Casting Poly(methyl methacrylate) : PMMA

Post นี้ผมอยากแนะนำให้รู้จักกับวัสดุทางอุตสาหกรรมอีกชนิดนึงที่นิยมใช้งานกันอย่างกว้างขวาง

Acrylic Sheet หรือ Acrylic Glass เป็นผลิตภัณฑ์ Polymethylmethacrylate (PMMA) ที่ผลิตและมีการใช้งานกันอย่างกว้างขวาง เพราะคุณสมบัติที่โดดเด่นในด้านควางแข็งแรง และน้ำหนักเบา ซึ่งการขึ้นรูปหลักๆ จะทำได้โดยการ Extrusion หรือ Casting.

Casting เป็นวิธีที่นิยมนำมาใช้งาน โดยขั้นตอนในการ Casting Polymethylmethacrylate คร่าวสามารถทำได้โดยขั้นตอนดังนี้;-

1. Pre-polymerization เนื่องจาก PMMA มีการนำมาใช้ประโยชน์อย่างหลากหลาย คุณสมบัติของสินค้าหลังจากแข็งตัวแล้วจึงมีความสำคัญขั้นตอนนี้เราจะทำการปรุบปรุงคุณสมบัติโดยการเติม Additives และสีต่างๆที่ต้องการลงไป

2. Syrup Preparation, monomer ก่อนขบวนการ polymerization ที่สมบูรณ์จะอยู่รูปน้ำเชื่อม Syrup จะถูกเตรียมให้อยู่ในลักษณะที่เหมาะสมเพื่อควบคุม ปริมาณ และคุณภาพ (ลดสิ่งปลอมปน เช่น ฝุ่น และฟองอากาศ

3. Pouring เป็นการเท Syrup ลงใน Mold.

4. Complete polymerization เนื่องจากการผลิต  PMMA เป็นขบวนการทางเคมีที่ทำให้ monomer ที่อยู่ในรูปโมเลกุลเดี่ยว(ที่อยู่ในรูปของเหลว) เกาะตัวกันเป็นลูกโซ่เพื่อเกิดโมเลกุลเชิงซ้อน(อยู่ในรูปของแข็ง) เป็นขั้นตอนที่ใเวลายาวกว่าขั้นตอนแรกและเป็นขั้นตอนที่ Syrup แข็งตัว ซึ่งเป็นขบวนการทางความร้อน

5. Peeling เป็นขั้นตอนการนำ PMMA ที่สมบูรณ์แล้วออกจาก mold.

6. Packing เป็นขั้นตอนการตัดให้ได้ขนาดที่ต้องการและบรรจุ

หลังจากเรารู้ที่มาของ PMMA แล้ว post หน้าเราจะมาดูว่าเราสามารถนำ PMMA ไปใช้งานอะไรได้บ้าง

PC_Polycarbonate

Polycarbonate (PC) - This material is formed by a condensation polymerization resulting in a carbon that is bonded to three oxygens. The most common system for this polymerization is formed by a reaction of bisphenol A and phosgene. Applications of polycarbonate are almost always those which take advantage of its uniquely high impact strength and its exceptional clarity. These unique properties have resulted in applications such as bulletproof windows, break resistant lenses, compact discs, etc. More recently however, additional interest has resulted because of the low flammability of polycarbonate.

LDPE_Low-density polyethylene

Low-density polyethylene (LDPE) is a thermoplastic made from petroleum. It was the first grade of polyethylene, produced in 1933 by Imperial Chemical Industries (ICI) using a high pressure process via free radical polymerization. Its manufacture employs the same method today. LDPE is commonly recycled and has the number "4" as its recycling symbol. Despite competition from more modern polymers, LDPE continues to be an important plastic grade. In 2009 the worldwide LDPE market reached a volume of 22.2 billion US-Dollars (15.9 billion Euro).

HDPE_Plastic Properties of High Density Polyethylene

Plastic Properties of High Density Polyethylene (HDPE)


A linear polymer, High Density Polyethylene (HDPE) is prepared from ethylene by a catalytic process. The absence of branching results in a more closely packed structure with a higher density and somewhat higher chemical resistance than LDPE. HDPE is also somewhat harder and more opaque and it can withstand rather higher temperatures (120° Celsius for short periods, 110° Celsius continuously).

What is Bioplastics

Bioplastics

A form of plastics derived from plant sources such as hemp oil, soy bean oil and corn starch rather than traditional plastics which are derived from petroleum. This is regarded as a more sustainable activity, as it relies less on fossil fuel imports and produces less greenhouse emissions, producing between 0.8 and 3.2 tonnes of carbon dioxide less per tonne of bioplastics compared to the same weight in petroleum-based plastics

Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)

Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) - This material is a terpolymer of acrylonitrile, butadiene and styrene. Usual compositions are about half styrene with the balance divided between butadiene and acrylonitrile. Considerable variation is, of course, possible resulting in many different grades of acrylonitrile butadiene styrene with a wide range of features and applications. In addition, many blends with other materials such as polyvinylchloride, polycarbonates and polysulfones have been developed. Acrylonitrile butadiene styrene materials can be processed by any of the standard thermoplastic processing methods.

กระบวนการเป่าขึ้นรูป (Blow Molding)

กระบวนการเป่าขึ้นรูป (Blow Molding)กระบวนการเป่าที่ใช้ในอุตสาหกรรม มี 2 วิธี คือ


1. การเอกซ์ทรูดเป่าขึ้นรูป (Extrusion Blow Molding)

เป็นเทคนิค ที่ทำการเอกซ์ทรูดพลาสติกหลอมเป็น ท่อกลวง (parison) แล้วเป่าด้วยลมให้ท่อเกิดการพองตัวภายในเบ้า ซึ่งนับเป็นวิธีการแบบ การเป่าโดยตรง (direct metheod) วิธีนี้เป็นวิธีที่ใช้ผลิตภัณฑ์จากการเป่ามากที่สุด

เทคนิคการเอกซ์ทรูดเป่าเป็นการผลิตแบบ ขั้นตอนเดียว (one-station process) ซึ่งเป็นการใช้เครื่องเอกซ์ทรูด ที่เดินเครื่องและหยุดเป็น จังหวะการเป่า (intermittentrunning extruder) กล่าวคือ มีการหมุนและหยุดของสกรูเป็นช่วงๆ คล้ายกับกรณีกับเครื่องเอกซ์ทรูดที่ใช้เป็นชุดหลอมในเครื่องฉีดพลาสติก ลักษณของเครื่องเอกซ์ทรูดที่เดินเครื่องในลักษณะดังกล่าว

การเป่าโดยวิธีนี้ เริ่มต้นโดยการเอกซ์ทรูดพาริสันออกมา โดยให้ตำแหน่งวางอยู่ใจกลางของเบ้าทั้งสองซีก และต้องเอกซ์ทรูดพาริสันให้ยาวกว่าส่วนล่างของเบ้าเล็กน้อย หลังจากนั้นปิดเบ้า แล้วใช้ใบมีดตัดพาริสันในตำแหน่งเหนือส่วนบนของเบ้าเล็กน้อย แล้วเป่าลมเข้าไปในแกนกลางของพาริสัน โดยใช้ความดันลมประมาณ 8 บาร์ ( 180 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ทำให้พลาสติกพองตัวกระทบเบ้าเย็น ซึ่งนิยมใช้น้ำเย็นที่มีช่วงอุณหภูมิระหว่าง 5 ถึง 15 องศา ไหลหมุนเวียนในเบ้าตัวหล่อเย็นทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามรูปร่างของเบ้า หลังจากชิ้นงานแข็งตัวดีแล้ว ถอดชิ้นงานออกจากเบ้า และเริ่ม cycle ของการผลิตใหม่

2. การฉีดเป่าขึ้นรูป (Injection Blow Molding)


การฉีดเป่าเป็นวิธีแปรรูปพลาสติกที่ใช้พลาสติก ที่ใช้เทคนิคการฉีดและการเป่าร่วมกัน เป็นวิธีที่ใหม่ที่สุดของเทคโนโลยีการเป่าพลาสติก เครื่องฉีดเป่าประกอบด้วยชุดฉีดและหลอมพลาสติก และชุดขึ้นรูป ชุดหลอมพลาสติก เหมือนเทคนิคการฉีด (injection molding) ดังนั้นสามารถสรุปขั้นตอนการฉีดเป่าได้ 3 ขั้นตอนหลักดังต่อไปนี้

ขั้นตอนที่ 1 เตรียมชิ้นงานก่อนขึ้นรูป โดยใช้เครื่องฉีดพลาสติกขึ้นรูปพาริสันบนตัวรองรับหรือแกนที่เป็นโลหะ แล้วหมุนพลาสติกหลอมที่ติดอยู่บนแกนซึ่งเรียกว่าเป็น ฟรีฟอร์ม (perform) ไปทำการเป่าในขั้นตอนที่ 2

ขั้นตอนที่ 2 ปิดเบ้าหลังจากรับชิ้นงานจากขั้นตอนที่ 1 แล้วเป่าลมเข้าเพื่อให้พาริสันพองตัวและมีรูปร่างเต็มตามเบ้าต่อมาชิ้นงานจะเย็นลง เนื่องจากการหล่อเย็นด้วยระบบน้ำหมุนเวียน

ขั้นตอนที่ 3 เคลื่อนย้ายชิ้นงานไปยังชุดถอดชิ้นงาน เพื่อถอดชิ้นงานออกจากตัวรองรับ