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
สวัสดีปีใหม่ 2567 ผู้อ่านทุกท่าน ปีเก่าผ่านไปปีใหม่เข้ามาพร้อมกับความท้าทายโจทย์ใหญ่โจทย์เดิม คือ สภาวะโลกร้อน ที่ทำให้เกิดสภาพอากาศแปรปรวน อันส่งผลกระทบต่อชีวิตมนุษย์และระบบนิเวศของโลก สภาวะโลกร้อนนี้มีสาเหตุหลักมาจากกิจกรรมของมนุษย์ที่เพิ่มปริมาณก๊าซเรือนกระจกในบรรยากาศ โดยก๊าซเรือนกระจกหลักก็คือคาร์บอนไดออกไซด์
พูดถึง PVC สิ่งแรกทีทุกคนคงนึกถึง คงจะเป็นท่อน้ำสีฟ้า แต่จริงๆ แล้ว PVC หรือ polyvinyl chloride
ประเทศไทยขึ้นชื่อว่าเป็นประเทศแห่งอุตสาหกรรมเกษตรและมีวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่มากมายหลายหลาก การนำวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงจึงเป็นหนึ่งในแนวคิดสำคัญที่จะช่วยเพิ่มรายได้ให้กับอุตสาหกรรมเกษตรของประเทศไทย หนึ่งในผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงที่สามารถผลิตได้จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร คือ ถ่านกัมมันต์ (activated carbon) ซึ่งเป็นถ่านที่มีรูพรุนปริมาณมาก สามารถนำไปใช้ดูดซับและกำจัดสิ่งปนเปื้อนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาดเหมาะกับการนำไปใช้อุปโภคและบริโภคในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น
รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2023 ได้มอบรางวัลให้กับการค้นพบและการพัฒนาควอนตัมดอทส์(Quantum Dots, QTDs) หรือ “จุดควอนตัม” ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากในระดับ 1-10 นาโนเมตร
ณ วินาทีนี้ คงไม่มีใครในโลกเทคโนโลยี ไม่รู้จัก ChatGPT generative AI model อันเลื่องชื่อ ที่มีความสามารถในการสื่อสารกับมนุษย์อย่างเป็นธรรมชาติ
ลิกนิน (Lignin) เป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติ ที่สามารถพบได้ในพืชทั่วไปสูงถึง 30% ทำหน้าที่เปรียบเสมือนกาวประสานช่วยยึดโครงสร้างพืชให้มีความแข็งแรง นอกจากนี้ยังช่วยลดการระเหยของน้ำ และช่วยป้องกันการถูกทำลายของเนื้อเยื่อจากจุลินทรีย์ได้อีกด้วย ลิกนินมีโครงสร้างแบบอะโรมาติก (Aromatic
เหตุการณ์น้ำมัน 20-50 ตัน รั่วไหลจากท่อใต้ทะเลสู่ทะเลอ่าวไทย บริเวณมาบตาพุด จังหวัดระยอง ในวันที่ 25 ม.ค. 2565
ไบโอรีไฟเนอรี่ (Biorefinery) หรือ อุตสาหกรรมพลังงานและเคมีชีวภาพ คือ อุตสาหกรรมการผลิตแห่งอนาคตที่นำชีวมวล หรือวัตถุดิบที่ได้จากพืช มาใช้เป็นสารตั้งต้น (feedstock) ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ
ในตอนที่ 2 ของ Biorefinery series นี้ เราจะมาเล่าถึงสาร 5-ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัล (5-Hydroxymehylfurfural, HMF)
ประเทศไทยขึ้นชื่อว่าเป็นประเทศแห่งอุตสาหกรรมเกษตรและมีวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่มากมายหลายหลาก การนำวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงจึงเป็นหนึ่งในแนวคิดสำคัญที่จะช่วยเพิ่มรายได้ให้กับอุตสาหกรรมเกษตรของประเทศไทย หนึ่งในผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงที่สามารถผลิตได้จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร คือ ถ่านกัมมันต์ (activated carbon) ซึ่งเป็นถ่านที่มีรูพรุนปริมาณมาก สามารถนำไปใช้ดูดซับและกำจัดสิ่งปนเปื้อนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาดเหมาะกับการนำไปใช้อุปโภคและบริโภคในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น
ในตอนนี้จะเล่าถึงงานวิจัยของกลุ่ม NCAS ที่ประยุกต์ใช้ atomic simulation และวิธีการคำนวณแบบ Density Functional Theory calculations
เราคงคุ้นเคยกับคำว่า ปัญญาประดิษฐ์ หรือ AI เป็นอย่างดี ว่าจะมาช่วยมนุษย์ทำงาน คิดวิเคราะห์ข้อมูล และช่วยในการตัดสินใจ ทำให้เราทำงานได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เนื่องจาก
การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีใหม่ๆ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเคมี โดยหลักการนั้นไม่ต่างจากการออกแบบรถยนต์ ที่ต้องอาศัยความรู้ความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องยนต์ แต่ในกรณีของตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี เครื่องยนต์กลไกที่เป็นหัวใจของการเกิดปฏิกิริยานั้น เป็นผลมาจากแรงอันตรกิริยาที่เป็นแรงดูดหรือแรงผลักระหว่างพื้นผิวของตัวเร่งและโมเลกุลของสาร ซึ่งปรากฎการณ์ดังกล่าวนั้นเกิดขึ้นในระดับนาโนเมตรหรือเล็กกว่า การวิเคราะห์วัสดุที่มาตราส่วนดังกล่าวนั้นมีความซับซ้อนและมักมีข้อกำจัดด้านเครื่องมือ หรือในบางกรณีสมบัติที่สำคัญนั้นยังไม่สามารถวัดได้โดยเครื่องมือที่มีอยู่ในปัจจุบัน
เหตุการณ์น้ำมัน 20-50 ตัน รั่วไหลจากท่อใต้ทะเลสู่ทะเลอ่าวไทย บริเวณมาบตาพุด จังหวัดระยอง ในวันที่ 25 ม.ค. 2565