Polyester ในเสื้อผ้ากับ Polyethylene Terephthalate (PET) ในขวดพลาสติกคือพลาสติกชนิดเดียวกันหรือไม่?
Polyester และ Polyethylene Terephthalate (PET) เป็นวัสดุที่มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกันในระดับโมเลกุล เนื่องจากทั้งสองเป็นพอลิเมอร์ประเภทเดียวกัน แต่มีการใช้งานและกระบวนการผลิตที่แตกต่างกันตามลักษณะการใช้งานของผลิตภัณฑ์ปลายทาง
โครงสร้างทางเคมีของ PET และ Polyester
Polyethylene Terephthalate (PET) และ Polyester เป็นพอลิเมอร์ชนิดเดียวกันที่มีโครงสร้างทางเคมีเหมือนกัน แต่ใช้ในทางที่ต่างกัน:
- PET ใช้ในอุตสาหกรรมพลาสติก เช่น ขวดน้ำและผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์ เพราะมันแข็งแรง โปร่งใส และทนทานต่อสารเคมี
- Polyester ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ เช่น เสื้อผ้า พรม และอุปกรณ์ตกแต่งบ้าน โดยเส้นใย Polyester ที่ทำจาก PET มีคุณสมบัติทนทาน ยืดหยุ่น และแห้งเร็ว
กระบวนการผลิตและการใช้งานที่แตกต่างกัน
แม้ว่าทั้ง PET และ Polyester จะเป็นพอลิเมอร์ชนิดเดียวกัน แต่กระบวนการผลิตและลักษณะของผลิตภัณฑ์ปลายทางมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน
กระบวนการผลิตขวด PET
Polyethylene Terephthalate (PET) ถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการ พอลิเมอไรเซชัน (Polymerization) โดยการผสม ส่วนผสมอื่นๆ พร้อมด้วย ภายใต้ความร้อนและความดันสูง ผลลัพธ์ที่ได้คือของเหลวที่มีลักษณะคล้ายน้ำผึ้ง ซึ่งจะถูกรีดออก (Extruded) ทำให้แห้ง และตัดเป็น เม็ดพลาสติก (Plastic Pellets)
เม็ดพลาสติก PET เหล่านี้จะถูกนำไปขึ้นรูปเป็นขวดพลาสติกผ่านกระบวนการ ฉีดขึ้นรูป (Injection) ซึ่งมีลักษณะเป็นแท่งพลาสติกใส แข็งแรง และมีเกลียวฝาขวดที่ขึ้นรูปมาเรียบร้อยแล้ว เรียกว่า พรีฟอร์ม (PET Preform) ก่อนจะถูกนำไปผ่านกระบวนการ เป่าขึ้นรูป (Blow Molding) เพื่อขยายให้เป็นขวดพลาสติกขนาดเต็มรูปแบบได้รูปทรงที่แข็งแรง ทนทาน และเหมาะสำหรับการบรรจุของเหลว
การผลิตเส้นใย Polyester
- กระบวนการ Melt Spinning – เริ่มจาก เม็ดพลาสติก PET ถูกหลอมที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลว MP (Melting Point) ของ PET ที่มีจุดหลอมเหลวประมาณ 250-260°C และรีดผ่าน Spinnerets เพื่อสร้างเส้นใย และสามารถปรับรูปร่างและจำนวนรูของ Spinnerets เพื่อให้ได้เส้นใยที่มีคุณสมบัติต่างกัน
- การทำให้เย็นลง – เส้นใยจะถูกทำให้เย็นลงโดยใช้ อากาศเย็นหรือน้ำ เพื่อให้แข็งตัว
- การดึงเส้นใย (Drawing Process) – ก่อนนำไปปั่นเป็นเส้นด้าย เส้นใยที่แข็งตัวแล้วจะต้องถูกยืด (Drawn) เพื่อให้โมเลกุลเรียงตัวดีขึ้น ทำให้เส้นใยมีความแข็งแรงและยืดหยุ่นมากขึ้น
- การผลิตเส้นด้าย – เส้นใยที่ผ่านการดึงจะถูกตัดให้ได้ความยาวที่ต้องการ (ถ้าต้องการทำเป็นเส้นใยสั้น หรือ Staple Fiber) หรือปล่อยเป็นเส้นยาวต่อเนื่อง (Filament Fiber) ก่อนถูกปั่นรวมกันเป็นเส้นด้าย
- การทอและแปรรูป – เส้นด้ายโพลีเอสเตอร์จะถูกนำไป ทอ (Weaving) หรือถัก (Knitting) เป็นผืนผ้า และอาจผ่านกระบวนการปรับแต่งพื้นผิวเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเช่น ความนุ่ม ความเงางาม หรือคุณสมบัติพิเศษอื่นๆ
Polyester เป็นชื่อหมวดหมู่ของพลาสติก แต่ PET เป็นชื่อเฉพาะ
เปรียบเทียบง่าย ๆ เหมือนกับ “ผลไม้” และ “แอปเปิล”
Polyester เปรียบเสมือน “ผลไม้” ซึ่งเป็นหมวดหมู่ของพอลิเมอร์ที่มีหมู่เอสเทอร์ ในขณะที่ PET คือ “แอปเปิล” ซึ่งเป็นหนึ่งในประเภทของ Polyester ที่มีโครงสร้างเฉพาะเจาะจง PET นิยมใช้ในอุตสาหกรรมพลาสติก เช่น ขวดน้ำพลาสติก ภาชนะบรรจุอาหาร และฟิล์มพลาสติก
Polyester ในความหมายกว้าง ๆ หมายถึงกลุ่มของพอลิเมอร์ที่มีหมู่เอสเทอร์ และอาจรวมถึงพอลิเมอร์ชนิดอื่น ๆ ด้วย ซึ่งมีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกัน ดังนั้น การเรียก PET ว่า Polyester อาจทำให้เกิดความสับสนกับ Polyester ชนิดอื่นที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน
ในกลุ่ม Polyester นอกจาก PET (Polyethylene Terephthalate) ยังมีพอลิเมอร์ชนิดอื่น ๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกัน เช่น:
- Polybutylene Terephthalate (PBT) – มีคุณสมบัติทนความร้อนและทนต่อสารเคมีได้ดี มักใช้ในอุตสาหกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การผลิตชิ้นส่วนพลาสติกที่ต้องรับแรงดันไฟฟ้าหรือการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
- Polytrimethylene Terephthalate (PTT) – มีคุณสมบัติยืดหยุ่นดีและสามารถทนทานต่อการยับยู่ยี่ได้ มักใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ เช่น เส้นใยที่ใช้ทำผ้าและเสื้อผ้า
- Polycyclohexylene Dimethylene Terephthalate (PCT) – มีความต้านทานต่อความร้อนสูง เช่นในการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องทนต่ออุณหภูมิสูง
- Polyethylene Naphthalate (PEN) – เป็นพอลิเมอร์ที่คล้ายกับ PET แต่ทนความร้อนได้ดีกว่า ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความทนทานต่อความร้อนและสารเคมี แต่ต้นทุนสูงกว่ามาก เช่น ฟิล์มสำหรับบรรจุภัณฑ์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
การรีไซเคิลและการนำกลับมาใช้ใหม่
ด้วยความที่ PET และ Polyester มีโครงสร้างทางเคมีที่เหมือนกัน PET จากขวดพลาสติกสามารถนำมารีไซเคิลเป็นเส้นใย Polyester สำหรับใช้ในการผลิตเสื้อผ้าและสิ่งทอได้ โดยกระบวนการนี้ช่วยลดปริมาณขยะพลาสติกและช่วยลดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติในการผลิตเส้นใยสังเคราะห์ใหม่ อย่างไรก็ตาม ขวด PET ที่นำมารีไซเคิลต้องผ่านกระบวนการทำความสะอาดและแปรรูปก่อนเพื่อให้เหมาะสมกับการนำมาใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ
- ทางกายภาพ: PET จะถูกเก็บรวบรวมและทำความสะอาด จากนั้นจะถูกบดเป็นชิ้นเล็ก ๆ หรือเม็ดพลาสติกที่สามารถนำไปหลอมและขึ้นรูปเป็นเส้นใย Polyester ใหม่ โดยไม่ต้องเติมสารเคมีใด ๆ
- ทางเคมี: PET จะถูกแปรสภาพด้วยกระบวนการทางเคมี เช่น การสลายตัว (hydrolysis) เพื่อแยกโมเลกุลและนำไปผลิตเป็นสารตั้งต้นในการผลิต Polyester ใหม่
ในทั้งสองกระบวนการนี้ อาจมีการเติมสารปรับปรุงคุณสมบัติ เช่น การเสริมเส้นใยหรือเพิ่มความทนทาน แต่การรีไซเคิล PET เพื่อผลิตเส้นใย Polyester ใหม่ไม่สามารถทำได้ 100% ด้วย PET รีไซเคิลเพียงอย่างเดียว เนื่องจากเส้นใยที่ผลิตจาก PET รีไซเคิลอาจมีคุณสมบัติที่ต่ำลงเมื่อเทียบกับการใช้ PET ใหม่ ดังนั้น กระบวนการรีไซเคิลมักจะต้องผสมกับ เม็ดพลาสติกใหม่ หรือ PET ใหม่ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติและความทนทานให้กับผลิตภัณฑ์ที่ได้ โดยทั่วไปจะใช้ PET รีไซเคิลประมาณ 30-50% ผสมกับวัสดุใหม่เพื่อให้ได้เส้นใยที่มีคุณภาพสูงและเหมาะสมกับการใช้งานต่าง ๆ และเพื่อช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม.
สรุป
แม้จะเป็นพอลิเมอร์ชนิดเดียวกัน แต่ PET และ Polyester ใช้ในทางที่แตกต่างกันตามกระบวนการผลิตและการใช้งาน แต่ PET สามารถนำไปรีไซเคิลเป็นเส้นใย Polyester ได้ ทำให้เกิดการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม