การเสียความเสถียรของน้ำยางทางเคมี

สารเคมีที่เติมลงในน้ำยางแล้วทำให้น้ำยางเสียความเสถียร  เกิดจากการลดประจุบนผิวของอนุภาคยางในน้ำยาง  ทำให้น้ำยางเปลี่ยนแปลงจนเสียสภาพ  การลดประจุบนผิวเกิดขึ้นได้โดย

• สารเคมีทำปฎิกริยากับสบู่บนอนุภาคยาง  ทำให้สบู่หมดประสิทธิภาพ
• สารเคมีมาอออยู่ที่ผิวอนุภาคมาก  ทำให้แรงผลักลดลง
• สารเคมีดึงเอาสารเพิ่มความเสถียรออกจากอนุภาคเม็ดยาง

การเสียความเสถียรทางเคมี  เกิดจากสารเคมีในกลุ่มต่าง ๆ  ดังนี้

1.  การเสียสภาพโดยกรด
กรด เป็นสารที่แตกตัวแล้วให้อนุมูลไฮโดรเจน ( H+ )  ซึ่งจะไปทำปฎิกริยากับอนุมูลคาร์บอกซิเลทที่มีอยู่รอบ ๆ  อนุภาคยาง  ทำให้สบู่กรดไขมันที่อยู่บนอนุภาคเม็ดยาง ได้ถูกกรดเปลี่ยนสภาพเป็นกรดไขมันที่ไม่มีประจุเหลืออยู่  ทำให้จำนวนประจุบนอนุภาคเม็ดยางลดลงส่งผลให้น้ำยางหมดความเสถียร

การใช้ประโยชน์จากกรด
การ ใช้กรดจะทำให้น้ำยางจับตัวเป็นก้อนแยกตัวออกจากน้ำยางอย่างรวดเร็ว  ( Coagulant )  แต่ถ้าใช้ในปริมาณน้อย การจับตัวจะใช้เวลามากขึ้น  ตัวอย่างเช่น  ใช้กรดฟอร์มิก  แยกยางออกจากน้ำยางในการทำยางแผ่นหรือยางแท่ง  นอกจากนี้ยังใช้จับตัวน้ำยาง ในกระบวนการทำสายยางยืด

 

2.  การเสียสภาพโดยโลหะอิออน
โลหะอิออน ทำให้น้ำยางที่เสถียรด้วยสบู่กรดไขมันเกิดการเสียสภาพได้ โดยมีปฎิกริยาเคมีเกิดขึ้น  2  แบบด้วยกัน  ได้แก่

แบบที่  1  :  อนุมูลของโลหะทำปฎิกริยากับอนุมูลของคาร์บอกซิเลท  ทำให้เกิดสบู่ของโลหะหนัก  ( Metallic  soap )  ที่ไม่ละลายน้ำ  และไม่เกิดการแลกเปลี่ยนประจุ  ( Ionize )  อีกต่อไป  ทำให้ชั้นของประจุรอบ ๆ  อนุภาคยางเสียไป

แบบที่  2  :  เกิด จากอนุมูลโลหะทำปฎิกริยากับไฮดรอกไซด์  ( OH- )  ได้เป็นโลหะไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำ  และอาจตกตะกอนในน้ำได้  ปฎิกริยาแบบนี้จะดูดเอาสารสเตบิไลเซอร์ตกตะกอนลงมา  และทำให้เกิดการตกตะกอนร่วมกันของอนุภาคยางกับโลหะได้อีกด้วย

การใช้ประโยชน์ของเกลืออิออน
จากลักษณะการเสียสภาพของน้ำยางจากเกลืออิออน  ได้มีการนำเกลืออิออนมาใช้ประโยชน์เป็นสาร  Coagulant  ในกระบวนการจุ่ม  เช่น การผลิตถุงมือยาง  จะใช้เกลือของ  Calcium  Chloride  หรือ  Calcium  Nitrate  เป็นต้น  นอกจากนี้ยังใช้เกลือร่วมกับกรดในการจับตัวน้ำยาง  ในกระบวนการผลิตสายยางยืด

 

3.  การเสียสภาพโดยตัวทำละลาย
ตัวทำละลายที่จะทำให้น้ำยางเสียสภาพ  ได้แบ่งเป็น 2 กลุ่มดังนี้

กลุ่มที่  1  :  ตัวทำละลายที่ละลายน้ำ  จะละลายหรือเข้ากันได้ดีกับน้ำ  เช่น  อัลกอฮอล์ และ อะซีโตน  เป็นต้น  ตัวทำละลายกลุ่มนี้จะทำให้น้ำยางเกิดการสูญเสียสภาพได้อย่างรวดเร็ว  โดยมีกลไกการทำงาน คือ  ตัวทำละลายเหล่านี้จะไปดึงน้ำที่คลุมอยู่บนผิวอนุภาคยางออก  ทำให้ความสามารถในการรักษาสภาพความเสถียรที่ผิวของอนุภาคยางลดลง  ซึ่งจะเห็นผลได้ชัดเจนในน้ำยางที่ใช้  non – ionic  stabilizer  เป็นสารรักษาความเสถียร

กลุ่มที่  2  :  ตัวทำละลายที่ไม่ละลายน้ำ  จะไม่สามารถละลายหรือเข้ากันได้เป็นเนื้อเดียวกับน้ำ  เช่น  เบนซิน  ( Benzene )  หรือคาร์บอนเตตระคลอไรด์  ( Carbon  tetrachloride )  เป็นต้น  ตัวทำละลายกลุ่มนี้แม้จะไม่สามารถละลายเป็นเนื้อเดียวกับน้ำได้  แต่สามารถละลายเข้ากันได้กับอนุภาคยาง  อนุภาคของเม็ดยางจะเกิดการพองบวม  และสเตบิไลเซอร์ที่มีอยู่เดิมไม่สามารถคลุมผิวได้หมด  ทำให้อัตราการชนเพิ่มขึ้น  จนน้ำยางเสียสภาพได้ในที่สุด

การใช้ประโยชน์ของระบบตัวทำละลาย
การ เสียสภาพจากระบบตัวทำละลาย  นำไปใช้ประโยชน์ในการใช้แยกยางออกจากการจับตัวไม่หมด  เช่น  ในการหา DRC  ของน้ำยาง  และยังใช้ในการหาระยะการทำพรีวัลคาไนซ์ที่เหมาะสม  เช่น  ระบบ  Chloroform  test

 

4.  การเสียสภาพโดยระบบที่ไวต่อความร้อน
เป็น ระบบที่เมื่อเติมสารเคมีลงไปแล้ว  จะไม่ค่อยมีผลต่อน้ำยางมากนักที่อุณหภูมิห้อง  แต่เมื่อเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น น้ำยางจะเกิด  gel  อย่างรวดเร็ว  มีใช้อยู่โดยทั่วไป  2  ระบบด้วยกัน  คือ

ระบบที่ 1 : Zinc  ammine  system  เป็นระบบที่ประกอบด้วยสาร  3  อย่างด้วยกัน  ได้แก่

• แอมโมเนีย  ( ต้องไม่มีด่างแรง เช่น  KOH  หรือ  NaOH  )
• ซิงค์ออกไซด์  ( ZnO )
• เกลือแอมโมเนีย

ระบบนี้เมื่อใส่ลงไปในน้ำยางจะทำให้น้ำยางค่อย ๆ  หนืดขึ้น เมื่อตั้งทิ้งไว้ที่อุณหภูมิห้อง  เรียกปฎิกริยานี้ว่า การเกิด ZnO Thickening

การใช้ประโยชน์ของระบบ Zinc ammine  complex
โดย ปกติจะใช้ประโยชน์จากการเสียสภาพของน้ำยางแบบระบบ Zinc  ammine  complex  ในกระบวนการผลิตที่ต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีความหนา  เช่น  ทำลูกบอล ตุ๊กตา  เป็นต้น  และใช้ในกระบวนการทำฟองน้ำชิ้นบาง ๆ  เช่น  ฟองน้ำปูพื้น  เป็นต้น

ระบบที่ 2 : ระบบสเตบิไลเซอร์ที่ตกตะกอนเมื่ออุณหภูมิสูง  สารที่ใช้เป็นสารที่ไวต่อความร้อนจะเป็นสเตบิไลเซอร์ที่ดีเมื่อเย็นหรือที่ ระดับอุณหภูมิห้อง  ซึ่งจะคลุมผิวอนุภาคยางได้ดี  รักษาความเสถียรของน้ำยางได้  แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น  ความสามารถในการละลายของสเตบิไลเซอร์ลดลง  จะตกตะกอนออกจากสารละลายทำให้น้ำยางเสียสภาพได้

สารเคมีใน กลุ่มนี้ ส่วนใหญ่จะตกตะกอนในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่  30 – 40  องศาเซลเซียส ขึ้นไป  มีตัวแปรสำคัญในการใช้งานคือ  pH  และการมี  ZnO

การใช้ประโยชน์ของระบบ  Heat  sensitive  stabilizer
มีการใช้ระบบนี้ในผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความหนา เช่น ใช้ทำหัวนมยาง , ยางในของรถจักรยาน , ท่อยางสายน้ำเกลือ  เป็นต้น

 

5.  การเสียสภาพโดยการหน่วงทางเคมี  ( Delayed  action  chemical )

เป็น ระบบที่มีการเติมสารเคมีลงไปแล้ว  จะเริ่มจับตัวน้ำยางภายในระยะเวลาที่ช้าออกไป  เช่น  2 – 5  นาที  เป็นต้น  สารในกลุ่มนี้ส่วนใหญ่เป็นเกลือของ  hydrofluorosilicic  acid  การ  delay  action  มาจากการไฮโดรไลซิสของ  silicofluoride  ion  และเกิดจับตัวกันเองเป็น  orthosilicic  acid  ขึ้น การเสียสภาพแบบนี้ถูกนำไปใช้ในการทำผลิตภัณฑ์ฟองน้ำ แบบ Dunlop  Process