่าย ยางจะนิ่มลง แปรรูปได้ง่ายขึ้นที่สำคัญได้แก่ น้ำมัน
ปิโตรเลียม น้ำมันเอสเทอร์
6. สารป้องกันยางเสื่อมสภาพ (Protective agent) ได้แก่สารต้านทานปฏิกิริยาออกซิ
เดชั่น (Antioxidant) หรือสารต้านทานปฏิกิริยาโอโซน (Antiozonant)ซึ่งสารทั้ง 2 ชนิด
จะทำให้ยางมีอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ยางยาวขึ้น
7. สารพิเศษอื่นๆ (Miscellaneous ingredient) ไม่ถือว่าเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องใช้สำหรับ
ยางทั่วไปแต่บางครั้งจะใส่ลงไปในยางเมื่อมีความต้องการให้ผลิตภัณฑ์ยางมีสมบัติ
พิเศษบางประการ เช่น สารที่ทำให้เกิดสี(Coloring material) สารที่ทำให้เกิดฟอง
(Blowing agent) สารหน่วง(Retarder) เป็นต้น
เอกสารอ้างอิง
วราภรณ์ ขจรไชยกุล. การลดต้นทุนและการปรับปรุงคุณภาพยาง. วารสารยางพารา. พฤษภาคม-
สิงหาคม, 2541, ปีที่ 18,
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น