ความรู้ พนื้ ฐานเกีย่ วกับยาง มิสชฎามาศ ศรี ชนะวัฒน์ ครู ผู้สอน วิทยาศาสตร์ สั งกัด มัธยมศึกษา
21/01/56
1
ยางคืออะไร ? ยางคือพอลิเมอร์ (Polymer) ชนิดหนึ่ง POLY (มาก) + MER (หน่วย)
----
----
โมเดลแสดงสายโซ่ โมเลกุลยาง 1 โมเลกุล ดังนั้น Polymer คือวัสดุ ที่มีโมเลกุลยาว ที่เกิดจากการ รวมกันของหน่วยเล็ก ๆ หลาย ๆ หน่ วย โดยเรี ยกหน่ วย เล็ก ๆ ที่มารวมกันนี้วา่ มอนอเมอร์(monomer) 21/01/56
2
พอลิเมอร์ โฮโมพอลิเมอร์ (Homopolymer)
ยางธรรมชาติ (NR) ยางบิวตาไดอีน (BR) ยางคลอโรพรีน (CR) 21/01/56
โคพอลิเมอร์ (Copolymer)
ยางสไตรีนบิวตาไดอีน (SBR) ยางไนไตร์ ล (NBR) ยางเอทิลนี โพรพิลนี ไดอีนมอนอเมอร์ (EPDM) ยางบิวไทล์ (IIR) 3
พอลิเมอร์ จะมีสมบัติเป็ นยางได้ กต็ ่ อเมือ่ ต้ องประกอบไปด้ วยสายโซ่ พอลิเมอร์ ทยี่ าวและหักงอได้ ต้ องมีอณ ุ หภูมกิ ารเปลีย่ นสถานะคล้ายแก้ว (Glass transition temperature, Tg) ต่ามาก ๆ สายโซ่ โมเลกุลอยู่ร่วมกันอย่ างไม่ เป็ นระเบียบ (amorphous) ต้ องมีจุดเชื่ อมโยง
21/01/56
Physical crosslink
Chemical crosslink
4
สมบัตทิ ั่วไปของยาง
F
ยางเป็ นพอลิเมอร์ ที่มีสมบัตเิ ด่ นหลายประการดังนี้ „ ความยืดหยุ่น (elasticity) หรือยืดหดได้ „ ความเหนียว (toughness) „ ต้ านทานการขัดถู (abrasion resistance) „ เชื่อมติดกับวัสดุอนื่ ๆได้ (bonding) 21/01/56
5
ประเภทของยาง ยางดิบ ยางธรรมชาติ นา้ ยาง
ยางสังเคราะห์
ยางแห้ ง
นา้ ยาง
ยางแห้ ง
กระบวนการผลิต 21/01/56
ผลิตภัณฑ์ ยาง (ยางคงรู ป) 6
ยางธรรมชาติ (Natural Rubber) น้ ายางข้น 60% DRC
Hevea Brasiliensis
น้ ายาง (latex) 30% DRC Centrifuge+NH3 รมควัน
acid
ยางแห้ง
ถุงยางอนามัย
ยางแผ่นรมควัน
ถุงมือยาง
ยางรถยนต์
ยางรถยนต์
จุกหัวนม
ยางรถบรรทุก
ชิ้นส่ วนรถยนต์
ยางล้อเครื่ องบิน
ฯลฯ
21/01/56
ยางแท่ง STR 5L, 5, 10, 20
7
ยางสังเคราะห์ (Synthetic Rubber) SBR
ยางล้อรถยนต์
21/01/56
BR
โมโนเมอร์ Polymerization ยางสังเคราะห์ NBR
CR
O-ring
สายพาน
ยางท่อน้ ามัน
ท่อยาง
ประเก็นน้ ามัน
กาวยาง
ยางขอบหน้าต่าง
EPDM ยางชิ้นส่วนรถยนต์ เช่น ยางขอบหน้าต่าง แก้มยางรถยนต์ ท่อ ยางหม้อน้ า
etc. Silicone
IR Butyl 8
ตารางเปรียบเทียบสมบัตขิ องยางแต่ ละชนิด สมบัติ ทนต่ อแรงดึง (ไม่มสี ารเสริมแรง) ทนต่ อแรงดึง (มีสารเสริมแรง) ทนต่ อการขัดถู ทนต่ อความร้ อน ทนต่ อแสง UV ทนต่ อโอโซนและสภาพอากาศ ทนต่ อนา้ มัน ทนต่ อกรดและด่ าง ความเป็ นฉนวนไฟฟ้า การซึมผ่านของก๊ าซ 21/01/56
ชนิดของยาง NR IR SBR BR NBR CR (X)IIR EPDM 1 2 5 6 5 3 4 5 1 2 2 4 2 2 3 3 4 4 3 1 2 3 4 3 5 5 4 4 3 3 3 2 4 4 3 3 3 2 2 1 4 4 4 3 3 2 2 1 6 6 5 6 1 2 6 4 3 3 3 3 4 2 2 1 1 1 2 2 5 4 2 2 5 5 4 4 2 3 1 4
หมายเหตุ 1 : ดีมากทีส่ ุ ด 6 : ด้ อยทีส่ ุ ด
9
กระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง การออกสู ตรยาง การผสมยาง
การรี ดยางให้เป็ นแผ่น การขึ้นรู ปยาง การทาให้ยางคงรู ป การตกแต่งผลิตภัณฑ์ยาง 21/01/56
10
การออกสู ตรเคมียาง ปัจจัยที่ตอ้ งพิจารณาในการออกสู ตรเคมียาง สภาวะการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ต้นทุนการผลิต กระบวนการผลิต
คุณภาพดี
วิทยาศาสตร์ และศิลปะ
ราคาถูก 21/01/56
11
องค์ประกอบของการผสมเคมียาง 1. ยาง (rubber) 2. สารทาให้ยางคงรู ป (vulcanizing agent) 3. สารตัวเร่ งปฏิกิริยา (accelerator) 4. สารกระตุน้ และสารหน่วงปฏิกิริยา (activator and retarder) 5. สารป้ องกันการเสื่ อมสภาพ (antidegradant) 6. สารตัวเติม (filler) 7. สารทาให้ยางนิ่มและสารช่วยในกระบวนการผลิต (plasticizer and processing aid) 8. องค์ประกอบอื่น ๆ (miscellaneous ingredients) 21/01/56
12
ตัวอย่างสู ตรเคมีที่ใช้ในการผลิตดอกยางรถยนต์ องค์ ประกอบ ยาง SBR ยาง BR ZnO stearic acid CB (N234) Aromatic oil 6PPD Wax TBBS DPG 21/01/56 Sulfur
หน้ าที่ ยาง ยาง สารกระตุ้น สารกระตุ้น สารตัวเติมเสริมแรง สารทาให้ ยางนิ่ม สารป้ องกันการเสื่อมสภาพ สารป้ องกันการเสื่อมสภาพ สารตัวเร่ งปฏิกริ ิยาหลัก สารตัวเร่ งปฏิกริ ิยารอง สารทาให้ ยางคงรู ป
ปริมาณ (phr) 70 30 3 1.5 55 20 2 0.5 1 0.4 13 1.8
การผสมยาง จุดประสงค์ : เพื่อให้ส่วนประกอบ (สารตัวเติมและสารเคมีต่าง ๆ) ผสมเข้าไปในเนื้อยางได้อย่างทัว่ ถึง มีการกระจายตัว (distribution) และการแตกตัว (dispersion) ที่ดี CB 1 pellet Incorporation Distribution Dispersion
Masticated Rubber 21/01/56
1 agglomerate
1 aggregate
14
องค์ ประกอบสาคัญของการผสม (4M) ยางและสารเคมี (Materials)
เครื่ องผสม (Machinery) กระบวนการผสม
วิธีการผสม (Method) 21/01/56
ผูป้ ฏิบตั ิงาน (Man) 15
การคงรู ป (Curing or Vulcanisation) “การทาให้ยางคงรู ป” : การทาให้ยางมีโครงสร้างตาข่าย 3 มิติ เพื่อ ทาให้ยางมีรูปร่ างที่เสถียร มีความยืดหยุน่ สู งขึ้น พร้อมทั้งปรับ ปรุ งสมบัติดา้ นต่าง ๆ ของยาง เช่น ความทนต่อแรงดึง ความทน ทานต่อการฉีกขาด และความต้านทานต่อการขัดถู เป็ นต้น 21/01/56
16
โมเดลแสดงการคงรูปของยาง
Heat สารเคมี โมเลกุลยางก่อนการคงรู ป 21/01/56
โมเลกุลยางหลังการคงรู ป 17
สรุปขั้นตอนการผลิตชิ้นงานยางในโรงงานอุตสาหกรรม ยางและสารเคมี
เครื่ องผสม
ลูกกลิ้ง
การขึ้นรู ป
แม่พิมพ์
21/01/56
อบคงรู ป
อัดผ่านดาย
อบคงรู ป
เครื่ อง Calender 18
การทดลอง การออกสู ตรเคมียาง ลักษณะการวัลคาไนซ์
ยางคอมพาวด์
ความหนืดมูนนี่
ยางวัลคาไนซ์
ความทนทานต่อการฉี กขาด
ความทนทานต่อการล้าตัว
สมบัติแรงดึง 21/01/56
การบวมพองในน้ า
ความแข็ง
19
การทดลอง การออกสู ตรเคมียาง ลักษณะการวัลคาไนซ์
ยางคอมพาวด์
ความหนืดมูนนี่
การเสี ยรู ปถาวรหลังกด
ยางวัลคาไนซ์
การบวมพองในน้ า
ความต้านทานการขัดถู
ความทนทานต่อการฉี กขาด สมบัติแรงดึง 21/01/56
ความทนความร้อน/โอโซน
ความแข็ง
20
THANK YOU 21/01/56
21