ห้องปฏิบัติการพอลิเมอร์
ภารกิจหลัก: การนำรังสีมาประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงสมบัติของพอลิเมอร์
รังสีช่วยปรับปรุงคุณภาพของพอลิเมอร์ได้อย่างไร: เมื่อเรานำพอลิเมอร์ไปฉายรังสี พลังงานจากต้นกำเนิดรังสี เช่น รังสีแกมมา (gamma radiation) หรือ ลำอิเล็กตรอน (electron beam) จะถูกถ่ายโอนไปสู่พอลิเมอร์ ซึ่งพลังงานนี้สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี หรือการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างของพอลิเมอร์
ผลของการฉายรังสีต่อพอลิเมอร์: การฉายรังสีพอลิเมอร์ ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้มากมาย การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเหล่านี้ สามารถนำไปสู่การประยุกต์ใช้ที่มีประโยชน์อย่างมากในทางอุตสาหกรรม เช่น
- Cross-linking: การเชื่อมโยงข้าม หรือ ครอสลิงก์ คือ การเกิดพันธะเคมี ที่ก่อให้เกิดการเชื่อมโยงกันระหว่างสายโซ่ของพอลิเมอร์ กลายเป็นโครงร่างที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงขึ้น โดยทั่วไปแล้วครอสลิงจะช่วยปรับปรุงสมบัติต่าง ๆ ของพอลิเมอร์ให้ดีขึ้น เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว ความทนทานต่อสารเคมี และสมบัติสำคัญอื่น ๆ
- Grafting: การต่อมอนอเมอร์ต่างชนิดเข้ากับพอลิเมอร์ที่สนใจ เมื่อนำไปฉายรังสี หมู่ทำหน้าที่ (functional group) บางส่วน อาจหลุดจากสายโซ่ของพอลิเมอร์ และกลายเป็นจุดตั้งต้นของปฎิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์ (polymerization) ของมอนอเมอร์ ก่อให้เกิดเป็นสายโซ่ของพอลิเมอร์เส้นใหม่ที่เกาะอยู่บนพอลิเมอร์เส้นเดิม ซึ่งเป็นวิธีการที่มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวของพอลิเมอร์
- Degradation: การทำให้แตกสลายของพันธะเคมี ซึ่งทำให้สายโซ่พอลิเมอร์สั้นลง และมีน้ำหนักโมเลกุลลดลง ซึ่งส่งผลให้ขั้นตอนการขึ้นรูปพอลิเมอร์ทำได้ง่ายขึ้น และมีประโยชน์อย่างมากต่อพอลิเมอร์บางชนิด เช่น เทฟลอน (TEFLON: polytetrafluoroethylene, PTFE) ที่ไม่สามารถลดน้ำหนักโมเลกุลได้ด้วยวิธีอื่น
ข้อดีของการใช้รังสีในการปรับปรุงสมบัติของพอลิเมอร์
- มีประสิทธิภาพ
- ต้นทุนไม่สูงจนเกินไป
- เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากก่อให้เกิดปฏิกิริยาได้โดยไม่ต้องเติมสารเคมี หรือสารเร่งปฏิกิริยาใด ๆ
- กรรมวิธีไม่ยุ่งยากซับซ้อน ทำได้ ณ อุณหภูมิห้อง ในบรรยากาศปกติ ทุกสถานะของตัวอย่าง
เครื่องมือพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์สมบัติของพอลิเมอร์
| เทคนิค | เครื่องมือ | การวิเคราะห์สมบัติ |
| Differential scanning calorimetry (DSC) |  | ทางความร้อน |
| Thermal gravimetric analysis (TGA) |  | ทางความร้อน |
| Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) |  | ทางเคมี |
| Universal testing machine (UTM) |  | เชิงกล |
ตัวอย่างผลงานการนำรังสีมาประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงสมบัติของพอลิเมอร์
ผู้ดูแล: เกศินี เหมวิเชียร | ฐิติรัตน์ รัตนวงษ์วิบูลย์ | ภัทรา เลิศศราวุธ | ศักดิ์ชัย หลักสี
Page Created: 19 Feb 2021