Pet Plastic คือ โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (Poly-Ethylene Terphthalate)

PET Poly (ethylene terephthalate)

         Pet Plastic คือ โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (Poly-Ethylene Terphthalate) หรือที่รู้จักกันโดยทั่วไปว่า โพลีเอสเตอร์โพลีเอสเตอร์เป็นชื่อเรียกอีกประเภทของโพลิเมอร์ที่มีหมู่แอสเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักในสายโซ่โมเลกุลซึ่งมีอยู่หลายชนิด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของสารตั้งต้นประเภทกรดไดคาร์บอกซิลิกและไดออลที่ใช้เป็นหลักสำคัญในการผลิต PET

Pet Plastic คือ

ประเภทของ PET

            พลาสติกเพทนี้แบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือกลุ่มที่มีเนื้อใส (A-PET) และกลุ่มที่เป็นผลึกสีขาว (C-PET) เพทมีคุณสมบัติที่สามารถทำเป็นพลาสติกที่มีลักษณะกึ่งแข็งไปจนถึงเป็นของแข็งได้โดยการปรับความหนา และมีน้ำหนักเบา กันก๊าซและแอลกอฮอล์ได้ดี

คุณสมบัติของ PET

PET ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะมีความเหนียว ทนทาน และมีความยืดหยุ่นต่อแรงกระทบกระแทก จึงไม่แตกเมื่อถูกแรงกดดัน    ในการนำ PET มาผลิตวัสดุต่าง ๆ มีเทคนิคที่เรียกว่า “heat setting” จะทำให้ได้ PET   ที่มีความเหมาะสมสำหรับการใช้งานต่าง ๆ กัน เช่น เป็นแผ่นฟิล์ม หรือขวดพลาสติกใส เป็นพลาสติกขุ่นสำหรับบรรจุภัณฑ์ หรือถาด ซึ่งสามารถทนต่อแรงกระแทก และอุณหภูมิแตกต่างกัน

             นอกจากนี้การเติมสารอื่น ๆ เพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีของ PET เช่น การเติม isophthalic acid  (IPA หรือ 1,4- cyclohexanedimethanol) จะทำให้ได้แผ่นฟิล์ม หรือขวดที่มีความหนาขึ้น

โครงสร้างโมเลกุล PET

กระบวนการผลิต PET

            Pet Plastic คือ โพลิเมอร์ที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์โพลิเมอร์แบบควบแน่น 2 ขั้นตอน ในขั้นตอนแรกเกิดจากปฏิกิริยาการเตรียมเอสเทอร์ (esterification) โดยใช้ กรดเทเรฟทาลิก (terepthalic acid)   และ    เอทธิลีนไกคอล (ethylene glycol) เป็นสารตั้งต้น หรือใช้ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนหมู่เอสเทอร์ (transesterification) โดยใช้ไดเมทิล เทเรฟทาเลท (dimethyl terepthalate) ร่วมกับเอทธิลีนไกคอล ที่อุณหภูมิ 275-285 ̊C   ได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารไดเอสเทอร์ (di-ester) เมื่อผ่านเข้าสู่กระบวนการสังเคราะห์โพลิเมอร์ จะได้โพลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลไม่สูงมาก โครงสร้างเป็นอสัญฐาน และมีค่าความหนืด IV (intrinsic viscosity)    ประมาณ 0.58-0.67 dl/g ซึ่งเหมาะสำหรับนำมาใช้ผลิตเป็นเส้นใยสำหรับอุตสาหกรรมสิ่งทอ   ในกระบวนการผลิตขวดหรือเส้นใยคุณภาพสูง  มีความจำเป็นต้องใช้ PET ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง และมีค่าความหนืด IV > 0.7 dl/g จึงต้องเพิ่มกระบวนการสังเคราะห์โพลิเมอร์ในสถานะของแข็ง (solid stating polymerisation, SSP)

          ขั้นตอนที่2 โดยเริ่มจากการทำให้เม็ดโพลิเมอร์ที่ผลิตได้จากขั้นตอนแรก ซึ่งไม่มีโครงสร้างเป็นผลึก ให้มีปริมาณผลึกเพิ่มขึ้น (re crystallization) ซึ่งประกอบด้วย 2 ขั้นตอน

            ขั้นตอนแรกใช้เครื่อง Pre-crystallizer ซึ่งในขั้นตอนนี้ PET จะถูกทำให้มีปริมาณผลึกเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิ ประมาณ 170 องศาเซลเซียส  เป็นเวลา 30 นาที การกวนอย่างต่อเนื่องและรุนแรง   จะป้องกันไม่ให้เม็ด PET ติดกัน  ภายหลังเสร็จสิ้นกระบวนการนี้เม็ด PET จะมีปริมาณผลึกประมาณ 25%

ขั้นตอนที่ 2 ของการเพิ่มปริมาณผลึกในเม็ด PET ทำได้  โดยการกวนด้วยเครื่องกวนที่อุณหภูมิ 190  ̊C  เป็นเวลา 30 นาที เม็ด PET ที่ผ่านขั้นตอนนี้  จะมีปริมาณผลึกประมาณ 30%

  จากนั้นจึงผ่านเข้าสู่ขั้นตอน  SSP   โดยเก็บโพลิเมอร์ไว้ในบรรยากาศที่ไม่มีออกซิเจนและความชื้น แล้วให้ความร้อนแก่โพลิเมอร์ที่อุณหภูมิ 200-220 ̊C ซึ่งต่ำกว่าจุดหลอมเหลวเล็กน้อย กระบวนการ SSP นี้กระบวนการที่ต้องใช้เวลานานพอที่จะเกิดปฏิกิริยาการสังเคราะห์โพลิเมอร์ควบแน่นเพิ่มขึ้น เม็ด PET จะมีปริมาณผลึกเป็น 40%  และค่าความหนืด IV สูงขึ้นเป็น 0.75-0.85   ในขั้นตอนนี้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นแก๊ส และสารที่กลายเป็นไอได้ง่ายเช่น อะซิตาลดีไฮด์ (acetaldehyde) จะถูกกำจัดออกไป  PET ที่มีปริมาณผลึกสูงจะมีสมบัติทางกายภาพที่ดี แข็งแรง และไม่เปราะ แตกง่าย

การทดสอบคุณสมบัติของ Resin (PET)

• Intrinsic Viscosity (IV) : เป็นการวัดความหนืดของวัสดุ   โดยความหนืดจะวัดจากน้ำหนักโมเลกุลของ  PET  ถ้าน้ำหนักโมเลกุลสูงจะทำให้ความหนืด (IV) สูงและความหนืดจะต่ำ   เมื่อน้ำหนักโมเลกุลต่ำ  การวัดความหนืดจะใช้เครื่องมือ Ubbelohde   capillary   Viscometer ซึ่งจะดูเวลาของการไหลเริ่มต้นจนถึงสุดท้าย   แล้วนำไปคำนวณตามอัตราการไหล

• Acetaldehyde content พบได้ในผลไม้ที่มีรสเปรี้ยวทั่วไป   หากขวด  PET  ได้รับความร้อนสูงมากเกินไปอาจจะทำให้พบสารนี้ในขวด  PET  ทำให้น้ำเกิดกลิ่นและรสชาติที่แปลกไปจากเดิม

• Melting Point : เป็นการวัดค่าของ T_m และ T_g   โดยการนำเม็ด   Resin  ทำการวัดด้วยเครื่อง  DSC  ที่อุณหภูมิ   40  ̊C – 290  ̊C

• Color Measurement : เป็นการวัดค่าสีโดยเครื่องวัดค่าสี  ซึ่งค่าที่ได้จะประมวลผลออกมาเป็นสีแต่ละแบบ  ดังนี้            L = ขาว – ดำ  a = แดง – เขียว  b = เหลือง – น้ำเงิน ( + = เหลือง , – = น้ำเงิน )

• Crystallinity : เป็นการวัดเปอร์เซ็นต์ความเป็นผลึกของเม็ด Resin   โดยการวัดความหนาแน่นของเม็ด Resin ในคอลัมน์ เทียบกับความหนาแน่นของของเหลว

• Moisture Content :เป็นการวัดปริมาณความชื้นจะวัดจากการนำเม็ด   Resin  โดยไปอบให้ความร้อนที่อุณหภูมิ   110  ̊C  เป็นเวลา  3  ชั่วโมง   แล้วทำการคำนวณด้วยวิธี   Gravimetric

ประโยชน์การใช้งาน PET เพื่อทำบรรจุภัณฑ์

• ใช้ทำขวด สำหรับบรรจุ เครื่องดื่ม น้ำอัดลม น้ำผลไม้ น้ำแร่ โดยเฉพาะเครื่องดื่มที่มีการเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำมันพืช น้ำสลัด ซอสปรุงรส

• ใช้ทำกระปุกและขวดปากกว้าง สำหรับบรรจุ แยม ผลไม้กวน อาหารแห้ง

• ใช้ทำถาด สำหรับอาหารปรุงสุก เพื่ออุ่นในไมโครเวฟ หรือ เตาอบ

• ใช้ทำแผ่นฟิล์ม และแผ่นอะลูมิเนียมฟอยส์ เคลือบพลาสติก   (metalized plastic film)  เพื่อบรรจุอาหารปรุงสุกสำหรับอุ่นแบบต้มทั้งถุง (boil in bag) ของขบเคี้ยว ไอศกรีม ข้าวโพดคั่วในไมโครเวฟ (microwave popcorn)

• ใช้ทำบรรจุภัณฑ์ที่ป้องกันออกซิเจนผ่านเพื่อบรรจุ เบียร์ กาแฟ เค้ก ไซรัป อาหารที่บรรจุในสุญญากาศ

นอกจากนี้แล้ว PET ยังมีประโยชน์ในอุตสาหกรรมต่างๆอีกมากมายเช่น อุตสาหกรรมทางการแพทย์ ด้วยทำหลอดเลือด,  ทำขวด  premium ใสสำหรับอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง เช่น ขวดเครื่องสำอาง  และทำบรรจุภัณฑ์สำหรับอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น PET ที่มีความหนืดค่อนข้างสูง เช่น ทำขวดมีหูหิ้ว

บทความที่น่าสนใจ กากน้ำตาล หรือโมลาส (Molasses) สร้างมูลค่าเพิ่ม สร้างรายได้ให้ประเทศ

คลิป เครื่องหยอดเหรียญ ลงทุนหลักหมื่น กำไรเป็นแสน https://www.youtube.com/watch?v=-evN8YoIS8E&t=250s