สารเพิ่มความเสถียรของน้ำยาง

สเตบิไลเซอร์ (Stabilizer) เป็น สารเคมีที่ใช้รักษาน้ำยางให้คงสภาพของอนุภาคเดี่ยว ๆ  ที่แขวนลอยอยู่ในน้ำได้   สารเพิ่มความเสถียรของน้ำยางมีหลายชนิดด้วยกัน  แนวทางการใช้ที่จะทำให้น้ำยางเกิดความเสถียร  สามารถทำได้  2  แนวทาง  ดังนี้

ภาพแสดงการเพิ่มค่าความเสถียร โดยการใส่สาร stabilizer ไปห่อหุ้มอนุภาคยาง

ชนิดของสารสเตบิไลเซอร์
สารสเตบิไลเซอร์ที่ช่วยปรับความเสถียรของน้ำยางแบ่งออกเป็น  2  ระบบด้วยกัน  คือ

1. ระบบ Ionic
เป็น สารสเตบิไลเซอร์ที่ละลายน้ำแล้วจะให้อนุมูล  (ion) ในน้ำได้  ในระบบนี้จะแบ่งออกเป็น   3  กลุ่มด้วยกัน คือ  ชนิดแอนอิออน  (Anionic)  ซึ่งให้ประจุลบ  ,  ชนิดแคทอิออน  (Cationic)  ให้ประจุบวก  และชนิด  Amphoteric  ซึ่งให้ทั้งประจุบวกและลบขึ้นกับค่า pH

1.1   สเตบิไลเซอร์ชนิดแอนอิออน  ( Anionic  Stabilizer )  เป็นสารสเตบิไลเซอร์ที่ไปเกาะบนอนุภาคยางและให้ประจุลบ  จะแบ่งออกเป็น  3  ชนิด ดังนี้

• สบู่กรดไขมัน  ( Fatty  acid  soap )  ซึ่งเป็นสเตบิไลเซอร์ชนิดคาร์บอกซิเลท  ( Carboxylate  stabilizer )  เช่น  Potassium  laurate  ,  Potassium  oleate  ,  Potassium  ricenoleates     ส่วนที่แตกตัวเป็นประจุลบ  จะไปเกาะที่ผิวอนุภาคยาง   อนุภาคยางจึงมีประจุลบเพิ่มขึ้น
• สารอินทรีย์กลุ่มซัลเฟต  ( Organic  Sulphates )  เช่น  Sodium  lauryl  sulphate  ประจุลบที่แตกตัวออกมา (R-SO4- )  จะไปเกาะที่ผิวอนุภาคยาง
• สารอินทรีย์กลุ่มซัลโฟเนต  ( Organic  Sulphonate )  เป็นสารสเตบิไลเซอร์ที่ทำให้แรงตึงผิวของน้ำลดลง  และป้องกันการรวมตัวของน้ำยางได้ดี

สบู่กรดไขมัน ทำให้ยางธรรมชาติมีค่า MST ดีกว่ากลุ่มซัลเฟต  และกลุ่มซัลโฟเนต  แต่กลุ่มซัลเฟตและ กลุ่มซัลโฟเนตทำให้น้ำยางธรรมชาติมีความเสถียรต่อสารเคมีดีกว่าสบู่กรดไขมัน

ผลของกรดและเกลือที่มีต่อสเตบิไลเซอร์ชนิดแอนอิออน
กรดและเกลือที่ผสมในน้ำยางธรรมชาติจะมีผลทำให้สเตบิไลเซอร์ ลดหรือเพิ่มเสถียรภาพได้ดังนี้

• แอนอิออนชนิดคาร์บอกซิเลทจะรวมตัวกับไฮโดรเจนอิออน ที่ pH  ต่ำกว่า  8

                    R-COO-     +     H+      –>     R-COOH  (ไม่ละลาย)

        ดังนั้น  น้ำยางจะเสียเสถียรภาพที่  pH  ต่ำกว่า  8

• สเตบิไลเซอร์กลุ่มซัลเฟตจะรวมตัวกับไฮโดรเจนอิออนที่ pH  ต่ำกว่า  4

                         R-SO4-     +     H+      –>     R-SO4H

       ดังนั้นน้ำยางจะมีสภาพเสถียรที่  pH  ต่ำ  จนถึงประมาณ  4

• ผลของเกลือโลหะอิออนที่มีประจุ 2+  เช่น  แคลเซียมอิออน มีผลให้สเตบิไลเซอร์ชนิดคาร์บอกซิเลท  ตกตะกอนดังสมการ

                         2RCOO-     +     Ca2+     –>     ( RCOO )2Ca(s)

• กลุ่มซัลเฟต และกลุ่มซัลโฟเนต  ไม่ตกตะกอนกับโลหะแคลเซียมอิออน  ทำให้สเตบิไลเซอร์ประเภทนี้  ทนทานต่อสารเคมีหรือสารตัวเติมที่มีแคลเซียมอิออนได้ดี

1.2 สเตบิไลเซอร์ชนิดแคทอิออน  (Cationic  Stabilizer)  เป็นสารสเตบิไลเซอร์ที่ไปเกาะบนอนุภาคยางและให้ประจุบวก  มี  2 ประเภท  คือ

• เกลือของ primary , secondary   และ  tertirary  amine  ได้แก่  n – dodecyl  ammonium  acetate

                      R3NHX       –>      R3NH+     +     X-

     สารในกลุ่มนี้เกิดปฎิกริยาแลกเปลี่ยนอิออนได้เฉพาะในสภาวะเป็นกรด

• Quaternary  ammonium  salts  เป็นสารที่เกิดปฎิกริยาแลกเปลี่ยนอิออนได้ในช่วง  pH  ที่กว้างมาก

โดยทั่วไปไม่นิยมใช้  cationic   stabilizer   กับน้ำยางธรรมชาติ  เพราะทำให้น้ำยางเสียสภาพได้ง่าย เนื่องจากโดยปกติน้ำยางธรรมชาติมีประจุเป็นลบ

1.3 Amphoteric  Stabilizer  สารพวกนี้มี  2  ขั้ว  บวกหรือลบ  ขึ้นอยู่กับ  pH  เช่น พวกโปรตีนจากต้นยางที่ละลายน้ำได้ในน้ำยางธรรมชาติ เป็นสเตบิไลเซอร์หลัก

สา รสเตบิไลเซอร์ประเภทนี้เมื่อละลายน้ำจะสามารถให้อนุมูลที่เป็นได้ทั้งบวกและ ลบ  ขึ้นอยู่กับสภาพน้ำ   ถ้าอยู่ในสภาวะที่เป็นด่างจะให้อนุมูลลบ  ถ้าน้ำมีสภาวะเป็นกรดจะให้อนุมูลบวก  ถ้าสภาวะที่ให้อนุมูลลบและบวกเท่ากัน  เรียก จุดนี้ว่า  Isoelectric  point

2.  ระบบ  Non-Ionic  

เป็น สเตบิไลเซอร์ที่เกิดจากการควบแน่นระหว่าง  polyethylene  oxide  กับ  fatty  acid  หรือ  fatty alcohol  หรือ  phenol  หรืออาจจะเป็น  block  copolymer  ของ  propylene  oxide  กับ ethylene  oxide

ส่วน ของ  polyethylene  oxide  เป็นส่วนที่ไม่มีประจุ  น้ำยางมีความเสถียรโดยการดูดโมเลกุลของน้ำเข้าไปล้อมรอบอนุภาคยางเป็นแบบ  steric  effect

 น้ำยางที่ใช้สาร non – ionic  stabilizer  มีความเสถียรต่อกรด  ด่าง  และเกลือเป็นอย่างดี  Stabilizer  ในกลุ่มนี้บางครั้งจะตกตะกอนลงมาในน้ำยางเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น   จุดที่อุณหภูมิทำให้เกิดการตกตะกอนนี้เรียกว่า “Cloud point“  เมื่อตกตะกอนลงมาจะทำให้น้ำยางเสียความเสถียร

สรุปการเพิ่มความเสถียร

• เพิ่มความเสถียรทางกล  ควรใช้สบู่คาร์บอกซิเลต
• เพิ่มความเสถียรโดยใช้สารเคมีหรือเกลือ ควรใช้กลุ่มซัลเฟตหรือซัลโฟเนต
• เพิ่มความเสถียรโดยใช้กรด ควรใช้  non – ionogenic