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: น้ำมันเชื้อเพลิงอากาศยานชีวภาพจากน้ำมันปาล์ม

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

Biorefinery series: การสังเคราะห์สารเคมีมากมูลค่าจาก HMF (ตอนที่ 2)

จากบทความก่อนหน้านี้ เราได้บอกเล่าความน่าสนใจของสาร 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัล (5-Hydroxymehylfurfural, HMF) และเล่าถึงวิธีการสังเคราะห์ชนิดนี้ไปแล้ว มาบทความในตอนที่ 3 ของ Biorefinery

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