ชนิดของยาง และคุณสมบัติของยาง ตอนที่ 1

ชนิดของยาง และคุณสมบัติของยาง วัตดุดิบที่ใช้ทำกระบอกลม กระบอกสูบ กระบอกสูบ หรือ กระบอกลม กระบอกนิวเมติกส์, สายลม และอุปกรณ์นิวเมติกส์อื่นๆ ที่ใช้กันอยู่ปัจจุบันส่วนหนึ่งใช้วัตถุดิบมาจาก ยาง ซึ่งยางแบ่งออกเป็น 2 ชนิดหลัก ๆ ได้แก่ ยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์

1. ยางธรรมชาติ (NR)

ยางธรรมชาติ (NR) คือ ยางที่มาจากต้นยางพาราโดยตรง ไม่ผ่านกรรมวิธีการใด ๆ

รูปยางธรรมชาติ

การนำยางธรรมชาติไปใช้งานมีอยู่ 2 รูปแบบคือ รูปแบบน้ำยาง และรูปแบบยางแห้ง ในรูปแบบน้ำยางนั้นน้ำยางสดจะถูกนำมาแยกน้ำออกเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของเนื้อยางขั้นตอนหนึ่งก่อนด้วยวิธีการต่าง ๆ แต่ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมคือการใช้เครื่องเซนตริฟิวส์ ในขณะที่การเตรียมยางแห้งนั้นมักจะใช้วิธีการใส่กรดอะซิติกลงในน้ำยางสด การใส่กรดอะซิติกเจือจางลงในน้ำยาง ทำให้น้ำยางจับตัวเป็นก้อน เกิดการแยกชั้นระหว่างเนื้อยางและน้ำ ส่วนน้ำที่ปนอยู่ในยางจะถูกกำจัดออกไปโดยการรีดด้วยลูกกลิ้ง 2 ลูกกลิ้ง วิธีการหลัก ๆ ที่จะทำให้ยางแห้งสนิทมี 2 วิธีคือ การรมควันยาง และการทำยางเครพ แต่เนื่องจากยางผลิตได้มาจากเกษตรกรจากแหล่งที่แตกต่างกัน ทำให้ต้องมีการแบ่งชั้นของยางตามความบริสุทธิ์ของยางนั้น ๆ ผลิตภัณฑ์จากยางธรรมชาติ ได้แก่ ยางรถยนต์, รองเท้า, ท่อยาง, ปูพื้น, ลูกล้อ, ยางแท่นเครื่อง

สรุปคุณสมบัติของยางยางธรรมชาติ NR

• ทนการเสียดสี
• รับแรงกระแทก
• ยืดหยุ่นตัวดี
• ทนความร้อนได้ -20°C ถึง 80°C

2. ยางสังเคราะห์

ยางสังเคราะห์ คือ ยางวิทยาศาสตร์เป็นยางที่มนุษย์ผสมขึ้นมาเองได้แก่ ยาง NBR, SR, EPDM, SILICONE, VITON, HYPALON, CR, NEOPRENE, THERMOPLASTIC POIYURTEHANES และ URETHANE แต่ละชนิดมีคุณสมบัติดังนี้

ยางเทียมสังเคราะห์ (Synthesis Rubber SR)  เป็นยางสังเคราะห์ที่ใช้งานกันมากในสหรัฐอเมริกา ยางมีส่วนผสมของบิวทาไดน์ 78% กับสไตรีน 22% มันอาจจะถูกผสมกันที่อุณหภูมิ 40 องศาฟาเรนไฮต์ เมื่อนำมาผสมกันที่ 40 องศาฟาเรนไฮต์ยางจะมีคุณสมบัติพิเศษกว่า ยางธรรมชาติจึงนำไป ใช้ทำยางรถยนต์ ยางสังเคราะห์มีความต้านทานต่อการขูดถลอก สภาวะของลมฟ้าอากาศที่แปรเปลี่ยนไป ต้านทานไฟฟ้าได้ดี เมื่อทิ้งไว้ให้ตากแดด ตากลม โอโซน แก๊สโซลีน และน้ำมัน ยางจะชำรุดเสียหายได้ ยางนี้ยังใช้ทำท่อยาง พื้นฉนวน สายพานลำเลียง วัสดุหีบห่อ พื้นรองเท้า

สรุปคุณสมบัติของยาง

• การใช้งานคล้ายยาง NR
• ทนการเสียดสี
• ต้านทานไฟฟ้าได้ดี
• ทนความร้อนได้ -20°c ถึง 80°c

ยางสังเคราะห์ไนไทรล์ (NBR)  เป็นโคพอลิเมอร์ของ อะไครโลไนไตร์ล และบิวตาไดอีน ยางชนิดนี้จึงมีคุณสมบัติเด่นคือทนต่อน้ำมันปิโตรเลียม และตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วต่างๆ ได้ดี เนื่องจากยางชนิดนี้ประกอบด้วยสองส่วนคือ ส่วนที่เป็น บิวตาไดอีน ซึ่งจะให้ความยืดหยุ่น และส่วนที่เรียกว่า อะไครโรไนไตร์ลซึ่งเป็นส่วนที่จะทำให้ทนทานมากขึ้น กล่าวคือ หากยิ่งเพิ่มปริมาณ มากขึ้น จะทำให้มีความทนต่อน้ำมันและตัวทำละลายสูงขึ้น ความทนทานต่อความร้อนและโอโซนสูงขึ้น ความต้านทานการขัดถูสูงขึ้น ความแข็งและความทนทานต่อแรงดึงสูงขึ้น ความหนาแน่นสูงขึ้น การใช้งานส่วนใหญ่จะถูกนำไปใช้กับงานที่ต้องสัมผัสน้ำมันทนทานต่อความร้อนและต้านทานต่อการขัดถู ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ นำไปใช้ทำ ประเก็นน้ำมัน ยางโอริง ยางซีล ยางเชื่อมข้อต่อ สายพานลำเลียง ท่อดูดหรือส่งน้ำมัน ท่อยางเสริมแรง ยางเคลือบลูกกลิ้ง รองเท้าบูท พื้นและส้นรองเท้า

สรุปคุณสมบัติของยาง NBR

• เป็นยางกันน้ำมัน
• ทนการเสียดสีได้ดี
• ทนความร้อนได้ -40°c ถึง 120°c

การนำยางสังเคราะห์  NBR มาใช้ในสินค้า เช่น ตัวกระบอกสูบนิวเมติกส์ รหัส SG, SGC จะใช้ยางสังเคราะห์ NBR ทำซีลโอริงและซีลต่าง ๆดังรูป

ซีล (Seal) โอริง (O-ring)

คือ ชิ้นส่วนเล็กๆส่วนหนึ่งของอุปกรณ์นิวเมติกส์และไฮดรอลิก ซึ่งมีความสำคัญคือไม่ให้ลมหรือน้ำมันไฮดรอลิกหรือของเหลวอื่นๆไหลผ่านระหว่างช่วงโลหะของกระบอกลูกสูบ วาล์ว ชุดกรองลม ฯลฯ ทำให้อุปกรณ์นิวเมติกส์และไฮดรอลิก ทำงานได้ตามหน้าที่ ตามที่ออกแบบอย่างสมบูรณ์

ซีล (Seal) ทำจากยางธรรมชาติ (NR) และยางสังเคาระห์ไนไตร์ล (NBR), FPM หรือ VITON, PU, TPU และเทฟลอน Teflon (PTEF) ซึ่งยางสังเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นโพลิเมอร์ ที่มาจากปิโตรเคมิคัล

ยางสังเคราะห์ยางเอฟพีเอ็มหรือ ไวตั้น (FPM, VITON) เป็นยางสังเคราะห์ประเภท fluorocarbon elastomer เพื่อการใช้งานที่สภาวะอุณหภูมิสูงๆ  ยางไวตันมีความเหมาะสมอย่างยิ่งในการใช้งานร่วมกับน้ำมันทุกชนิด, สารประกอบคลอริเนต, สารประกอบไฮโดรคาร์บอน, กรดที่มีความรุนแรง และให้ผลลัทธ์ได้อย่างดีเยี่ยมผลิตภัณฑ์จากยางเอฟพีเอ็ม ได้แก่ ชิ้นส่วนอุตสาหกรรมการบิน, โอริงและซีล อุปกรณ์นิวเมติกส์

สรุปคุณสมบัติของยางเอฟพีเอ็ม (FPM, VITON)

• ทนต่อน้ำมัน
• ทนกรดด่างและสารเคมีทุกชนิด
• ทนต่อสภาวะอากาศ
• ทนความร้อนได้สูงตั้งแต่ -40°c ถึง 220°c

การนำยางสังเคราะห์  FPM, VITON มาใช้ในสินค้า จะมีการใช้งานที่แตกต่างกัน ยกตัวอย่าง เช่น ตัวกระบอกสูบนิวเมติกส์ รหัส SID, SIJ จะสามารถเลือกใช้ยางสังเคราะห์ FPM, VITON ทำซีลโอริงและซีลต่างๆได้ดังรูป

ยางโพลียูรีเทน (Polyurethane, PU) ผลิตขึ้นครั้งแรกในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เพื่อใช้ทดแทนยางธรรมชาติ และยังใช้ผลิตผ้าที่มีความทนทาน เคลือบผิวเครื่องบิน โลหะ เพื่อป้องกันการกัดกร่อนและสารเคมี โพลียูรีเทนผลิตจากโพลีออลกับไดไอโซไซยาเนตหรือโพลีเมอริก ไอโซไซยาเนต โพลียูรีเทนส่วนใหญ่เป็นพลาสติกชนิดเทอร์โมเซ็ต คือ ไม่สามารถหลอมเหลวและขึ้นรูปใหม่ได้  ซึ่งผลิตออกมาหลายรูปแบบได้แก่ ท่อลมอัด เป็นโฟมยืดหยุ่น โฟมแข็ง สารเคลือบป้องกันสารเคมี

สรุปคุณสมบัติของยาง POLYURETHANE

• ทนต่อการเสียดสีได้ดีมาก
• ทนต่อแรงลมอัดได้สูง
• ทนน้ำมัน
• ทนความร้อนได้ -40°c ถึง 100°c