ยางซิลิโคน คือ อะไร?

ยางซิลิโคน เป็นพลาสติกชนิดหนึ่ง ที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาเพื่อเลียนแบบยางจากธรรมชาติที่ยางมักมีข้อจำกัดในด้านคุณภาพการใช้งาน ยางซิลิโคนนั้นมีลักษณะเป็นของเหลวข้นคล้ายกาวลาเท็กซ์ มีหลายสี หลายความนิ่ม และความแข็ง เนื้อยางมีความหลากหลาย แล้วแต่ชนิดการใช้งาน และผู้ผลิต การใช้งานนั้นเลือกใช้ตามความเหมาะสมกับงานที่ทำ เลือกใช้ได้ตามคุณสมบัติของยางซิลิโคน มีการใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม และมีหลายสูตรผสม ยางซิลิโคนเป็นพอลิเมอร์หนึ่งหรือสองส่วนและอาจมีตัวเติม เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติ หรือลดต้นทุนผลิต

ยางซิลิโคน โดยทั่วไปไม่มีปฏิกิริยา ต่อสภาวะแวดล้อม และอุณหภูมิ ตั้งแต่ -55 ถึง 300 องศาเซลเซียส ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติและคงสภาพ เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้ ทำให้มีความสะดวกในการผลิต และการขึ้นรูปยางซิลิโคน โดยสามารถพบได้ในผลิตภัณฑ์หลายประเภท เช่น งานด้านยานยนต์ การประกอบอาหาร การอบ และการเก็บรักษาอาหาร เครื่องประดับ ยังมีเสื้อผ้า เช่น ชุดชั้นในกีฬา และรองเท้า ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ การปลูกถ่ายอวัยวะเทียม การซ่อมแซมบ้าน และฮาร์ดแวร์

คุณสมบัติของยางซิลิโคน

• 1. ทนอุณหภูมิสูง คุณสมบัติเด่นคือ ความเสถียรของ อุณหภูมิสูง ของยางซิลิโคน แม้ว่าความแข็งแรงของยางในอุณหภูมิปกติจะเป็นเพียงยางธรรมชาติ หรือยางสังเคราะห์ครึ่ง แต่สภาวะแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 200 องศาเซลเซียสยางซิลิโคนยังสามารถรักษาความยืดหยุ่นยืดหยุ่นและ ความแข็ง และไม่มีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติ การทนความร้อน ทนอุณหภูมิสูง ทั่วไปยางซิลิโคนมี 2 กลุ่ม ได้แก่

• แบบคอนเดนเซชั่นใช้ทำแม่แบบหล่องานทั่วไปทนความร้อนอยู่ระหว่าง100-120 องศาเซลเซียส และเนื้อยางแม่แบบมีการหดตัวเล็กน้อยประมาณ 0.2-0.4% ในระหว่างแข็งตัว
• แบบเอดิชั่นเหมาะกับการทำต้นแบบของงานด้านวิศวกรรม และงานหล่อที่ใช้ความร้อนสูง เพราะเนื้อยางแม่แบบสามารถทนอุณหภูมิได้ถึง 250 องศาเซลเซียส

• 2. คุณสมบัติอุณหภูมิต่ำของยางซิลิโคนที่มีอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของแก้ว -70 ~ -50 ℃สูตรพิเศษถึง 100 มีประสิทธิภาพอุณหภูมิที่ดีเยี่ยม การบินอุตสาหกรรมการบินและอวกาศมีความสำคัญอย่างมาก
• 3. Si-O-Si ในยางซิลิโคนทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศที่มีออกซิเจนโอโซนและยูวีคงที่ในกรณีที่ปราศจากสารเติมแต่งใด ๆ จึงมีความต้านทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศที่ดีเยี่ยม
• 4. คุณสมบัติทางไฟฟ้า ยางซิลิโคนมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ยอดเยี่ยม Coronaresistance และ ARC resistance ยังดีมาก
• 5. สมบัติทางกายภาพและทางกล ความนิ่ม/ความแข็ง ทนแรงกด/บีบ/กระแทก ในอุณหภูมิห้องยางซิลิโคนแย่กว่ายางทั่วไป แต่ในอุณหภูมิสูง 150 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิต่ำ -50 องศาเซลเซียส ทำได้ดีกว่ายางทั่วไป ส่วนยางที่มีความนิ่มจะมีความยืดหยุ่นสูง เก็บรายละเอียดได้ดี (เพราะส่วนใหญ่เนื้อยางมีความเหลว ) แต่ทนความร้อนได้น้อย การทำงานในแนวตั้งมีปัญหายางหย่อนตกท้องช้าง ส่วนยางที่มีเนื้อที่แข็งกว่านั้น จะมีความยืดหยุ่นที่น้อยกว่าแบบนิ่ม มีลักษณะเด่นในเรื่องการรักษารูปทรง การทรงตัวของแม่แบบ และความทนทาน หรือยกตัวอย่างเช่น ถ้าทำแม่แบบยางซิลิโคนแบบถลกหรืองานที่ลวดลายมาก ยางที่มีเนื้อนิ่มจะเหมาะสมมากกว่าในการทำงาน  การทำแม่แบบยางซิลิโคนชิ้นใหญ่ ยางเนื้อที่แข็งกว่าจะเหมาะสมที่สุด
• 6. ความสามารถในการซึมผ่านของแก๊ส ยางซิลิโคนที่อุณหภูมิห้องในอากาศไนโตรเจนออกซิเจนคาร์บอนไดออกไซด์และความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซอื่น ๆ ได้สูงกว่ายางธรรมชาติ 30-50 เท่า
• 7. ความเหลวของเนื้อยาง งานที่มีรายละเอียดมาก มีซอกลึก ลวดลายละเอียดสูง ยางที่มีเนื้อที่เหลวจะทำงานได้ง่ายเก็บรายละเอียดได้ดีกว่า
• 8. ความเฉื่อยทางกายภาพ ยางซิลิโคนปลอดสารพิษรสจืดไม่มีกลิ่นและความยึดติดของเนื้อเยื่อมนุษย์ไม่ได้และมีฤทธิ์ต้านการแข็งตัวของเลือดปฏิกิริยาของเชื้อโรคในร่างกายมีน้อยมาก เหมาะเป็นพิเศษสำหรับใช้ในทางการแพทย์

ที่มา rx-si.net , redbearoilseal.com

ส.สมาน เทรดดิ้ง

ยางธรรมชาติ และ ยางสังเคราะห์ แตกต่างกันอย่างไร?

ยางสังเคราะห์ (Synthetic rubber) เป็นผลิตภัณฑ์ที่สังเคราะห์ขึ้นเพื่อเลียนแบบยางธรรมชาติ ซึ่งจัดว่าเป็นอิลาสโทเมอร์ หรือวัสดุยืดหยุ่นสังเคราะห์ (artificial elastomer) ชนิดหนึ่งที่มีสมบัติพิเศษคือ สามารถเปลี่ยนรูปภายใต้ความเค้นได้มากกว่าวัสดุชนิดอื่นและสามารถกลับคืนรูปได้เหมือนเดิมโดยไม่เกิดการเสียรูปอย่างถาวร

ยางสังเคราะห์สามารถสังเคราะห์ได้จากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชั่น (polymerization) ของสารตั้งต้นที่เป็นผลผลิตพลอยได้จากกระบวนการกลั่นปิโตรเลียมซึ่งเรียกว่า ‘มอนอเมอร์ (monomer)’ ยางสังเคราะห์แต่ละชนิดจะมีการผสมมอนอเมอร์ชนิดเดียวหรือหลายชนิดในสัดส่วนที่ต่างกัน เพื่อพัฒนาให้ได้ยางสังเคราะห์ที่มีสมบัติทางกายภาพ ทางกล และทางเคมีที่แตกต่างกันตามต้องการ

ยกตัวอย่าง เช่น ยางพอลิไซพรีนชนิดสังเคราะห์ (IR) เป็นยางที่สังเคราะห์ได้จากมอนอเมอร์ชนิดเดียว คือไอโซพรีน (isoprene : 2-methyl-1,3-butadiene) ส่วนยางสไตรีนบิวทาไดอีนและยางบิวทิล เป็นยางที่สังเคราะห์ได้จากมอนอเมอร์สองชนิด คือสไตรีน (styrene) และบิวทาไดอีน (butadiene :1,3-butadiene) กับ ไอโซบิวทิลิน (isobutylene : 2-methylpropene) และไอโซพรีน ตามลำดับ เป็นต้น

แต่สำหรับ ยางธรรมชาติ (Natural Rubber : NR) นั้นเป็นผลิตผลที่ได้จากต้นยางพารา (Hevea brasilensis) โดยการกรีดลำต้นและนำเอาของเหลวสีขาวคล้ายน้ำนม เรียกว่า น้ำยางสดหรือน้ำยางดิบ (latex)

น้ำยางสดหรือน้ำยางดิบ ประกอบไปด้วยพอลิเมอร์ของสารไอโซพรีนมาผ่านกระบวนการผลิตเพื่อให้เก็บไว้ได้นานและได้น้ำยางสดเข้มข้น

น้ำยางสดที่ได้จะถูกนำมาแปรสภาพเป็น 2 ลักษณะ คือ ในรูปของน้ำยางข้น ซึ่งเป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์ยางต่างๆ เช่น ถุงมือยาง อุปกรณ์ทางการแพทย์ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และลูกโป่ง เป็นต้น และในอีกลักษณะหนึ่ง คือ ในรูปของยางแห้ง ได้แก่ ยางแผ่นรมควัน ยางแผ่นผึ่งแห้ง ยางแท่ง และยางเครพ เป็นต้น

แม้ว่ายางธรรมชาติจะมีสมบัติที่ดีหลายประการ อาทิเช่น มีความต้านทานแรงดึง (tensile strength) สูง ทนต่อการเสื่อมสภาพเมื่อได้รับความร้อน แสง และโอโซนในอากาศได้ในระดับปานกลาง รวมถึงทนต่อการล้าได้ดีก็ตาม

แต่หากเปรียบเทียบกับยางสังเคราะห์แล้วพบว่า ยางธรรมชาติยังมีสมบัติโดยรวมที่ด้อยกว่า เนื่องจากยางสังเคราะห์มีความทนทานต่อการขัดถูและการสึกกร่อน (abrasion resistance) ที่ดีกว่า มีความเสถียรทางความร้อน (thermal stability) ที่สูงกว่าทำให้ยางสังเคราะห์เสื่อมสภาพได้ช้ากว่ายางธรรมชาติ ทั้งยังมียางสังเคราะห์อีกหลายชนิดที่สามารถคงความยืดหยุ่นได้แม้อยู่ในอุณหภูมิที่ต่ำ สามารถทนต่อน้ำมันและจาระบี รวมทั้งยังทนเปลวไฟได้ดีซึ่งเหมาะกับการนำไปใช้ทำเป็นฉนวนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ด้วย

นอกจากนี้แล้ว ยางธรรมชาติยังเป็นยางที่ได้จากต้นยางพารา ซึ่งเป็นพืชเขตร้อนที่มีข้อจำกัดในการปลูก ปริมาณของยางที่ได้จึงมักไม่เพียงพอต่อความต้องการในอุตสาหกรรม

ดังนั้น ในปัจจุบันยางสังเคราะห์จึงได้รับความนิยมมากกว่า ทั้งยังมีหลายชนิดให้เลือกเหมาะกับการใช้งานหลากหลายประเภท ตั้งแต่การนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยางรถยนต์ ใช้ผลิตเป็นเครื่องมือแพทย์ หรือใช้ทำชิ้นส่วนแม่พิมพ์ และสายพานในเครื่องจักร เป็นต้น

ข้อมูลจาก ศูนย์เทคโนโลยีโลหะ และวัสดุแห่งชาติ
อ่านเพิ่มเติมที่ www.mtec.or.th

ส.สมาน เทรดดิ้ง