พลาสติกจัดเป็นวัสดุประเภทใด?

พลาสติกเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในชีวิตประจำวันของเรา และแทรกซึมอยู่ในแทบทุกแง่มุมของชีวิตเรา พลาสติกจัดอยู่ในประเภทวัสดุประเภทใด? ในมุมมองทางเคมี พลาสติกเป็นวัสดุพอลิเมอร์สังเคราะห์ชนิดหนึ่ง ซึ่งมีส่วนประกอบหลักเป็นพอลิเมอร์อินทรีย์ บทความนี้จะวิเคราะห์องค์ประกอบและการจำแนกประเภทของพลาสติกอย่างละเอียด รวมถึงการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ
1. องค์ประกอบและโครงสร้างทางเคมีของพลาสติก

เพื่อทำความเข้าใจว่าพลาสติกเป็นวัสดุประเภทใด สิ่งแรกที่ต้องเข้าใจคือองค์ประกอบของมัน พลาสติกเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของสารโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน กำมะถัน และธาตุอื่นๆ เป็นหลัก ธาตุเหล่านี้ก่อตัวเป็นโครงสร้างสายยาวที่เรียกว่าพอลิเมอร์ ผ่านพันธะโควาเลนต์ พลาสติกสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลักตามโครงสร้างทางเคมี ได้แก่ เทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมเซ็ต

เทอร์โมพลาสติก: พลาสติกประเภทนี้จะอ่อนตัวลงเมื่อได้รับความร้อนและจะกลับคืนสู่สภาพเดิมเมื่อเย็นลง การให้ความร้อนและความเย็นซ้ำๆ จะไม่ทำให้โครงสร้างทางเคมีเปลี่ยนแปลง เทอร์โมพลาสติกทั่วไป ได้แก่ โพลีเอทิลีน (PE) โพลีโพรพิลีน (PP) และโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

พลาสติกเทอร์โมเซตติง: ต่างจากเทอร์โมพลาสติก พลาสติกเทอร์โมเซตติงจะเกิดการเชื่อมขวางทางเคมีหลังจากให้ความร้อนครั้งแรก ทำให้เกิดโครงสร้างเครือข่ายสามมิติที่ไม่ละลายน้ำหรือหลอมละลายได้ ดังนั้นเมื่อขึ้นรูปแล้วจะไม่สามารถเปลี่ยนรูปได้ด้วยความร้อนอีก พลาสติกเทอร์โมเซตติงทั่วไป ได้แก่ เรซินฟีนอลิก (PF) เรซินอีพอกซี (EP) และอื่นๆ

2. การจำแนกประเภทและการใช้งานพลาสติก

พลาสติกสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทตามคุณสมบัติและการใช้งาน คือ พลาสติกเอนกประสงค์ พลาสติกวิศวกรรม และพลาสติกพิเศษ

พลาสติกอเนกประสงค์: เช่น โพลีเอทิลีน (PE) โพลีโพรพิลีน (PP) เป็นต้น นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุบรรจุภัณฑ์ สินค้าอุปโภคบริโภค และอุตสาหกรรมอื่นๆ โดดเด่นด้วยต้นทุนต่ำ กระบวนการผลิตที่สมบูรณ์ และเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก

พลาสติกวิศวกรรม เช่น โพลีคาร์บอเนต (PC) ไนลอน (PA) เป็นต้น พลาสติกเหล่านี้มีคุณสมบัติเชิงกลและทนความร้อนได้ดีเยี่ยม และใช้กันอย่างแพร่หลายในยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล และสาขาอื่นๆ ที่ต้องการความแม่นยำสูง

พลาสติกชนิดพิเศษ เช่น โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) โพลีอีเธอร์อีเธอร์คีโตน (PEEK) เป็นต้น โดยทั่วไปวัสดุเหล่านี้จะมีความทนทานต่อสารเคมี ฉนวนไฟฟ้า หรือทนต่ออุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ และมักใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ อุปกรณ์ทางการแพทย์ และสาขาเทคโนโลยีขั้นสูงอื่นๆ

3. ข้อดีและความท้าทายของพลาสติก

พลาสติกมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ เนื่องจากมีน้ำหนักเบา แข็งแรง และง่ายต่อการแปรรูป การใช้พลาสติกยังนำมาซึ่งความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม เนื่องจากพลาสติกย่อยสลายได้ยาก ขยะพลาสติกจึงส่งผลกระทบร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นการรีไซเคิลและการนำพลาสติกกลับมาใช้ใหม่จึงกลายเป็นปัญหาระดับโลก
ในภาคอุตสาหกรรม นักวิจัยกำลังพัฒนาพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพชนิดใหม่ เพื่อลดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมจากขยะพลาสติก เทคโนโลยีการรีไซเคิลพลาสติกก็มีความก้าวหน้าเช่นกัน และคาดว่าเทคโนโลยีเหล่านี้จะช่วยลดต้นทุนการผลิตพลาสติกและลดแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมได้อย่างมาก

บทสรุป

พลาสติกเป็นวัสดุพอลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยพอลิเมอร์อินทรีย์ ซึ่งสามารถจำแนกได้เป็นพลาสติกเทอร์โมพลาสติกและพลาสติกเทอร์โมเซตติ้งตามโครงสร้างทางเคมีและการใช้งานที่แตกต่างกัน ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยี ประเภทและการใช้งานของพลาสติกจึงขยายตัวมากขึ้น แต่ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่พลาสติกนำมาก็เป็นสิ่งที่ไม่อาจมองข้ามได้ การทำความเข้าใจว่าพลาสติกเป็นวัสดุประเภทใดจะไม่เพียงช่วยให้เราสามารถนำวัสดุนี้ไปประยุกต์ใช้ได้ดียิ่งขึ้นเท่านั้น แต่ยังส่งเสริมให้เราศึกษาบทบาทของพลาสติกในการพัฒนาอย่างยั่งยืนอีกด้วย