เครื่องอัดรีด: การส่งผ่านแสง คุณสมบัติ และการใช้งานของโพลิเมอร์โปร่งใส

ตั้งแต่ขวดนม เลนส์แว่นตา โทรทัศน์ หรือโทรศัพท์มือถือ... รายการการใช้งานพลาสติกโปร่งใสนั้นไม่มีที่สิ้นสุด ปัจจุบัน เราถูกรายล้อมไปด้วยวัสดุพลาสติกโปร่งใสหรือพลาสติกที่ดัดแปลงให้โปร่งใสหลายประเภท ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์ดูน่าสนใจและพกพาสะดวกกว่าแก้วแบบดั้งเดิม
ปัจจุบัน ผู้ผลิตหลายรายกำลังใช้ประโยชน์จากคุณภาพและความสม่ำเสมอของสีของวัสดุพลาสติกใสในการใช้งานที่หลากหลาย:
1. ผลิตสินค้าที่มีน้ำหนักเบา ทนทาน และไม่แตกหักง่าย
2. ลดต้นทุนการผลิต
3. การผลิตรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเฉพาะตัว
4. มีค่าการส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้และ/หรือดัชนีหักเหแสงที่เทียบเท่ากับกระจก
และอื่น ๆ ...

ตัวอย่างการใช้งานยอดนิยมที่ได้รับประโยชน์จากข้อดีข้างต้น ได้แก่:

1. บรรจุภัณฑ์ (อาหาร เครื่องสำอาง ……)
2. ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค (อาหารกระป๋อง ผลิตภัณฑ์จัดเก็บข้อมูล เลนส์ ……)
3. กระจกสำหรับงานสถาปัตยกรรม (ตู้ปลา, โครงสร้างนิรภัย ……)
4. ชิ้นส่วนยานยนต์และอุปกรณ์ไฟฟ้า (LED, ฝาครอบไฟหน้า ……)
5. อุปกรณ์ทางการแพทย์ (เข็มฉีดยา ……)
6. ภาพยนตร์เกษตรกรรม
อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่า แม้จะมีแอปพลิเคชันที่หลากหลาย แต่มีโพลิเมอร์เพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ตรงตามข้อกำหนดด้านวัสดุที่เข้มงวดเช่นนี้
มาดูกันว่าพลาสติกประเภท "มันวาว" นี้มีคุณสมบัติและการใช้งานที่เป็นที่นิยมอย่างไรบ้าง (เช่น PC, PMMA, PET, SMMA, COC เป็นต้น)!
เนื่องจากพื้นที่จำกัด โพลิเมอร์โปร่งใสชนิดใหม่ เช่น PS/SBC/ASA/MBS/PCTA+PCTG/PMP (polymethylpentene) และโพลิเมอร์อื่นๆ จะไม่กล่าวซ้ำในบทความนี้

โพลีคาร์บอเนต (PC)
โพลีคาร์บอเนต (PC)เป็นพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกประสิทธิภาพสูง แข็งแรง ทนทาน ไม่มีโครงสร้างผลึก และโปร่งใส มีคุณสมบัติพิเศษที่ผสมผสานความแข็งแรงต่อแรงกระแทกสูง ความคงตัวของขนาด และคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม สามารถส่งผ่านแสงได้มากกว่า 90% และป้องกันรังสี UV พร้อมทั้งปกป้องผิวจากรังสี UV ที่เป็นอันตรายจากแสงแดดได้ 100%

เครื่องอัดรีดแผ่น/ท่อโพลีคาร์บอเนตมีการใช้งานในหลากหลายแอปพลิเคชันในชีวิตประจำวัน:
ผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (ไฟ LED, ตัวเชื่อมต่อ, โทรศัพท์มือถือ ……)
ชิ้นส่วนยานยนต์ (กรอบไฟหน้า มือจับประตู กระจังหน้าหม้อน้ำ และเลนส์ภายใน)
การเกษตร (วัสดุคลุมเรือนกระจก)
ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค (แว่นตา เครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์สัมผัสอาหาร ฯลฯ)
ทางการแพทย์ (เครื่องมือผ่าตัด อุปกรณ์...)
แผ่นใสที่ทำจาก PC มีความแข็งแรงกว่ากระจกที่มีความหนาเท่ากันถึง 200 เท่าในการทดสอบแรงกระแทก และตัดได้ง่าย
ไนลอนโปร่งใส (PA TR)
โดยการเปลี่ยนชนิดของไดอะมีน ไดแอซิด หรือกรดอะมิโน สามารถผลิตไนลอนหลากหลายชนิดที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีแตกต่างกันได้ รวมถึงไนลอนอเนกประสงค์ ไนลอนสายยาว ไนลอนทนความร้อนสูง ไนลอนโปร่งใส และไนลอนอีลาสโตเมอร์ ไนลอนโปร่งใสเป็นไนลอนเทอร์โมพลาสติกแบบอสัณฐานหรือผลึกขนาดเล็กที่มีการส่งผ่านแสงได้ถึง 90% ใกล้เคียงกับ PMMA
เนื่องจากไนลอนโปร่งใสมีความทนทานต่อน้ำมัน การกัดกร่อน การสึกหรอ และรอยขีดข่วนได้ดีกว่าพลาสติกโปร่งใสชนิดอื่น จึงมีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องกล ออปติคอล กีฬา และสาขาอื่นๆ
อะคริลิก PMMA
PMMA เป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกแข็งโปร่งใสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะวัสดุ "กันแตก" ทางเลือกแทนกระจก โพลิเมอร์ชนิดนี้มีข้อดีทางเทคนิคหลายประการเหนือพลาสติกโปร่งใสชนิดอื่น (PC, PS) เช่น:

ทนทานต่อรังสียูวีและสภาพอากาศสูง
ด้วยการส่งผ่านแสงได้สูงถึง 92% และคุณสมบัติทางแสง ทำให้สามารถเลือกสีได้อย่างไร้ขีดจำกัด
ข้อดีเหล่านี้ทำให้เครื่องอัดรีดแผ่น PMMA เหมาะสำหรับงานสถาปัตยกรรมและการก่อสร้าง เช่น การสร้างเรือนกระจก ศูนย์เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ กระจกรถยนต์ โคมไฟ อุปกรณ์แสดงผลอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เฟอร์นิเจอร์ดีไซน์ และอื่นๆ
โพลีเอทิลีนเทเรพทาเลต (PET)
PET เป็นพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกโปร่งใสอเนกประสงค์ที่มีคุณสมบัติเด่นคือความเสถียรทางกล ความร้อน เคมี และมิติที่ดีเยี่ยม PET อาจมีลักษณะทึบแสง สีขาว และโปร่งใส ขึ้นอยู่กับโครงสร้างผลึกและโครงสร้างอสัณฐานของมัน
คุณสมบัติที่น่าสนใจของ PET (ความโปร่งใส น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง ความแข็งแง ความทนทานต่อสารเคมีสูง คุณสมบัติในการกั้น และราคาต่ำ) ทำให้ PET เป็นวัสดุที่ได้รับเลือกใช้สำหรับ:
ขวดน้ำ
ภาชนะบรรจุเครื่องดื่มอัดลม
เส้นใย
ภาพยนตร์

PET เป็นที่นิยมมากกว่าโพลีคาร์บอเนต (PC) เนื่องจากมีต้นทุนต่ำกว่า รูปลักษณ์สวยงามกว่า และใช้งานง่ายกว่า
โคพอลิเอสเตอร์อสัณฐาน (PETG)
โคพอลิเอสเตอร์อสัณฐาน เช่น PETG มีความหลากหลายและสามารถนำไปใช้ได้ในงานหลายประเภท โคพอลิเอสเตอร์อสัณฐานผสมผสานความใสและความเหนียวที่ดีเยี่ยมเข้ากับความทนทานต่อความร้อนและสารเคมีที่โดดเด่น
PETG สามารถใช้ทดแทน PC, PMMA และ PC/โพลีเอสเตอร์ได้โดยตรง โดยอาจต้องมีการดัดแปลงเพียงเล็กน้อยหรือไม่ต้องดัดแปลงเลย

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)
PVC เป็นเทอร์โมพลาสติกอสัณฐานที่มีความโปร่งใสดีเยี่ยม แผ่น PVC ใสผสมผสานคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมและความแข็งแรงต่อแรงกระแทกเข้ากับความโปร่งใสเหมือนน้ำ และความทนทานต่อสารเคมีและไฟได้อย่างยอดเยี่ยม
นอกจากนี้ ท่อพีวีซีใสยังได้รับการผลิตขึ้นเป็นพิเศษเพื่อป้องกันรังสียูวีที่เป็นอันตราย ท่อเหล่านี้จึงเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในงานกลางแจ้งที่ต้องสัมผัสกับแสงแดดและต้องการความโปร่งใส

คุณสมบัติทางแสงของผลิตภัณฑ์ PVC โปร่งใสมีตั้งแต่การส่งผ่านแสงสูง ความโปร่งใสสูง พื้นผิวป้องกันแสงสะท้อน ไปจนถึงความแข็งแรงทนทานต่อแรงกระแทกสูง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานภายนอกอาคาร การใช้งานหลักสำหรับแผ่น PVC ใส ท่อ และสายการผลิตฟิล์มโปร่งใส ได้แก่:
สถาปัตยกรรม – แสงสว่าง กระจกนิรภัย เรือนกระจก ……
บรรจุภัณฑ์ – บรรจุภัณฑ์แบบแผงพลาสติกใส, ฟิล์มยืดห่ออาหาร, บรรจุภัณฑ์โปร่งใส ……
อุปกรณ์ทางการแพทย์ – ถุงน้ำเกลือ สายยาง หัวหยด ข้อต่อ วาล์ว ……
ยางซิลิโคนเหลว (LSR)
ยางซิลิโคนเหลวเป็นสารประกอบอีลาสโตเมอร์เทอร์โมเซตติงที่มีความหนืดต่ำและโปร่งใส โดยมีคุณสมบัติดังนี้:
ความคมชัดของภาพดีเยี่ยม (การส่งผ่านแสง 94%)
ความทนทาน (ทนต่ออุณหภูมิสูงได้ถึง 150°C)
ความสามารถในการแปรรูปที่ดีเยี่ยม
อิสระในการออกแบบ

เป็นวัสดุน้ำหนักเบาที่ประสบความสำเร็จในการเข้ามาแทนที่กระจกและเทอร์โมพลาสติกอื่นๆ ในการใช้งานหลากหลายประเภท เช่น ไฟ LED กำลังสูง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไฟส่องสว่างในรถยนต์ ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค การดูแลสุขภาพ ฯลฯ ซึ่งความโปร่งใสสูง ทนต่อความร้อน/รังสียูวี และความทนทานในระยะยาวเป็นข้อกำหนดที่สำคัญ
ไซคลิกโอเลฟินโคโพลีเมอร์ (COC)
โคพอลิเมอร์โอเลฟินแบบวงจร (COC) เป็นเทอร์โมพลาสติกโปร่งใสที่ไม่มีโครงสร้างผลึก ผลิตโดยการโคพอลิเมอไรเซชันแบบลูกโซ่ของโมโนเมอร์แบบวงจรกับอีเทน จัดเป็นโพลิเมอร์ชนิดใหม่เมื่อเทียบกับโพลิเมอร์ทั่วไป เช่น โพลีโพรพีลีนและโพลีเอทิลีน และเป็นที่รู้จักกันดีในด้านความใสของแสงที่ดีเยี่ยม คุณสมบัติทางกลที่ดี และทนต่อความชื้น

คุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยมของ COC ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร แผ่นดิสก์ข้อมูลแบบออปติคอล เลนส์ความแม่นยำสูง ฟิล์มออปติคอล และอื่นๆ นอกจากนี้ โคพอลิเมอร์โอเลฟินแบบวงจรยังทนต่อความชื้น ตัวทำละลาย และการฆ่าเชื้อ ทำให้มีประโยชน์ในการใช้งานด้านการแพทย์และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ เช่น บรรจุภัณฑ์แบบแผงยา ถาดทางการแพทย์ และอื่นๆ
โพลิเอทิลีน (PE)
โพลีเอทิลีนเป็นเทอร์โมพลาสติกที่มีความทนทานสูงมาก และใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายตลาด (บรรจุภัณฑ์ ยานยนต์ ไฟฟ้า ฯลฯ) เพื่อผลิตฟิล์ม ท่อ ชิ้นส่วนพลาสติก ลามิเนต และอื่นๆ อีกมากมาย เป็นพลาสติกที่ผลิตมากที่สุดในโลก และคุณใช้มันเกือบทุกวัน

สายการผลิตพลาสติก LDPE: LDPE มีความยืดหยุ่น แข็งแรง และโปร่งใส จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในถุงพลาสติก ฟิล์มใส อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ และสาขาอื่นๆ

โพลีโพรพีลีนโปร่งใส (PP)
โพลีโพรพีลีนเป็นเรซินที่ดีเยี่ยม มีคุณสมบัติทางกายภาพที่ดี ราคาประหยัด และรีไซเคิลได้ แต่เนื่องจากมีโครงสร้างผลึก จึงทำให้การผลิตแผ่นโพลีโพรพีลีนโปร่งใสทำได้ยาก อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน ด้วยสารเติมแต่งที่ช่วยให้โปร่งใส (หรือที่เรียกว่าสารทำให้ใส) ที่มีประสิทธิภาพสูง ทำให้เกิดความก้าวหน้าอย่างมากในการผลิตโพลีโพรพีลีน (PP) โปร่งใส เนื่องจากพอลิเมอร์เหล่านี้มีความยืดหยุ่นในการออกแบบ กระบวนการผลิตง่ายขึ้น มีคุณสมบัติในการย้อมสี/ตกแต่งที่ดีขึ้น และประหยัดต้นทุนด้วยการลดน้ำหนัก

นอกจากนี้ การผสมผสานระหว่างการทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วและการอบชุบความร้อนที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงความโปร่งใสของแผ่นโพลีโพรพีลีนที่ขึ้นรูปด้วยการอัดรีดได้ ข้อดีอื่นๆ ที่ทำให้โพลีโพรพีลีนใสเป็นทางเลือกที่เหมาะสมแทนวัสดุโปร่งใสที่มีราคาแพงกว่า เช่น แก้วและพลาสติกโปร่งใส (PS, PC, PETG) ได้แก่:
มีความสมดุลที่ดีระหว่างความแข็งแรงและการรับแรงกระแทก
มีคุณสมบัติกันความชื้นได้ดี/ป้องกันความชื้นได้
เอทิลีนโพรพิลีนฟลูออริเนต (FEP)
ฟลูออริเนตเต็ดเอทิลีนโพรพิลีน (FEP) เป็นโคพอลิเมอร์ทางเคมีของเฮกซาฟลูออโรโพรพิลีนและเตตระฟลูออโรเอทิลีน โพลิเมอร์ชนิดนี้สามารถส่งผ่านแสงอัลตราไวโอเลตและแสงที่มองเห็นได้ในเปอร์เซ็นต์สูง FEP ในรูปฟิล์มมีการส่งผ่านแสงแดดประมาณ 96% ฟิล์ม FEP ส่งผ่านรังสีอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็นได้ และรังสีอินฟราเรดได้มากกว่ากระจกธรรมดา
สไตรีนเมทิลเมทาคริเลต (SMMA)
SMMA หรือสไตรีนเมทิลเมทาคริเลต (SMMA) เป็นโคพอลิเมอร์สไตรีน-กรดอะคริลิกที่มีความโปร่งใสสูงและมีพื้นผิวมันเงาเป็นเลิศ มันรวมเอาข้อดีด้านการแปรรูปที่ยอดเยี่ยมและความคุ้มค่าของพอลิเมอร์สไตรีนเข้ากับความสว่างและความใสสูง ข้อดีอื่นๆ ของ SMMA ได้แก่:
เสถียรภาพทางความร้อนดีเยี่ยม;
ทนต่อแอลกอฮอล์ได้ดีกว่าอะคริลิก
คุณสมบัติเชิงกลดีกว่า GPPS
ทนทานต่อรอยขีดข่วน;
ข้อร้องเรียนจาก FDA

เมื่อเทียบกับ PMMA, PC และ PET แล้ว SMMA มีราคาถูกกว่าและมีคุณภาพพื้นผิวใกล้เคียงกัน
SMMA เหมาะสำหรับงานที่ต้องการคุณสมบัติแข็งแรง ทนทาน และโปร่งแสง เช่น ผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน แว่นตา เครื่องแก้ว บรรจุภัณฑ์เครื่องสำอาง อุปกรณ์ทางการแพทย์ ผลิตภัณฑ์สุขอนามัยส่วนบุคคล เป็นต้น
โพลีสไตรีน (อเนกประสงค์ – GPPS)
โพลีสไตรีนอเนกประสงค์ (GPPS) หรือที่รู้จักกันในชื่อโพลีสไตรีนใส เป็นพอลิเมอร์โปร่งใสที่มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
ความแข็งแกร่งสูง;
มีเสถียรภาพมิติที่ดี
ความหนาแน่นต่ำ และทนความร้อนได้ดีเยี่ยม
คุณสมบัติของฉนวนไฟฟ้าที่ดี

เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นอสัณฐาน จึงมีข้อดีเหนือกว่าพอลิเมอร์ชนิดอื่นในแง่ของความโปร่งใส ต้นทุนต่ำ และง่ายต่อการแปรรูป ตัวอย่างการใช้งาน GPPS ได้แก่ ของเล่น กล่องใส่ซีดี ไม้แขวนเสื้อ กล่องใส่ผักในตู้เย็น แผงกั้นห้องอาบน้ำ อุปกรณ์ไอที กล่องเครื่องประดับใส ชั้นวางและลิ้นชักในตู้เย็น และถ้วยพลาสติก นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์แบบใช้แล้วทิ้ง เช่น หลอดทดลอง กล่องใส่ชุดทดสอบ ผลิตภัณฑ์วินิจฉัยโรค จานเพาะเชื้อ เป็นต้น
MABS (ABS โปร่งใส)
ABS เป็นเทอร์โมพลาสติกทางวิศวกรรมที่ทนต่อแรงกระแทก ประกอบด้วยโมโนเมอร์ 3 ชนิด ได้แก่ อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน และสไตรีน โคพอลิเมอร์สไตรีน-อะคริโลไนไตรล์ให้ความแข็งแรง ในขณะที่บิวทาไดอีนให้ความทนทานต่อแรงกระแทก
ผู้ผลิตเติมโมโนเมอร์เมทิลเมทาคริเลตลงในเฟส SAN เพื่อผลิตเรซิน ABS ที่มีความโปร่งใสสูง เรียกว่า MABS (เมทิลเมทาคริเลต อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน) MABS มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

การส่งผ่านแสงสูง;
หมอกบางๆ;
สีสม่ำเสมอและคงที่;
คุณสมบัติการไหลที่ดีขึ้น
ABS ใสมีความทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีกว่าโพลีสไตรีน SAN และ PMMA และขึ้นรูปได้ง่าย เกรด MABS ที่มีคุณสมบัติการไหลที่ดีขึ้นสามารถใช้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจแทนโพลีคาร์บอเนต (PC) ABS ใสใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน การใช้งานทางการแพทย์ สินค้ากีฬา อุปกรณ์การแพทย์ ฯลฯ