ข้อควรรู้ก่อนเลือกใช้ พลาสติกวิศวกรรม (Engineering Plastic)

ในงานออกแบบทางวิศวกรรม อีกหนึ่งวัสดุที่นักออกแบบส่วนใหญ่เลือกใช้ คือ พลาสติกวิศวกรรม แล้วพลาสติกชนิดนี้มีคุณสมบัติพิเศษอะไร รวมไปถึง เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) และ เทอร์โมเซตติ้งพลาสติก (Thermosetting  Plastic) ต่างกันอย่างไร ทั้งหมดนี้หาคำตอบได้ในบทความนี้

พลาสติกวิศวกรรม (Engineering Plastic) คืออะไร?   

พลาสติกวิศวกรรม คือ กลุ่มของพลาสติกที่ถูกปรับแต่งโครงสร้างหรือส่วนผสมทางเคมี ให้มีคุณสมบัติเฉพาะที่เหมาะกับการใช้งานทางด้านวิศวกรรม เช่น ทนความร้อน ทนการสึกหรอ ทนการกัดกร่อน ทนแรงกระแทก ทำให้มีความแข็งแรงหรือมีความเหนียวมากขึ้น เป็นต้น

ทำไมต้องใช้ พลาสติกวิศวกรรม ?

พลาสติกวิศวกรรมถูกออกแบบมาให้ใช้ในอุตสาหกรรมเฉพาะทาง ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมอาหารและยา ส่วนใหญ่จะเลือกใช้ตลับลูกปืนพลาสติก (Plastic Bearing) แทนตลับลูกปืนทั่วไปเพื่อลดการปนเปื้อนในอาหาร รวมไปถึงการเกิดสนิมจากความชื้น ด้วยเหตุนี้พลาสติกวิศวกรรมจึงเป็นตัวเลือกแรกที่วิศวกรหลายคนเลือกใช้ในการออกแบบ เป็นต้น

ประเภทของ พลาสติกวิศวกรรม

พลาสติกวิศวกรรมสามารถแบ่งเป็น 2 ประเภทหลักๆ ตามลักษณะโครงสร้างของโมเลกุล ได้ดังนี้

เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic)

 เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) คือ พลาสติกที่มีคุณสมบัติเมื่อได้รับความร้อนทำให้เกิดการอ่อนตัวหรือหลอมเหลว ซึ่งนำไปใช้ในกระบวนการขึ้นรูปได้ง่าย เมื่อพลาสติกเย็นตัวจะกลับมาเป็นพลาสติกแข็งเหมือนเดิม ตัวอย่างเช่น อะคริลิค (Acrylic), โพลีคาร์บอเนต (PC), โพลีโพรพิลีน (PP), โพลีเอทิลีน (PE), โพลิออกซิเมทิลีน (POM), โพลิไวนิลลิดีน ฟลูออไรด์ (PVDF) เป็นต้น

เทอร์โมเซตติ้งพลาสติก (Thermosetting  Plastic)

เทอร์โมเซตติ้งพลาสติก (Thermosetting  Plastic) คือ พลาสติกที่มีคุณสมบัติเมื่อได้รับความร้อนจะไม่อ่อนตัวและไม่หลอมเหลว แต่ถ้าได้รับความร้อนเกินกว่าที่วัสดุทนได้ก็จะแตกชำรุดและไหม้เป็นขี้เถ้าไป ตัวอย่างเช่น เบกาไลท์หรือเบคิไลต์ (Bakelite)  เป็นต้น

5 พลาสติกวิศวกรรม ที่นักออกแบบนิยมเลือกใช้

ในบทความนี้เราได้ยกตัวอย่างพลาสติกวิศวกรรม ที่นักออกแบบนิยมนำมาใช้ขึ้นรูปชิ้นงานกัน โดยมีด้วยกัน 5 ชนิด ดังนี้

1.พลาสติกโพลีโพรพิลีน(Polypropylene : PP)

พลาสติก โพลีโพรพิลีน (Polypropylene : PP) มีคุณสมบัติ คือ ทนต่อสารเคมีและน้ำมันได้ดี มีความแข็งและเหนียว ทนแรงกระแทก ทนอุณหภูมิได้มากกว่า 100 ℃ มีน้ำหนักเบาสามารถลอยน้ำได้และเป็นวัสดุ Food Grade 

พลาสติกโพลีโพรพิลีน ใช้งานอย่างไร

พลาสติกโพลีโพรพิลีน สามารถใช้ประโยชน์ได้หลายด้าน เช่น บรรจุภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่ม ชิ้นส่วนรถยนต์ ชิ้นส่วนเครื่องจักร อุตสาหกรรมไลน์ชุบหรือไลน์เคมี ซึ่งนำแผ่นพีพีไปใช้ทำถังบรรจุสารเคมีหรืออุปกรณ์ในระบบท่อสำหรับลำเลียงสารเคมี เป็นต้น

2.พลาสติกโพลีเอทิลีน(Polyethylene : PE)

พลาสติกโพลีเอทิลีน(Polyethylene : PE) สามารถแยกย่อยได้ 3 ชนิด คือ ชนิดความหนาแน่นสูง (HDPE) ชนิดความหนาแน่ปานกลาง(MDPE) และชนิดความหนาแน่นต่ำ (LDPE)  พลาสติกชนิดนี้ทนอุณหภูมิได้ไม่เกิน 100 ℃ แต่ทนต่ออุณหภูมิต่ำได้ถึง – 73 ℃ มีความแข็งแรงและเหนียว ทนสารเคมีได้ดี แต่ไม่ทนต่อน้ำมัน สามารถลอยน้ำได้ เนื้อสัมผัสลื่นมัน

พลาสติกโพลีโพรพิลีน ใช้งานอย่างไร ?

พลาสติกโพลีโพรพิลีน สามารถใช้ประโยชน์ได้หลายด้าน ตัวอย่างเช่น ขวดบรรจุน้ำหรือสารเคมี ท่อน้ำ ท่อไฟฟ้า ใช้ในงานเคลือบผิว ชิ้นส่วนเครื่องจักร เป็นต้น

พลาสติกโพลีคาร์บอเนต(Polycarbonate : PC) มีคุณสมบัติเด่น คือ พลาสติกที่มีความโปร่งแสง มีความเหนียว และแข็งแรงกว่ากระจกประมาณ 250 เท่า มากกว่าอะคริลิค 20 เท่า ทนอุณหภูมิได้ -20 ถึง 140 ℃ ดัดโค้งงอได้ ทนความเป็นกรดได้ดี แต่ไม่ทนต่อสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง สามารถพบเห็นทั่วไป มีให้เลือกทั้งแบบแผ่นตันและแบบแผ่นลอนลูกฟูก

พลาสติกโพลีคาร์บอเนต ใช้งานอย่างไร ?

พลาสติกโพลีคาร์บอเนต สามารถใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย ตัวอย่างเช่น ใช้ทำหลังคา การ์ดนิรภัยของเครื่องจักร กระจกกันกระสุนของรถยนต์ นอกจากนี้ยังพบในงานทำเลนส์กล้อง บรรจุภัณฑ์อาหาร เครื่องมือทางการแพทย์ และอื่นๆ

4.พลาสติกโพลิออกซิเมทิลีน (Polyoxymethylene : POM)

พลาสติกโพลิออกซิเมทิลีน (Polyoxymethylene : POM) หรือ โพลีอะซิทัล หรือเรียกอีกชื่อหนึ่ง คือ โพลีฟอมัลดิไฮด์  มีลักษณะทึบแสง ผิวลื่นมัน ยืดหยุ่นได้ดีในอุณหภูมิสูงและต่ำ ทนเคมีได้ดี ทนการเสียดสี และทนต่อแรงดึงได้ดี อุณหภูมิใช้งาน -50 ถึง 100 ℃

พลาสติกโพลิออกซิเมทิลีน ใช้งานอย่างไร ?

พลาสติกโพลิออกซิเมทิลีน เหมาะสำหรับใช้ผลิดตชิ้นส่วนเครื่องจักรเพื่อทดแทนโลหะ เช่น เฟือง บูช ล้อเลื่อน โซ่ แบริ่ง เป็นต้น

5.พลาสติกเบกาไลท์หรือเบคิไลต์ (Bakelite)

พลาสติกเบกาไลท์หรือเบคิไลต์ (Bakelite) เป็นชื่อทางการค้าของ ฟีนอลฟอมัลดิไฮด์เรซิน  มีความเป็นฉนวนทางไฟฟ้าที่ดีมาก ทนอุณหภูมิได้ประมาณ 80-150 ℃ ขึ้นอยู่กับชนิดของเบคิไลท์ มีความแข็งแต่ไม่เหนียว ทนต่อสารเคมีได้ดี

พลาสติกโพลิออกซิเมทิลีน ใช้งานอย่างไร ?

พลาสติกโพลิออกซิเมทิลีน นิยมนำไปใช้ในงานอุปกรณ์ไฟฟ้า รวมไปถึงใช้ในการออกแบบ เฟือง เพลา บูช และอื่นๆ

  สำหรับตัวอย่างข้างต้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของพลาสติกวิศวกรรม ซึ่งปัจจุบันมีอิทธิพลต่ออุตสาหกรรมในหลายๆด้าน  ดังนั้นในการเลือกใช้งานควรศึกษาถึงข้อดีและข้อเสีย รวมถึงเรื่องราคาของพลาสติกวิศวกรรมแต่ล่ะชนิดให้สอดคล้องกับความต้องการด้วยเช่นกัน