จากน้ำมันมาเป็นพลาสติก

ถ้าเราโยนของใช้ในบ้านทุกชิ้นที่มีพลาสติกเป็นส่วนประอบออกไป เราจะเหลือของ อยู่ในบ้านสักกี่ชิ้น ห้องครัวของบ้านหลายหลังคงว่างเปล่า

พรมและที่เช็ดเท้า คงหายไป เกือบหมด ที่แน่นอนคือจะไม่มีโทรศัพท์ เครื่องเสียง หรือโทรทัศน์เหลืออยู่อีก ที่นี้ลอง นึกถึงสิ่งอื่นบ้างที่ทำจากพลาสติก เช่น บัตรเครดิต หิมะเทียม ข้อต่อ สะโพกเทียม ฯลฯ ปัจจุบันชาวออสเตรเลียถึงกับใช้ธนบัตรพลาสติกกันแล้ว

        คำว่า “พลาสติก” หมายถึงวัสดุที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นจากธาตุพื้นฐาน 2 ชนิดคือ คาร์บอนและไฮโดรเจน ซึ่งเมื่อเติมสารบางอย่างลงไปจะทำให้พลาสติกมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น แข็งแกร่ง ทนความร้อน ลื่นและยืดหยุ่น เราอาจสังเคราะห์พลาสติกชนิดต่างๆ ได้มากมาย โดยการเติมสารเคมีชนิดต่างๆ ในสัดส่วนและด้วยกรรมวิธีที่แตกต่างกัน นักวิทยาศาสตร์ที่กำลังพัฒนาพลาสติกให้มีคุณสมบัติดียิ่งขึ้นอีก เช่น แกร่งเทียมเหล็กกล้า ใสและกันน้ำได้เหมือนกระจก ซ้ำราคาถูกเหมือนกระดาษ

        การสร้างรถยนต์คันแรกๆ สมัยต้นศตวรรษนั้นใช้วิธีการง่ายๆ ซึ่งไม่แตกต่าง จากการสร้างรถม้ามากนัก แต่สิ้นเปลืองเวลาและต้นทุนมากกว่า เพราะคนงาน จะต้อง ค่อยๆ ตอกแผ่นเหล็กทีละแผ่นลงบนโครงไม้ แม้ว่าในสมัยนั้น มีอุตสาหกรรม บางอย่าง ใช้วิธีการผลิตเป็นจำนวนมากแล้ว เช่น การผลิตปืนและรอกในเรือ แต่อุตสาหกรรม รถยนต์นั้น ดูเหมือนกำลังรอคอยยอดอัจฉริยะ นักจัดการอย่าง เฮนรี ฟอร์ด

        พลาสติกประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่เรียกว่า “พอลิเมอร์” (polymer) ซึ่งเกิดจาก โมเลกุลขนาดเล็กที่มาต่อเข้าด้วยกันเป็นสายยาวเหมือนโซ่ สายโมเลกุลเหล่านี้จะเกี่ยวพันกัน จึงทำให้พลาสติกแข็งแกร่ง กว่าจะดึงสายโมเลกุลพลาสติกให้แยกจากกันได้ ก็ต้องใช้แรง มากพอสมควร

        พลาสติกส่วนใหญ่จัดเป็น “เทอร์โมพลาสติก” (thermoplastics) ซึ่งเมื่อได้รับ ความร้อนประมาณ 200 องศาเซลเซียส สายโมเลกุลของพลาสติก จะคงสภาพอยู่ได้ แต่จะแยกตัวห่าง พอที่จะเลื่อนซ้อนกันได้อีก ดังนั้น เราจึงนำพลาสติกชนิดนี้ มาหลอม และหล่อใหม่ได้ซ้ำแล้วซ้ำอีก เมื่อพลาสติกเย็นลง ก็จะมีรูปใหม่ที่แข็งแกร่งเหมือนเดิม ส่วนพลาสติกชนิดที่ถูกความร้อนครั้งหนึ่ง แล้วก็หมดคุณสมบัติ ในการเปลี่ยนแปลง รูปร่างนั้น จะไม่สามารถนำมาหล่อใหม่ได้อีก พลาสติกชนิดนี้เรียกว่า “เทอร์โมเซ็ตติง พลาสติก” (thermosetting plastics)

        กระบวนการที่ทำให้โมเลกุลขนาดเล็กมาต่อรวมกันเข้าจนมีขนาดใหญ่ขึ้นนั้น เรียกว่าการเกิดพอลิเมอร์ (polimerisation) ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามชนิดของพลาสติก แต่มักต้องอาศัยความดันสูง และใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) กระตุ้นให้โมเลกุลขนาดเล็ก มายึดต่อเข้าด้วยกัน

         อะตอมคาร์บอนและไฮโดรเจน ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน ของพลาสติกทุกชนิดนั้น ได้มาจากน้ำมันดิบ ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน (โมเลกุลของไฮโดรเจน และคาร์บอน รวมกัน) สารไฮโดรคาร์บอนมีตั้งแต่ชนิดโมเลกุลไม่ซับซ้อน เช่น แก๊สมีเธน (ประกอบด้วย คาร์บอน 1 อะตอม กับไฮโดรเจน 4 อะตอม) จนถึงน้ำมันดินและยางมะตอย ซึ่งโมเลกุล ประกอบด้วยหลายร้อยอะตอม

        กระบวนการกลั่นน้ำมันดิบ สามารถสกัดไฮโดรคาร์บอนออกมาได้ มากมายหลายชนิด หนึ่งในจำนวนนี้คือ แก๊สอีเธน (มีโมเลกุลประกอบด้วยคาร์บอน 2 อะตอมกับไฮโดรเจน 6 อะตอม) แก๊สอีเธนอาจเปลี่ยนเป็นแก๊สชนิดอื่นได้ เช่น เอธิลีน ซึ่งเมื่อผ่านการเกิดพอลิเมอร์ จะได้พลาสติกที่เรียกว่า พอลิเอธิลีน (หรือพอลิธีน) แก๊สโพรเพนก็รวมตัวกัน เป็นพลาสติก ที่เรียกว่า พอลิโพรพิลีน ได้ในทำนองเดียวกัน พลาสติก 2 ชนิดนี้นิยมใช้ทำขวด ท่อ และถุงพลาสติก

        พลาสติกอีกชนิดที่เรียกว่า พีวีซี (PVC ย่อจาก พอลิไวนิล คลอไรด์) นั้นก็มี องค์ประกอบ ทางเคมีคล้ายกับพอลิธีน ต่างกันแต่อะตอมของไฮโดรเจน จะถูกแทนที่ด้วย อะตอมของคลอลีน

        พลาสติกพีวีซีมีคุณสมบัติ “ทนไฟ” จึงปลอดภัยที่จะนำไปทำผลิตภัณฑ์ในบ้าน แต่ถ้าใส่อะตอมของฟลูออรีน 4 อะตอมแทนที่จะเป็นอะตอมของคลอรีน ก็จะได้สารที่เรียกว่า พีทีเอฟอี (PTFE) ย่อมาจาก พอลิเททระฟลูออโรเอธิลีน หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า “เทฟลอน” (TEFLON) ที่ใช้เคลือบหม้อและกระทะกันติด ตลอดจนลูกปืนของเครื่องจักรกล

มีพอลิเมอร์มากมายหลายชนิดที่ผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการได้ แต่มีไม่กี่ชนิดเท่านั้น ที่มีคุณสมบัติเหมาะนำไปใช้ผลิตในเชิงอุตสาหกรรม


- เอื้อเฟื้อข้อมูลจาก หนังสือ รู้รอบ ตอบได้ จากหนังสือ รีดเดอร์ส ไดเจสท์