ที่มา
FPA300 เป็นสารช่วยขึ้นรูป (processing aid) ที่มีคุณสมบัติช่วยลดความเสียดทานของการลำเลียงวัตถุดิบในกระบวนการขึ้นรูปพลาสติก และช่วยป้องกันการหยดของพลาสติกขณะติดไฟ
อย่างไรก็ตาม การสังเคราะห์ FPA300 มักได้อนุภาคของ FPA300 ตั้งแต่ขนาดใหญ่ กลาง และเล็กมากในระดับน้อยกว่า 75 ไมครอน (FPA300 fibrils) ปะปนกัน ซึ่งทุกขนาดมีองค์ประกอบทางเคมีที่เหมือนกัน แต่ขนาดอนุภาคที่เล็กมากจะมีลักษณะฟูทำให้การลำเลียงเข้าสู่สกรูเพื่อหลอมขึ้นรูปทำได้ยาก หรือไม่สามารถกำหนดปริมาณได้อย่างสม่ำเสมอจึงจำเป็นต้องคัดแยกออก
ปัจจุบันบริษัท ไออาร์พีซี จำกัด (มหาชน) มีปริมาณ FPA300 fibrils ที่คัดแยกและเก็บสะสมไว้ถึง 200 ตัน คิดเป็นมูลค่าประมาณ 60 ล้านบาท บริษัทฯ จึงต้องการศึกษาความเป็นไปได้ในการนำ FPA300 fibrils มาใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์
เป้าหมาย
ออกแบบและพัฒนาต้นแบบโครงสร้างเตียงแบบปรับนั่งได้สำหรับใช้งานที่บ้าน เพื่อตอบโจทย์กลุ่มเป้าหมายที่เป็นผู้สูงอายุที่แข็งแรงหรือนอนติดเตียง รวมทั้งผู้ป่วยที่ต้องพักฟื้นหลังการรักษาหรือผ่าตัด
ทีมวิจัยทำอย่างไร
- ใช้องค์ความรู้ด้านวิศวกรรมการขึ้นรูปพลาสติก (compression/grinding/extrusion/injection molding) ในการเปลี่ยน FPA300 fibrils ให้เป็นเม็ดที่ไหลได้อย่างอิสระ และทดสอบสมบัติในด้านต่างๆ ของชิ้นงานที่เติมเม็ด FPA300 ดังกล่าว
- ทดสอบประสิทธิภาพการใช้เม็ด FPA300 เป็นสารช่วยขึ้นรูปในการอัดรีดโพลิเมอร์
ผลการวิจัย
การเปลี่ยนรูป FPA300 fibrils: สามารถเปลี่ยน FPA300 fibrils ให้เป็นเม็ดที่ไหลได้อย่างอิสระ ซึ่งสามารถใช้เป็นสารช่วยขึ้นรูปในการขึ้นรูปชิ้นงานพลาสติกด้วยกระบวนการต่างๆ ได้ อย่างไรก็ตาม FPA300 มีความเข้ากันได้ที่จำกัดกับพลาสติกหลายชนิด จึงจำเป็นต้องปรับองค์ประกอบทางเคมีเพื่อแก้ไขจุดบกพร่องดังกล่าว
คุณค่าของ FPA300: สามารถเติมในอะคริโลไนทริลบิวทาไดอีนสไตรีน (ABS) และโพลิไวนิลคลอไรด์ (PVC) ในระหว่างกระบวนการอัดรีดเป็นแผ่น โดยกรณีของแผ่นที่หนากว่า 0.8 มิลลิเมตร จะมีความหยาบผิวลดลงระหว่าง 2.9-5.4% นอกจากนี้การเติม FPA300 ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการดึงยืดของแผ่น ABS ได้อย่างน้อย 32% ซึ่งเป็นประโยชน์กับการดึงขึ้นรูปลึก (deep drawing) ด้วยกระบวนการเทอร์โมฟอร์มิง (thermoforming)
การใช้ FPA300 เป็นสารป้องกันการหยดของพลาสติกขณะติดไฟ: การเติมสารหน่วงการติดไฟ 30% ร่วมกับ FPA300 0.5 phr (parts per hundred part of resin) ใน ABS ทำให้ชิ้นงานผ่านการทดสอบการไม่ลามไฟตามมาตรฐาน UL94 จัดอันดับได้ 5VA (ระดับสูงที่สุด) หมายถึงวัสดุไม่ลามไฟและไม่เกิดการหยดของวัสดุ ถ้าหากไม่เติม FPA300 และสารหน่วงการติดไฟ ABS จะจัดอันดับได้เพียง HB (ระดับต่ำที่สุด) เท่านั้น
สถานภาพการวิจัย
เสร็จสมบูรณ์
แผนงานวิจัยในอนาคต
บริษัทฯ นำผลการวิจัยไปเป็นแนวทางในการปรับปรุงองค์ประกอบทางเคมีของ FPA300 ให้มีความเข้ากันได้ที่ดีขึ้นกับพลาสติกหลากหลายชนิด เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งาน FPA300 ในฐานะของสารช่วยขึ้นรูปหรือสารช่วยป้องกันการหยดได้มากขึ้น
การเปลี่ยนรูป FPA300 fibrils ให้อยู่ในรูปที่ไหลได้อย่างอิสระสามารถทำได้โดยไม่กระทบกับโครงสร้างทางเคมีและสมบัติของ FPA300 อย่างไรก็ตามกระบวนการบีบอัดและบดที่พัฒนาในโครงการวิจัยเป็นสเกลระดับเล็กจึงจำเป็นต้องปรับให้มีค่าเหมาะสมที่สุด และขยายสเกลการผลิตเพื่อให้รองรับกับการเปลี่ยนรูปของ FPA300 ในระดับอุตสาหกรรมได้อย่างเหมาะสมและคุ้มทุนต่อไป
รายชื่อทีมวิจัย
ดร. พัชรี ลาภสุริยกุล, จารีนุช โรจน์เสถียร, ดำรงค์ ถนอมจิตร, สัญญา แก้วเกตุ และกวินทร์ กีรติพินิจ
ติดต่อ
ดร. พัชรี ลาภสุริยกุล
กลุ่มวิจัยกระบวนการทางวัสดุและการผลิตอัตโนมัติ
โทรศัพท์ 02 564 6500 ต่อ 4449
อีเมล patcharl@mtec.or.th
