ยางมีสองประเภท: ธรรมชาติและยางสังเคราะห์ ยางธรรมชาติมาจากน้ำยางซึ่งเป็นน้ำนมที่พบในพืชเขตร้อน ยางสังเคราะห์ทำมาจากผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมและไม่ได้มาจากพืช
บทนำ: ซิลิโคนและยางธรรมชาติคืออะไร และอะไรคือความแตกต่างที่สำคัญ
ยางธรรมชาติซึ่งมาจากน้ำยางของต้น Hevea brasiliensis เป็นแหล่งยางหลักนับตั้งแต่การค้นพบโดยนักสำรวจชาวยูโร-อเมริกันในอเมริกาใต้ในศตวรรษที่ 16 บราซิลเป็นซัพพลายเออร์หลักจนถึงทศวรรษ 1860 เมื่อประเทศอื่นๆ (โดยเฉพาะมาเลเซียและอินโดนีเซีย) เริ่มผลิตต้นยางเป็นจำนวนมาก ในปัจจุบัน ยางธรรมชาติยังคงเป็นสินค้าสำคัญโดยมีการผลิตทั่วโลกประมาณ 14 ล้านตันในปี 2009 ยางสังเคราะห์ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1900 โดยประสบความสำเร็จแตกต่างกันไป จนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่ 1,4 มีการผลิตเป็นจำนวนมากเพื่อทดแทน ยางธรรมชาติในการใช้งานที่หลากหลาย ยางสังเคราะห์ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือโพลี (cis-XNUMX-isoprene) หรือโพลีไอโซพรีน (IR) ซึ่งมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีคล้ายกับยางธรรมชาติมาก
ประวัติขององค์กร
การใช้ยางเป็นครั้งแรกโดยวัฒนธรรมพื้นเมืองของ Mesoamerica หลักฐานทางโบราณคดีที่เก่าแก่ที่สุดของการใช้ยางธรรมชาติวันที่ในวัฒนธรรม Olmec โดยบังเอิญในรูปของลูกบอล ยางถูกใช้ในวัฒนธรรมมายาและแอซเท็ก นอกเหนือจากการทำลูกบอลแล้ว ชาวแอซเท็กยังใช้ยางทำหน้ากาก รองเท้าแตะ และวัตถุอื่นๆ คุณสมบัติการกระดอนของยางมีความสำคัญต่อเกมบอล Mesoamerican เช่น ulama ซึ่งมีผู้เล่นมากถึง 2,000 คน ในปี 1700 ก่อนคริสตศักราช Olmecs ได้เปลี่ยนจากการทำวัตถุยางเพื่อใช้เป็นสื่อสมมติในการวาดภาพ
ยางธรรมชาติเป็นอิลาสโตเมอร์ที่ได้จากน้ำยาง พอลิเมอร์นี้มีลักษณะผิดปกติคือประกอบด้วยทั้งหมด (โดยมีข้อยกเว้นที่หายาก) ของ cis-1,4-polyisoprene โดยไม่มีความไม่อิ่มตัว (นั่นคือ พันธะคู่) ระหว่างโซ่หลักทั้งสองที่ถูกผูกมัดกับอะตอมที่อยู่ติดกันในสายโซ่หลัก โซ่ถูกจัดเรียงในรูปแบบ "S" แต่ละตัว (ดูภาพ) ซึ่งทำให้ยางธรรมชาติมีความยืดหยุ่นในช่วงอุณหภูมิที่กว้างตั้งแต่จุดเยือกแข็งต่ำกว่าจนถึงประมาณ 170 °C (340 °F)
การผลิต
ยางซิลิโคนทำจากโพลิเมอร์อนินทรีย์หรือสังเคราะห์ ในขณะที่ยางธรรมชาติมาจากน้ำยางของพืชบางชนิด ในทางเคมี ยางซิลิโคนแตกต่างจากยางธรรมชาติเนื่องจากมีกลุ่มเมทิลอยู่ในสายโซ่ซิลิโคน ในขณะที่ยางธรรมชาติจะมีเพียงกลุ่มไวนิลในสายโซ่ ตำแหน่งการบ่มของยางซิลิโคนยังแตกต่างจากยางธรรมชาติอีกด้วย ไซต์การรักษาเป็นสถานที่ตามกระดูกสันหลังของโพลีเมอร์ที่สามารถเชื่อมโยงข้ามได้ ในยางซิลิโคน thecnology ใช้ไซเลนที่ไฮโดรไลซ์เป็นไซต์ในการบ่ม ในขณะที่เทคโนโลยียางธรรมชาติใช้อะตอมของกำมะถันเป็นไซต์ในการบ่ม
ยางซิลิโคนเป็นอิลาสโตเมอร์อนินทรีย์ที่ประกอบด้วยซิลิคอนและออกซิเจน เป็นที่รู้จักกันว่าโพลีไซลอกเซน ยางซิลิโคนไม่มีพันธะคู่ในสายโซ่โพลีเมอร์ ซึ่งแตกต่างจากยางธรรมชาติ ทำให้ไวต่อการเกิดออกซิเดชันและการย่อยสลายโดยความร้อนและแสงแดดน้อยลง ยางซิลิโคนยังมีจุดหลอมเหลวสูงกว่ายางธรรมชาติ จึงเหมาะสำหรับ การใช้งานที่อุณหภูมิสูง.
ยางธรรมชาติเป็นอีลาสโตเมอร์อินทรีย์ที่ประกอบด้วยหน่วยไอโซพรีน มีพันธะคู่ในสายโซ่โพลีเมอร์ ซึ่งทำให้ไวต่อการเกิดออกซิเดชันและการย่อยสลายด้วยความร้อนและแสงแดด ยางธรรมชาติยังมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่ายางซิลิโคน ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง
ส่วนประกอบ: ยางแต่ละชนิดประกอบด้วยอะไรบ้าง?
ส่วนประกอบของยางซิลิโคน
ยางซิลิโคนประกอบด้วยโพลิเมอร์ที่มีแกนหลัก Si-O-Si นอกจากโพลิเมอร์เหล่านี้แล้ว ยางซิลิโคนยังมีสารเติมแต่ง เช่น สารตัวเติม สารสี และสารช่วยรักษา ส่วนประกอบของยางซิลิโคนสามารถปรับแต่งเพื่อให้ได้คุณสมบัติเฉพาะ
ยางซิลิโคนเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ถูกวัลคาไนซ์ ซึ่งหมายความว่ายางเหล่านี้ได้รับการบำบัดด้วยสารเคมีหรือความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพ การวัลคาไนเซชันทำให้ยางซิลิโคนทนทานต่ออุณหภูมิสูงและทำให้มีความทนทานโดยรวมมากขึ้น
ส่วนประกอบของยางธรรมชาติ
ยางธรรมชาติประกอบด้วยโพลิเมอร์ที่มีแกนหลักไอโซพรีน โพลิเมอร์เหล่านี้พบได้ในน้ำนมของต้นไม้บางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้น Hevea brasiliensis โครงสร้างโมเลกุลเป็นสายโซ่ของอะตอมของคาร์บอน โดยมีอะตอมของไฮโดรเจนหลายตัวติดอยู่กับสายโซ่ อะตอมของไฮโดรเจนเหล่านี้ทำให้ยางธรรมชาติยืดหยุ่นได้ กระบวนการเดียวกัน (การเติมไฮโดรเจน) ใช้ในการผลิตยางสังเคราะห์
คุณสมบัติ: พวกเขามีคุณสมบัติทางกายภาพอะไรบ้าง?
มีคุณสมบัติสำคัญหลายประการที่ทำให้ยางซิลิโคนแตกต่างจากยางธรรมชาติ หนึ่งคือความทนทาน ยางซิลิโคนสามารถทนต่ออุณหภูมิสูง แสงยูวี และโอโซนได้โดยไม่สลายตัว ในขณะที่ยางธรรมชาติจะเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไปภายใต้สภาวะเหล่านี้ นอกจากนี้ ยางซิลิโคนยังทนทานต่อสารเคมีได้ดีกว่ายางธรรมชาติ ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้งานที่อาจสัมผัสกับสารเคมีรุนแรงหรือตัวทำละลาย ประการสุดท้าย ยางซิลิโคนมีความหนาแน่นต่ำกว่ายางธรรมชาติมาก ซึ่งหมายความว่ามีน้ำหนักที่เบากว่าและมีความยืดหยุ่นมากกว่า คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ยางซิลิโคนเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและผู้บริโภคจำนวนมาก
ยางซิลิโคนเป็นอีลาสโตเมอร์ที่ประกอบด้วยซิลิโคน—ตัวมันเองเป็นโพลิเมอร์—ประกอบด้วยซิลิคอนร่วมกับคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ยางซิลิโคนมีประโยชน์หลายประการที่ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
ทนความร้อนได้สูงมาก จึงสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยไม่เสื่อมสภาพ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความเสี่ยงต่อความเสียหายจากความร้อน เช่น ใน ยางทำจากซิลิคอน ปะเก็นรถยนต์ และสารเคลือบหลุมร่องฟัน
ยางซิลิโคนยังมีความทนทานต่ออุณหภูมิที่เย็นจัดได้ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีความเสี่ยงต่อความเสียหายจากความเย็น เช่น ในภาชนะเก็บอาหาร
ยางซิลิโคนยังมีความทนทานมาก ไม่เสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไปเหมือนยางธรรมชาติ หมายความว่ามีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามาก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเชื่อถือได้ในระยะยาว เช่น ในอุปกรณ์ทางการแพทย์
ยางธรรมชาติเป็นอีลาสโตเมอร์ที่สกัดจากของเหลวสีขาวคล้ายน้ำนมที่เรียกว่าลาเท็กซ์ซึ่งผลิตโดยพืชหลายชนิด มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี เช่น ความยืดหยุ่น ความทนทานต่อการขัดถู และความต้านทานแรงดึง ตลอดจนคุณสมบัติกันน้ำและความเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: มีรอยเท้าแบบไหน?
ยางสองประเภทหลักคือยางซิลิโคนและยางธรรมชาติ พวกเขาทั้งสองมีรอยเท้าทางสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน
ยางธรรมชาติทำมาจากน้ำเลี้ยงของต้นไม้บางชนิด และเป็นทรัพยากรที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ย่อยสลายได้ง่ายในสิ่งแวดล้อมและไม่ปล่อยสารพิษที่เป็นอันตราย การผลิตยางธรรมชาติต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อระบบนิเวศ
ยางซิลิโคนทำจากวัสดุสังเคราะห์และไม่ใช่ทรัพยากรหมุนเวียน ไม่สลายตัวได้ง่ายในสิ่งแวดล้อมและสามารถปล่อยสารพิษที่เป็นอันตรายได้ การผลิตยางซิลิโคนไม่จำเป็นต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก แต่วัสดุสังเคราะห์ที่ทำขึ้นอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
ราคา: ราคาเท่าไหร่?
ต้นทุนเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเสมอเมื่อเลือกวัสดุสำหรับโครงการของคุณ แล้วซิลิโคนและยางธรรมชาติราคาเท่าไหร่?
ยางซิลิโคนมักจะมีราคาแพงกว่ายางธรรมชาติ เนื่องจากยางซิลิโคนมีคุณสมบัติทนความร้อนและทนต่อสารเคมีได้ดีกว่ายางธรรมชาติ นอกจากนี้ยางซิลิโคนยังทนต่ออุณหภูมิได้สูงกว่ายางธรรมชาติ จึงเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้งานหลายประเภท
ในทางกลับกัน ยางธรรมชาติมีราคาถูกกว่ายางซิลิโคน เนื่องจากยางธรรมชาติไม่ทนต่อความร้อนและสารเคมีได้เท่ากับยางซิลิโคน อย่างไรก็ตาม ยางธรรมชาติสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายกว่ายางซิลิโคนเนื่องจากมีต้นทุนที่ต่ำกว่า
สรุป: ยางตัวไหนดีกว่ากัน?
ยางซิลิโคนและยางธรรมชาติมีทั้งข้อดีและข้อเสีย ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของคุณว่าแบบใดจะทำงานได้ดีกว่าสำหรับคุณ หากคุณต้องการวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ ยางซิลิโคนคือตัวเลือกที่เหมาะสม หากคุณต้องการวัสดุที่ยืดหยุ่นและมีความต้านทานแรงดึงสูง ยางธรรมชาติคือตัวเลือกที่ดีกว่า ท้ายที่สุดแล้ว ยางที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณขึ้นอยู่กับคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดสำหรับคุณ
