เนื้อหาวันที่ : 2011-02-28 10:53:33 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 2533 views

การวิเคราะห์เชิงโครงสร้างของซัลเฟอร์ในยางพาราโดยเทคนิคสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนรังสีเอกซ์

ยางพาราเป็นหนึ่งของสินค้าส่งออกที่สำคัญของประเทศไทย และมีคุณสมบัติเด่นหลายประการ อาทิเช่น มีความยืดหยุ่นสูง ทนทานต่อการฉีกขาดได้ดี นอกจากนี้ยางพารายังเป็นวัตถุดิบที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมหลายประเภท

การวิเคราะห์เชิงโครงสร้างของซัลเฟอร์ในยางพารา
โดยเทคนิคสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนรังสีเอกซ์

ดร.วันวิสา พัฒนศิริวิศว
สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)

ยางพาราเป็นหนึ่งของสินค้าส่งออกที่สำคัญของประเทศไทย และมีคุณสมบัติเด่นหลายประการ อาทิเช่น มีความยืดหยุ่นสูง ทนทานต่อการฉีกขาดได้ดี และมีสมบัติการเหนียวติดกัน (Tack) ที่ดี เป็นต้น นอกจากนี้ยางพารายังเป็นวัตถุดิบที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมหลายประเภท ได้แก่ ยางรถยนต์ ถุงมือยาง ยางกันรั่วที่ใช้ในเครื่องจักรกล สายพานขนส่ง ชิ้นงานทางด้านวิศวกรรม และผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ที่ใช้ในงานก่อสร้าง เป็นต้น

รูปที่ 1 ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ยาง

กระบวนการแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์จากยางพารานั้นมีได้หลากหลายวิธี โดยปกติในการขึ้นรูปยางพาราจะมีการใส่สารเคมีต่าง ๆ เช่น กำมะถัน ผงเขม่าดำ และสารตัวเร่งต่าง ๆ เป็นต้น เรียกว่า ยางผสม ซึ่งจะถูกนำไปขึ้นรูปโดยผ่านกระบวนการแรงดันและความร้อน

กระบวนการนี้เรียกว่า วัลคาไนซ์เซชั่น (Vulcanization) โดยจะทำให้มีการเกิดการเชื่อมต่อระหว่างสายโมเลกุล หรือเรียกว่า การเกิดซัลเฟอร์ครอสลิงค์ในโครงสร้าง ซึ่งกระบวนการวัลคาไนซ์เซซั่นนี้จะทำให้คุณสมบัติเชิงกลของยางพาราดีขึ้น เช่น มีความยืดหยุ่น เป็นต้น

การผลิตผลิตภัณฑ์ยางให้มีสมบัติที่เหมาะสมต่อการใช้งานแต่ละประเภทจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ชนิดของสารเร่งให้ยางคงรูป ปริมาณกำมะถัน ช่วงเวลาแข็งตัว (Curing Time) และระบบในการวัลคาไนซ์ เป็นต้น

ดังนั้นโครงการวิจัยที่มี ดร.วันวิสา พัฒนศิริวิศว จากสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) เป็นหัวหน้าโครงการ ซึ่งเป็นโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนการวิจัยจากสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ประจำปี 2549 และผลงานที่อ้างถึงเป็นผลงานตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติ คือ “Structural Analysis of Sulfur in Natural Rubber using X-ray Absorption Near-Edge Spectroscopy”, Journal of Synchrotron Radiation, 15, 510-513 (2008)

จึงได้ใช้แสงซินโครตรอนร่วมกับเทคนิค X - ray Absorption Near - Edge Spectroscopy (XANES) ณ Beamline - 8 ห้องปฏิบัติการแสงสยาม ในการวิคราะห์โครงสร้างโมเลกุลของยางพาราที่ผ่านกระบวนการวัลคาไนซ์เซชั่นที่สภาวะต่าง ๆ กัน เพื่อศึกษาผลของชนิดของสารเร่งให้ยางคงรูป (รูปที่ 2) และระบบในการวัลคาไนซ์ (รูปที่ 3) ที่มีต่อโครงสร้าง ณ บริเวณรอบ ๆ อะตอมของกำมะถันในยางพารา

รูปที่ 2 Sulfur K-shell XANES Spectra ของยางพาราที่เติมสารเร่งให้ยางคงรูปชนิดต่าง ๆ คือ TMTD (Tetramethyl Thiuram Disulfide), CBS (N-cyclohexyl-2-benzothiazole Sulphenamide) และ MBT (2 - mercaptobenzothiazole)

รูปที่ 3 การเปรียบเทียบ Sulfur K-shell XANES Spectra ของยางพาราที่เติมสารเร่งให้ยางคงรูปชนิด MBT โดยผ่านกระบวนการคงรูป แบบต่าง ๆ กัน

ผลจากงานวิจัยนี้ทำให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเกิด Sulfur-crosslink ในโครงสร้าง (Mono Poly Sulfur Crosslink) ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจสมบัติทางกายภาพของยางพาราได้ดียิ่งขึ้น อีกทั้งข้อมูลที่ได้ยังเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมยางในการปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ยางและกระบวนการผลิต

อ้างอิง
http://www.uvprocess.com
http://www.rubberimpex.com/NaturalRubber
http://www.kmutt.ac.th/p-prof/invention.html

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด