นักวิทย์จิ๋ว ฝีมือแจ๋ว ใช้ “น้ำมันผิวส้ม” เปลี่ยน “โฟม” เป็น “พลาสติก”

เยาวชนโครงการ JSTP ทำโครงงานวิทย์ช่วยลดโลกร้อน ใช้ “น้ำมันผิวส้ม” ละลายโฟมเพื่อขึ้นรูปเป็นแผ่นพลาสติก ที่ใช้ผลิตเครื่องเขียน เช่น ไม้บรรทัด กล่องดินสอ ได้สำเร็จ เผยการศึกษาพบหากเติมเถ้าลอยที่ 75% จะช่วยเสริมความแข็งแรงแผ่นพลาสติกดีที่สุด ระบุพลาสติกที่ได้มีกลิ่นหอมของส้ม ช่วยให้รู้สึกผ่อนคลาย อีกทั้งยังเป็นกลิ่นที่แมลงไม่ชอบ เหมาะต่อการพัฒนาเป็นอุปกรณ์กันแมลง เช่น มุ้ง ฝาชี ในอนาคต นางสาวภูริชญา คุปตจิต นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 โรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห์ สิงหเสนี) ในฐานะนักศึกษาโครงการพัฒนาอัจฉริยภาพทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับเด็กและเยาวชน (Junior Science Talent Project : JSTP) สวทช. กล่าวว่า ทุกวันนี้ โฟมหรือโฟมพลาสติก (Plastic foams) เป็นวัสดุที่ถูกนำมาใช้อย่างมาก เนื่องจากเป็นวัสดุที่สะอาด มีน้ำหนักเบา และสะดวกในการเคลื่อนย้าย แต่ขณะเดียวกัน โฟมก็เป็นขยะที่ย่อยสลายยาก อีกทั้งการรีไซเคิลก็มีกระบวนการที่ยุ่งยาก และมีค่าใช้จ่ายสูง จึงเกิดความสนใจว่าจะสามารถนำโฟมที่เป็นขยะเหลือทิ้งเหล่านี้มาใช้ประโยชน์เพิ่มเติมในด้านใดได้บ้าง “จากการค้นคว้าพบว่า มีงานวิจัยที่สามารถผลิตพลาสติกจากโฟมได้ โดยใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์กับน้ำมันจากเปลือกส้ม โดยเรียกพลาสติกที่ได้นี้ว่า “พอลิไลโมนีนคาร์บอเนต (Polylimonene carbonate)” อีกทั้งพลาสติกชนิดนี้ยังสามารถย่อยสลายได้เองในธรรมชาติอีกด้วย จึงทำให้เกิดแรงบันดาลใจและเป็นที่มาของการศึกษา เรื่อง “การผลิตแผ่นวัสดุพอลิเมอร์จากการละลายพอลิสไตรีนโฟมในน้ำมันผิวส้มที่ผสมสารตัวเติมผงเถ้าลอย” โดยมี ผศ.เอกชัย วิมลมาลา คณะพลังงานสิ่งแวดล้อมและวัสดุ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี เป็นนักวิทยาศาสตร์พี่เลี้ยง” นางสาวภูริชญา กล่าวว่า ในงานวิจัยได้เลือกใช้โฟม ที่ทำจากเม็ดพลาสติกพอลิสไตรีน เนื่องจากเป็นประเภทโฟมที่มีการใช้กันมาก เช่น ใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร หรือเป็นวัสดุกันกระแทก ฯลฯ โดยในขั้นแรกได้ทำการทดลองละลายพอลิสไตรีนโฟมในน้ำมันจากผิวมะกรูด ผิวส้มโอ และส้มเขียวหวาน “ผลการทดลองในเบื้องต้นน่ายินดีว่า น้ำมันผิวส้มสามารถละลายโฟมให้กลายเป็นของเหลวข้น หนืด ได้ โดยน้ำมันจากผิวส้มเขียวหวานละลายโฟมได้ดีที่สุด และเมื่อทิ้งไว้ให้แข็งตัวจะกลายเป็นวัสดุพอลิเมอร์ หรือ แผ่นพลาสติก หากแต่ว่าคุณสมบัติโดยรวมของแผ่นพลาสติกที่ได้ยังไม่แข็งแรงมากนัก เนื่องจากในน้ำมันผิวส้มมีสารไลโมนีน ซึ่งเป็นสารประกอบประเภทไฮโดรคาร์บอนเช่นเดียวกับพอลิสไตรีนโฟม ดังนั้นเมื่ออยู่ในรูปสารละลายจะสามารถเข้ารวมกันได้ เป็นเหตุให้พันธะระหว่างพอลิไตรีนโฟมถูกทำลาย แผ่นพลาสติกที่ได้จึงมีสมบัติเชิงกลต่ำกว่าพอลิสไตรีนโฟมเดิม อย่างไรก็ตามแม้ว่าพลาสติกที่ขึ้นรูปได้ในขั้นแรกยังมีคุณสมบัติที่ไม่ดีนัก แต่หากเราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ก็จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง ด้วยเหตุนี้จึงทำการศึกษาการเพิ่มคุณภาพแผ่นพลาสติก ด้วยการหาปริมาณการเติมผงเถ้าลอย (ขี้เถ้าที่เกิดจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน มีลักษณะเป็นอนุภาคกลมและขนาดที่เล็ก ช่วยอุดแทรกช่องว่างระหว่างวัสดุพอลิเมอร์ได้ดี ปัจจุบันนิยมนำมาใช้เสริมแรงซีเมนต์และคอนกรีตในงานก่อสร้าง) ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตแผ่นพลาสติก รวมทั้งเปรียบเทียบวิธีการขึ้นรูประหว่างการตั้งกลางแดดกับการอัดร้อน ว่ารูปแบบใดจะให้แผ่นพลาสติกที่มีคุณภาพดีมากกว่ากัน “ในการทดลองได้ทำการละลายพอลิสไตรีนโฟมในน้ำมันผิวส้มตามความเข้มข้นร้อยละ 53.4 โดยมวล จนได้สารละลายใสสีเหลือง มีลักษณะข้นหนืด จากนั้นเติมเถ้าลอยตามปริมาณที่กำหนดลงในสารละลายที่เตรียมไว้ทีละน้อย เพื่อให้เกิดการผสมกันอย่างทั่วถึง และนำไปขึ้นรูป โดยแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนแรกใช้วิธีตั้งกลางแดด ด้วยการเทสารละลายที่เตรียมได้ลงในถาดโลหะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 เซนติเมตร และตั้งทิ้งไว้ 48 ชั่วโมง ส่วนที่สองนำไปขึ้นรูปด้วยวิธีการอัดร้อน โดยใช้เหล็กบล็อกขนาด 18 18 0.2 เซนติเมตร และทำการอัดร้อนที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 นาที จากนั้นนำแผ่นพลาสติกที่ได้ทั้งหมดไปตรวจสอบสมบัติทั้งทางกายภาพและเชิงกล ผลการศึกษาสรุปได้ว่า แผ่นวัสดุพอลิเมอร์ที่ผสมเถ้าลอย 75 ส่วนของสารละลายพอลิสไตรีนโฟมในน้ำมันผิวส้มและขึ้นรูปโดยวิธีการตั้งกลางแดดเป็นสูตรที่ดีที่สุด สามารถนำไปพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ง่ายๆ เช่น ไม้บรรทัด กล่องดินสอ เป็นต้น นอกจากนี้พลาสติกที่ได้ยังใช้งานในสภาวะที่มีน้ำหรือความชื้นสูงได้ อีกทั้งทนต่อกรดและเบสได้ดีตามสมบัติของพอลิสไตรีน จึงเหมาะอย่างยิ่งต่อการทำเป็นวัสดุปิดผิวโต๊ะที่ใช้ในห้องทดลอง หรือวัสดุปิดผิวตู้เก็บสารเคมีทดแทนตู้ไม้แบบเดิมที่เสียหายได้ง่ายเมื่อโดนสารเคมี ที่สำคัญแผ่นพลาสติกที่ได้ยังมีกลิ่นหอมของส้ม จึงช่วยให้รู้สึกผ่อนคลาย และขณะเดียวกันก็ยังเป็นกลิ่นที่แมลงไม่ชอบ จึงอาจใช้พัฒนาไปเป็นอุปกรณ์กันแมลง เช่น มุ้ง ฝาชี เป็นต้น อย่างไรก็ตามท้ายที่สุดหวังเป็นอย่างยิ่งว่า “น้ำมันผิวส้ม” จะเป็นทางเลือกใหม่ ในการเพิ่มมูลค่าโฟม ให้เป็นวัสดุที่นำกลับมาใช้ได้ใหม่ และช่วยลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมด้วย สามารถคลิกดูภาพประกอบได้ที่ www.thaipr.net

• ข่าวโรงเรียนบดินทร
• ข่าวโครงงานวิทย์
• ข่าวกล่องดินสอ
• ข่าวบดินทรเดชา
• ข่าวลดโลกร้อน