เทคโนโลยี

IRPC คิดค้นผลิตภัณฑ์ใหม่ “Bio-based polystyrene” ภายใต้แบรน POLIMAXX เกรด PK150B20 ผลิตภัณฑ์นี้เป็นพลาสติกชนิด bio-based polystyrene มีส่วนประกอบจากวัสดุจากธรรมชาติ 20% เพื่อลดการใช้ Fossil-based ทำให้ผลิตภัณฑ์นี้เป็นผลิตภัณฑ์สีเขียว เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและยังสามารถนำมา รีไซเคิลได้ 100%

วัสดุธรรมชาติที่ใช้ผลิตมาจากมันสำปะหลังซึ่งเป็นผลผลิตของเกษตรกรไทย ถือเป็นการช่วยเหลือเกษตรกรและส่งเสริมเศรษฐกิจของประเทศอีกทางหนึ่ง นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวยังได้รับการคุ้มครองอนุสิทธิบัตรจากกรมทรัพย์สินทางปัญญาอีกด้วย วัสดุพอลิเมอร์นี้สามารถขึ้นรูปได้ด้วยกระบวนการฉีดขึ้นรูป เช่น ช้อน ส้อม มีด และถาดใส่อาหาร วัสดุพอลิเมอร์นี้ผ่านการทดสอบตามมาตรฐานการสัมผัสอาหาร ( EU No 10/2011, US FDA 21 CFR177.1640) ทำให้ผู้บริโภคสามารถมั่นใจได้ว่ามีความปลอดภัยในการใช้งานที่มีการสัมผัสอาหาร นอกจากนี้ยังสามารถนำไปฉีดขึ้นรูปได้อีกหลากหลายผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมกับไลฟ์สไตล์สมัยใหม่ เช่น กระถางต้นไม้หรืออุปกรณ์สำนักงานรักษ์โลก คนรุ่นใหม่มีรูปแบบการใช้ชีวิตที่ทันสมัย สะดวก สบาย ในขณะเดียวกันก็ให้ความสำคัญกับโลกใบนี้ ดังนั้นการใช้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างเม็ดพลาสติก Bio-based polystyrene ที่ใช้วัสดุธรรมชาติเป็นองค์ประกอบและสามารถนำเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิลได้ 100% ก็มีส่วนช่วยดูแลรักษาสิ่งแวดล้อมและโลกของเราให้น่าอยู่ต่อไปอย่างยั่งยืน

ปัญหาภาวะโลกร้อนที่นับวันจะทวีความรุนแรงขึ้น จนเป็นสาเหตุสำคัญที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่อสภาพแวดล้อมต่างๆทางธรรมชาติ บริษัท IRPC มหาชน จำกัด ได้ตระหนักถึงปัญหาดังกล่าว และหันมาออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ตอบโจทย์ต่อการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม พลาสติกฐานชีวภาพพอลิโพรไพลีน หรือ Bio-based polypropylene เป็นการนำเอาวัสดุจากธรรมชาติมาช่วยในการเสริมแรงให้กับพอลิโพรไพลีน และผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพราะอาศัยหลัก 3Rs รักษ์โลก หรือ Reduce Reuse Recycle ในการออกแบบกล่าวคือเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้วัสดุจากธรรมชาติถึง 30% เพื่อทดแทนสัดส่วนของพอลิโพรไพลีนที่ใช้ (Reduce) เป็นการลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มาจากกระบวนการผลิตพอลิโพรไพลีน ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวสามารถนำมาหมุนเวียนได้หลายครั้ง (Reuse) และยังสามารถนำกลับมาเข้ากระบวนการผลิตซ้ำใหม่ได้ (Recycle) อีกทั้งผลิตภัณฑ์ดังกล่าวยังผ่านการทดสอบการสัมผัสอาหารในหัวข้อ overall migration มาตรฐาน EU10/2011 และ US FDA 21 CFR 177.1520 (Olefin Polymers) ทำให้ผู้บริโภคมีความมั่นใจได้ว่านอกจากจะเลือกผลิตภัณฑ์ที่มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแล้ว ผู้บริโภคยังได้รับความปลอดภัยจากการใช้ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวในการสัมผัสอาหารอีกด้วย

ในปัจจุบันเทรนด์ที่กำลังมาแรงและได้รับความสนใจอย่างแพร่หลายทั่วโลกคงจะหนีไม่พ้นเรื่องของเทรนด์รักษ์โลก รักสิ่งแวดล้อม เนื่องจากผู้คนเริ่มที่จะตระหนักถึงปัญหาเรื่องผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากผลิตภัณฑ์หรือสินค้าโภคภัณฑ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพลาสติกหรือพอลิเมอร์ เนื่องจากในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์เอบีเอสแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่สมบูรณ์ 100% จึงทำให้เกิดสารระเหยที่มีความเป็นพิษออกมาจากผลิตภัณฑ์และส่งผลกระทบต่อสุขภาพของผู้ใช้งานและความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม ทางบริษัทไออาร์พีซี จำกัด (มหาชน) จึงได้ทำการคิดค้นและพัฒนาผลิตภัณฑ์เอบีเอสที่มาพร้อมกับคุณสมบัติ Low VOCs (Volatile Organic Compounds) หรือก็คือผลิตภัณฑ์เอบีเอสที่มีสารระเหยที่มีความเป็นพิษต่ำ จึงทำให้มั่นใจได้ว่าปลอดภัยต่อทั้งสุขภาพและยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

ในการผลิตน้ำประปาเพื่อใช้อุปโภคและบริโภคนั้นจำเป็นที่จะต้องมีการฆ่าเชื้อโรค ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การใช้แสงอุลตร้าไวโอเลต การใช้โอโซน หรือการใช้สารเคมีในการฆ่าเชื้อโรค เป็นต้น การใช้ " คลอรีน’’ ฆ่าเชื้อโรคในน้ำประปาเป็นที่นิยมใช้กันแพร่หลายสำหรับระบบประปาทั่วโลก

ซึ่งคลอรีนจัดเป็นสารออกซิแดนท์ที่สามารถกัดกร่อนวัสดุได้ รวมถึงท่อพลาสติก HDPE เมื่อมีการใช้เวลานาน ซึ่งส่งผลให้อายุการใช้งานของท่อพลาสติก HDPE มีอายุการใช้งานที่สั้นลง ดังนั้น เพื่อให้อายุการใช้งานของท่อมีประสิทธิภาพได้ดียิ่งขึ้น ท่อที่มีคุณสมบัติที่ทนต่อคลอรีนจึงเป็นที่น่าสนใจ เนื่องจากบริษัท IRPC มีการผลิตเรซิ่น HDPE PE100 pipe grade ที่มีคุณภาพสูงจากการออกแบบโครงสร้างของพอลิเมอร์ที่สามารถขึ้นรูปได้งาน และมีความแข็งแรงสูง สำหรับเม็ดพลาสติกเกรดท่อที่ทนต่อคลอรีนใน ทางทีมวิจัยได้พัฒนาสูตรสารเติมแต่งที่ทำให้เรซิ่นไม่เสียสภาพ และทนต่อการกัดกร่อนของคลอรีนเมื่อนำไปใช้การขนส่งน้ำที่มีคลอรีน โดยทางทีมวิจัยและพัฒนาได้เกรดท่อขนส่งน้ำทนต่อคลอรีน ทั้ง 2 สี ได้แก่ สีดำ และ สีน้ำเงิน 

ลักษณะเด่นของนวัตกรรม (Features) 

• ได้มาตราฐานตาม ISO และ ASTM STANDARD  
• สามารถยืดอายุการใช้งานของท่อได้มากขึ้นถึง 3 เท่า สามารถนำไปใช้งานขนส่งน้ำที่มีปริมาณคลอรีนที่สูง
• สามารถขึ้นรูปได้ง่ายและมีความแข็งแรงสูง

โดยท่อเอชดีพีอี พีอี100 เกรดทนต่อคลอรีน สามารถใช้เป็นท่อขนส่งน้ำที่มีคลอรีนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยืดอายุการใช้งานของท่อได้มากถึง 3 เท่า เหมาะที่จะนำไปใช้ขนส่งทั้งน้ำดื่ม หรือน้ำประปา นอกจากนี้เม็ดพลาสติกเกรดนี้ยังสามารถขึ้นรูปได้ง่าย มีความแข็งแรง และมีคุณสมบัติตามมตราฐานระดับสากล

น้ำมันดีเซลชีวภาพหรือไบโอดีเซล (Biodiesel) หรือ B100 มีชื่อทางเคมีเรียกว่า Fatty acid methyl ester (FAME) ถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งในน้ำมันดีเซลที่ผลิตจากการกลั่นน้ำมันดิบในอัตราส่วนในข้อกำหนดลักษณะและคุณภาพของน้ำมันดีเซลโดยกรมธุรกิจพลังงาน กระทรวงพลังงาน เพื่อให้โรงกลั่นน้ำมันขายเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลหมุนเร็วสำเร็จรูป (High speed diesel fuel) ที่สถานีบริการน้ำมันเชื้อเพลิงในประเทศไทย  โรงกลั่นน้ำมันดิบต้องซื้อน้ำมันไบโอดีเซลจากผู้ผลิตภายในประเทศอ้างอิงคุณภาพผลิตภัณฑ์ไบโอดีเซลตามข้อกำหนดคุณภาพโดยกรมธุกิจพลังงาน และยังมีการตรวจสอบคุณภาพน้ำมันไบโอดีเซลในห้องปฏิบัติการก่อนรับสินค้าเข้า ได้แก่ ปริมาณน้ำ (Water content) ดัชนีความหนืดน้ำมัน (Viscosity index) ตรวจสอบสภาพทั่วไปของสินค้า (Visual inspection)  เช่น ความขุ่น-ใส ตะกอน เป็นต้น อย่างไรก็ดีคุณภาพน้ำมันไบโอดีเซลในบางล๊อตจากผู้ผลิตฯ เมื่อเติมแต่งในน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลแล้วพบว่าเกิดการแยกชั้นระหว่างฟองไขน้ำมันกับน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลในถังเก็บผลิตภัณฑ์ เป็นอุปสรรคต่อระบบขนถ่ายน้ำมัน รวมถึงเมื่อปัญหาที่จะเกิดขึ้นกับระบบจ่ายเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซล

ดังนั้นทางทีมวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมและผลิตภัณฑ์พิเศษร่วมกับทีมวิจัยคุณลักษณะเฉพาะของวัสดุและพัฒนาเทคโนโลยีการทดสอบร่วมกันวิจัยและใช้เทคนิควิเคราะห์เพื่อบ่งชี้สิ่งแปลกปลอมในน้ำมันไบโอดีเซลที่ก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าว ด้วยเทคนิค Thermo gravimetric analysis (TGA) เทคนิค Scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) และเทคนิค Gas chromatography- mass spectroscopy (GC-MS) จึงสามารถชี้บ่งสารปนเปื้อนในน้ำมันไอโดดีเซลเป็นสารอินทรีย์ Sterol glucoside ซึ่งสามารถเป็นไปได้ทั้ง Free steryl glucoside หรืออยู่ในรูปของ Acylated steryl glucoside โดยสารอินทรย์ทั้งสองนี้หากอยู่ในรูปบริสุทธิ์จะมีสีขาว มีจุดหลอมเหลวสูงมากกว่า 200 ˚ C  ดังนั้นหากในกระบวนการผลิตไบโอดีเซลที่ไม่ได้กำจัดสารอินทรีย์ทั้งสองตัวนี้ออกอย่างสมบูรณ์แล้วถูกนำมาใช้เป็นสารเติมแต่งกับน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลหมุนเร็วสำเร็จรูป ก็สามารถก่อปัญหาให้ผู้ใช้งานในเครื่องยนต์ดีเซลได้ เช่น อุดตันในหม้อกรองน้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์ อุดตันในหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง เป็นต้น

นอกจากนี้จากผลงานวิจัยก่อนหน้าถูกรายงานว่า Sterol glucoside เกิดขึ้นโดยธรรมชาติและปะปนอยู่กับน้ำมันพืชอยู่แล้ว เมื่อน้ำมันพืชผ่านกระบวนการ Transesterification ในสภาวะด่างเพื่อผลิตเป็น Biodiesel สาร Acylated steryl glucoside  ในกลุ่ม Sterol glucoside นั้นก็จะมีโอกาสถูกเปลี่ยนเป็น Free steryl glucoside มากขึ้น

            การนำเทคนิควิเคราะห์ข้างต้นจึงเป็นการพัฒนาการตรวจรับน้ำมันไบโอดีเซลเพื่อชี้บ่งสารอินทรีย์ Sterol glucoside ในสินค้าจากผู้ขายฯ ทำให้โรงกลั่นน้ำมันลดโอกาสการเกิดปัญหาคุณภาพและข้อร้องเรียนด้านคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลหมุนเร็วสำเร็จรูป สร้างความน่าเชื่อถือให้กับผู้อุปโภค

สารเติมแต่งกลุ่มสไตรีนิคส์พอลิเมอร์ 

SAG จัดเป็นพอลิเมอร์ผสมที่ใช้เป็นตัวเชื่อมประสานที่มีหมู่ฟังก์ชันอิพอกซีโดยประสิทธิภาพในการเชื่อมประสานจะขึ้นอยู่กับปริมาณของหมู่อิพอกซีในองค์ประกอบของพอลิเมอร์ซึ่งหมู่อิพอกซีสามารถทำปฏิกิริยาได้ดีกับหมู่คาร์บอกซิล หมู่ไฮดรอกซิล หรือ หมู่เอไมด์ จึงทำให้สามารถใช้ SAG เป็นตัวเชื่อมประสานระหว่างพอลิเมอร์ผสมได้ดี เช่น PC/ABS PA/ABS รวมถึงการใช้ SAG เป็น chain extender โดย SAG จะเป็นตัวเชื่อมสายโซ่โมเลกุลที่ถูกตัดจากความร้อนให้ยาวเหมือนเดิมทำให้ความแข็งแรงของพอลิเมอร์ไม่ลดลงแม้ผ่านการแปรรูปด้วยความร้อนหลายครั้งเป็นการปิดข้อด้อยของการใช้งานรีไซเคิลพลาสติกในอุตสาหกรรมแปรรูปพลาสติกได้ รวมถึงการนำ SAG มาใช้เพื่อป้องกันการเสียสภาพของพลาสติกเมื่อผ่านความร้อนได้ด้วย

กลไกการเกิดปฏิกิริยา

ตัวอย่างกลไกการทำปฏิกิริยาระหว่างหมู่อิพอกซีกับหมู่ไฮดรอกซิลที่ปลายสายโซ่โมเลกุลของโพลีเอสเทอร์ โดย SAG จะปรับปรุงสมบัติเชิงกลของพอลิเมอร์โดยอาศัยการทำปฏิกิริยาเชื่อมต่อสายโซ่โมเลกุลที่ปลายสายโซ่ของพอลิเมอร์มี่มีหมูฟังก์ชัน

องค์ประกอบสารเคมี 

SAG เป็นพอลิเมอร์ร่วมระหว่าง สไตรีน อะคริโลไนไทรล์และ ไกลซิดิล เมททาคริเลท

SAG ที่ผ่านการทำปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอย