ผลิตภัณฑ์ PVC ปลอดภัย ด้วยพลาสติไซเซอร์ชีวภาพ

พูดถึง PVC สิ่งแรกทีทุกคนคงนึกถึง คงจะเป็นท่อน้ำสีฟ้า แต่จริงๆ แล้ว PVC หรือ polyvinyl chloride เป็นพลาสติกที่ใช้มากที่สุดอันดับ 3 ของโลก (รองจาก PE; polyethylene และ PP; polypropylene) และใช้ทำผลิตภัณฑ์ได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น เสื่อน้ำมัน ยางขอบประตูรถยนต์ บัตรเครดิต ฟิล์มห่อพัสดุและอาหาร ของเล่นเด็ก และถุงน้ำเกลือที่ใช้ในโรงพยาบาล เป็นต้น

โดยปกติแล้ว พลาสติก PVC จะมีความแข็งแรงและยืดหยุ่นน้อย (ดังเช่น ท่อน้ำ) แต่สามารถนำมาปรับปรุงคุณสมบัติให้มีความยืดหยุ่นสูงได้ ด้วยการเติมสิ่งที่เรียกว่า “พลาสติไซเซอร์” หรือ สารเติมแต่งพลาสติกลงไป

สารพลาสติไซเซอร์เหล่านี้จะเข้าไปแทรกอยู่ในเนื้อของ PVC ทำให้โมเลกุลของ PVC ซึ่งปกติจะเกาะตัวกันเหนียวแน่น คลายตัวออกจากกัน ซึ่งทำให้เนื้อพลาสติกยืดหยุ่นได้ดีขึ้น ขณะที่ต้นทุนการผลิตไม่สูงขึ้นมากนัก โดย PVC ที่มีความนิ่มมาก เช่น ยางลบ อาจมีพลาสติไซเซอร์ปนอยู่ถึง 40-60%
อย่างไรก็ตาม ได้มีการค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ ว่าสารประกอบพทาเลต (phthalate) ซึ่งเป็นพลาสติไซเซอร์ที่นิยมใช้ใน PVC มากที่สุดในปัจจุบัน เช่น สาร DEHP (di(2-ethylhexyl) phthalate) หรือ DINP (Diisononyl phthalate) นั้นสามารถซึมเข้าสู่กระแสเลือดได้ และก่อให้เกิดอันตรายต่อระบบฮอร์โมน ระบบสืบพันธุ์ [1] รวมถึงทำอันตรายต่อทารกในครรภ์ [2] ในกลุ่มประเทศพัฒนาแล้วจึงได้ออกกฎหมายแบนการใช้สารพทาเลตพลาสติไซเซอร์ในผลิตภัณฑ์หลายประเภท เช่น ประเทศแคนาดาได้ออกกฎห้ามใช้สารกลุ่มนี้ในเครื่องสำอาง และจำกัดการใช้ในอุปกรณ์การแพทย์และของเล่นเด็ก [3] สหภาพยุโรปและสหรัฐอเมริกาได้จำกัดปริมาณพลาสติไซเซอร์ชนิดนี้ไว้ที่เพียง 0.1% ของน้ำหนักพลาสติกในของเล่นเด็ก [4-5] ส่วนประเทศฝรั่งเศสได้สั่งห้ามใช้อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีส่วนผสมของพลาสติไซเซอร์เหล่านี้ในแผนกกุมารเวชศาสตร์ [6]

ด้วยเหตุผลดังกล่าว ผู้ผลิตพลาสติก PVC จึงได้มีการปรับตัวโดยนำพลาสติไซเซอร์ที่ไร้สารพทาเลต (non-phthalate) ซึ่งมีพิษต่ำกว่ามาใช้ทดแทน โดยพลาสติไซเซอร์ทางเลือกอาจแบ่งได้เป็นสองกลุ่ม คือ พลาสติไซเซอร์ที่ผลิตได้จากอุตสาหกรรมปิโตรเลียม และ พลาสติไซเซอร์ที่ผลิตได้จากวัตถุดิบชีวภาพ โดยในปัจจุบันพลาสติไซเซอร์ในกลุ่มแรก คือสารประกอบ terephthalate เช่น DOTP นั้นมีราคาค่อนข้างถูกและมีประสิทธิภาพที่ทัดเทียมกับพลาสติไซเซอร์จำพวก phthalate ซึ่งมีความเป็นพิษ ในขณะที่พลาติไซเซอร์ชีวภาพในกลุ่มที่สองนั้นมีข้อจำกัดหลายประการ เช่น มีราคาที่สูงกว่ามาก (ATBC; Acetyl Tributyl Citrate) หรือ สามารถผสมเข้ากับ PVC ได้ไม่มากนัก (ESBO; Epoxidized soybean oil) ทำให้สารในกลุ่มที่สองนี้ยังไม่สามารถทดแทนพลาสติไซเซอร์กลุ่ม phthalate ได้อย่างสมบูรณ์

ทางทีมวิจัย NCAS จึงได้มองเห็นช่องว่างทางเทคโนโลยีนี้ เพื่อพัฒนาพลาสติไซเซอร์จากวัสดุชีวภาพที่มีประสิทธิภาพทัดเทียมกับพลาสติไซเซอร์ที่ผลิตได้จากอุตสาหกรรมปิโตรเคมี โดยเราได้เลือกใช้สารเคมีที่เป็นอนุพันธ์ของน้ำตาลเป็นวัตถุดิบ เพื่อผลิตพลาสติไซเซอร์ชีวภาพที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกับ terephthalate และ phthalate จึงมีคุณสมบัติและประสิทธิภาพที่ทัดเทียมกันกับพลาสติไซเซอร์จากปิโตรเลียมที่มีการใช้งานในท้องตลาด ในขณะที่ต้นทุนการผลิตไม่ได้สูงกว่ามากเหมือนในกรณีของพลาสติไซเซอร์ชีวภาพอื่นๆ ที่มีการรายงานในปัจจุบัน

เรียบเรียงโดย
ดร. โชติธัช สรรพิทักษ์เสรี
ภาพโดย
ดร.ปองกานต์ จักรธรานนท์
#NCASresearch #BCG #Biorefinery

อ้างอิง
[1] https://doi.org/10.1016/j.yhbeh.2014.10.003
[2] https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/ehp.8100
[3] https://www.canada.ca/…/chemicals…/phthalates.html
[4] https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:31999D0815
[5] https://www.govtrack.us/congress/bill.xpd?bill=h110-4040
[6] https://www.ciel.org/france-adopts-ban-on-uses-of-bpa-and-dehp/#:~:text=Today%2C%20France%20adopted%20a%20ban,%E2%80%94polycarbonate%20and%20PVC%2C%20respectively

โพสต์ที่คุณน่าจะสนใจ

CCUS เทคโนโลยีกำจัดคาร์บอน สู่ทางรอดของประเทศไทย?

สวัสดีปีใหม่ 2567 ผู้อ่านทุกท่าน ปีเก่าผ่านไปปีใหม่เข้ามาพร้อมกับความท้าทายโจทย์ใหญ่โจทย์เดิม คือ สภาวะโลกร้อน ที่ทำให้เกิดสภาพอากาศแปรปรวน อันส่งผลกระทบต่อชีวิตมนุษย์และระบบนิเวศของโลก สภาวะโลกร้อนนี้มีสาเหตุหลักมาจากกิจกรรมของมนุษย์ที่เพิ่มปริมาณก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศ โดยก๊าซเรือนกระจกหลักก็คือคาร์บอนไดออกไซด์

CARBANO เทคโนโลยีผลิตถ่านกัมมันต์ประสิทธิภาพสูงจากวัสดุคาร์บอน

ประเทศไทยขึ้นชื่อว่าเป็นประเทศแห่งอุตสาหกรรมเกษตรและมีวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่มากมายหลายหลาก การนำวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงจึงเป็นหนึ่งในแนวคิดสำคัญที่จะช่วยเพิ่มรายได้ให้กับอุตสาหกรรมเกษตรของประเทศไทย หนึ่งในผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงที่สามารถผลิตได้จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร คือ ถ่านกัมมันต์ (activated carbon) ซึ่งเป็นถ่านที่มีรูพรุนปริมาณมาก สามารถนำไปใช้ดูดซับและกำจัดสิ่งปนเปื้อนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาดเหมาะกับการนำไปใช้อุปโภคและบริโภคในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น

รางวัลโนเบล สาขาเคมี 2023 ผู้ปลูกควอนตัมดอทส์ เมล็ดพันธุ์แห่งวงการนาโนเทคโนโลยี

รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2023 ได้มอบรางวัลให้กับการค้นพบและการพัฒนาควอนตัมดอทส์(Quantum Dots, QTDs) หรือ “จุดควอนตัม” ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากในระดับ 1-10 นาโนเมตร

รู้จักกับ “ลิกนิน” สารธรรมชาติที่แสนจะไม่ธรรมดา

ลิกนิน (Lignin) เป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติ ที่สามารถพบได้ในพืชทั่วไปสูงถึง 30% ทำหน้าที่เปรียบเสมือนกาวประสานช่วยยึดโครงสร้างพืชให้มีความแข็งแรง นอกจากนี้ยังช่วยลดการระเหยของน้ำ และช่วยป้องกันการถูกทำลายของเนื้อเยื่อจากจุลินทรีย์ได้อีกด้วย ลิกนินมีโครงสร้างแบบอะโรมาติก (Aromatic

หมวดหมู่

โพสต์ยอดนิยม

Biorefinery series: การผลิตกรดแลคติกจากน้ำตาล ด้วยกระบวนการเชิงเคมีความร้อน

ไบโอรีไฟเนอรี่ (Biorefinery) หรือ อุตสาหกรรมพลังงานและเคมีชีวภาพ คือ อุตสาหกรรมการผลิตแห่งอนาคตที่นำชีวมวล หรือวัตถุดิบที่ได้จากพืช มาใช้เป็นสารตั้งต้น (feedstock) ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ

Biorefinery series: น้ำมันเชื้อเพลิงอากาศยานชีวภาพจากน้ำมันปาล์ม

น้ำมันปาล์มเป็นน้ำมันพืชที่ได้จากผลของต้นปาล์มน้ำมันซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจที่หมุนเวียนได้ น้ำมันปาล์มนั้นสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย ตั้งแต่นำมาใช้ได้โดยตรงเพื่อการปรุงอาหาร นำมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง หรือนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมโอลีโอเคมี (oleochemical industry) เช่น ผลิตสารหล่อลื่นชีวภาพ (biolubricant)

โพสต์ล่าสุด

นาโนสารสนเทศและปัญญาประดิษฐ์ ใน ยุค Web 3.0

เราคงคุ้นเคยกับคำว่า ปัญญาประดิษฐ์ หรือ AI เป็นอย่างดี ว่าจะมาช่วยมนุษย์ทำงาน คิดวิเคราะห์ข้อมูล และช่วยในการตัดสินใจ ทำให้เราทำงานได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เนื่องจาก

การคำนวณเคมีเชิงคอมพิวเตอร์ภายใต้กลุ่มวิจัย NCAS (ตอนที่ 1)

การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีใหม่ๆ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเคมี โดยหลักการนั้นไม่ต่างจากการออกแบบรถยนต์ ที่ต้องอาศัยความรู้ความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องยนต์ แต่ในกรณีของตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี เครื่องยนต์กลไกที่เป็นหัวใจของการเกิดปฏิกิริยานั้น เป็นผลมาจากแรงอันตรกิริยาที่เป็นแรงดูดหรือแรงผลักระหว่างพื้นผิวของตัวเร่งและโมเลกุลของสาร ซึ่งปรากฎการณ์ดังกล่าวนั้นเกิดขึ้นในระดับนาโนเมตรหรือเล็กกว่า การวิเคราะห์วัสดุที่มาตราส่วนดังกล่าวนั้นมีความซับซ้อนและมักมีข้อกำจัดด้านเครื่องมือ หรือในบางกรณีสมบัติที่สำคัญนั้นยังไม่สามารถวัดได้โดยเครื่องมือที่มีอยู่ในปัจจุบัน