แคลเซียมคาร์บอเนต อุตสาหกรรมยาง

การใช้แคลเซียมคาร์บอเนตในอุตสาหกรรมยาง

    ในอุตสาหกรรมยางใช้แคลเซียมคาร์บอเนตเป็นตัวเติม (Filler) ซึ่งใช้มากในการผลิตยางรถยนต์ ถุงมือยาง และผลิตภัณฑ์ที่ทำจากยางชนิดอื่นๆ เช่น ยางในและยางนอกรถยนต์ รถจักรยานยนต์ รถจักรยาน รองเท้า รวมทั้งสายพานสำหรับลำเลียงขนถ่ายสินค้า

     อุตสาหกรรมยาง ใช้แคลเซียมคาร์บอเนตเป็นตัวเติมในผลิตภัณฑ์ยางที่ไม่ใช่สีดำ เนื่องจากแคลเซียมคาร์บอเนตจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้ยาง โดยที่ความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้นตามขนาดที่เล็กลงของผงแคลเซียมคาร์บอเนตที่ใช้ แคลเซียมคาร์บอเนตชนิดตกตะกอน(Precipitated CaCo3: PCC)  ชนิดเคลือบผิวด้วยกรดไขมันต่างๆ มีสมบัติเหมาะสมกับการใช้เป็นตัวเติมในยางเพราะมีการกระจายตัวดีและช่วยทำ ให้กรรมวิธีการผลิตง่ายขึ้น

การศึกษาอิทธิพลของปริมาณสารตัวเติมแคลเซียมคาร์บอเนต ที่มีผลต่อสมบัติทางกายภาพของยางฟองน้ำชนิดตันที่เตรียมได้จากน้ำยางธรรมชาติเพื่อลดต้นทุน โดยใช้น้ำยางข้นชนิดแอมโมเนียสูงและสารตัวเติม 50% แคลเซียมคาร์บอเนตในปริมาณ 0 , 5 , 10 , 20 และ 30 phr สำหรับกระบวนการเตรียมยางฟองน้ำนั้นใช้วิธีการเตรียมแบบดันลอป โดยมีลำดับการเติม CaCO3 ก่อนและหลังการเติม K–oleate พบว่า วิธีการเติม CaCO3 ก่อนการเติม K–oleate ช่วยทำให้สมบัติโดยรวมของยางฟองน้ำดีขึ้นแต่ตัวอย่างยางฟองน้ำที่ได้มีผิวหน้าของตัวอย่างยางฟองน้ำไม่เรียบเนียน มีลักษณะเป็นหลุมตื้นๆ ลักษณะฟองยางไม่สม่ำเสมอและยางฟองน้ำมีการยุบตัว และเมื่อปริมาณสารตัวเติมแคลเซียมคาร์บอเนตเพิ่มขึ้นตัวอย่างยางฟองน้ำมีการยุบตัวมากขึ้นเห็นได้ชัดที่ปริมาณ CaCO3 10 , 20 และ 30 phr สำหรับวิธีการเติม CaCO3 หลังการเติม K–oleate ตัวอย่างยางฟองน้ำที่เติม CaCO3 20 phr และ 30 phr ตัวอย่างที่ได้ค่อนข้างแข็ง หยาบและมีการยุบตัว ขณะที่การเติม CaCO3 ที่ปริมาณ 5 และ 10 phr จะได้ตัวอย่างยางฟองน้ำที่มีลักษณะทั่วไปค่อนข้างดีกล่าวคือ ผิวหน้าของตัวอย่างยางฟองน้ำเรียบเนียนและลักษณะฟองยางค่อนข้างสม่ำเสมอ 

เมื่อพิจารณาจากผลการทดสอบอื่นจะเห็นได้ว่า ตัวอย่างยางฟองน้ำที่เติม CaCO3 10 phr มีสมบัติความแข็งและดัชนีความแข็งเชิงกดดีกว่าตัวอย่างยางฟองน้ำที่เติม CaCO3 5 phr ขณะที่ตัวอย่างยางฟองน้ำที่เติม CaCO3 5 phr มีสมบัติความทนแรงอัดซ้ำคงที่ การยุบตัวเนื่องจากแรงกดและการบ่มเร่งดีกว่าตัวอย่างยางฟองน้ำที่เติม CaCO3 10 phr และเมื่อนำผลการทดสอบที่ได้มาเปรียบเทียบกับมาตรฐาน มอก. 1425-2540 พบว่ายางฟองน้ำที่เติม CaCO3 5 phr จะมีสมบัติที่ผ่านตามมาตรฐาน 

ดังนั้นจากงานวิจัยนี้การเลือกใช้วิธีการเติม CaCO3 หลังการเติม K–oleate จะได้ตัวอย่างยางฟองน้ำที่มีลักษณะทั่วไปค่อนข้างดี   และเพื่อให้สามารถนำยางฟองน้ำไปใช้งานได้หลากหลาย  จึงพิจารณาจากสมบัติความทนแรงอัดซ้ำคงที่  การยุบตัวเนื่องจากแรงกด และการบ่มเร่งด้วยความร้อน สรุปได้ว่าการเติม CaCO3 ปริมาณ 5 phr จึงเป็นสูตรที่เหมาะสำหรับใช้ในการเตรียมยางฟองน้ำ 

จากการคำนวณต้นทุนราคาวัตถุดิบพบว่าการผลิตยางฟองน้ำ 1 กิโลกรัม ถ้าใช้สารตัวเติม 50% CaCO3 ปริมาณ 5 phr ต้นทุนราคาวัตถุดิบจะลดลงประมาณ 3.37 บาทต่อกิโลกรัม จากการทดสอบการทำงานของเครื่องต้นแบบพบว่า เครื่องต้นแบบสามารถผลิตยางฟองน้ำได้แต่ลักษณะทั่วไปของยางฟองน้ำยังไม่ดีนักแต่เมื่อนำตัวอย่างยางฟองน้ำไปทดสอบสมบัติทางกายภาพพบว่า ตัวอย่างยางฟองน้ำที่เตรียมด้วยเครื่องต้นแบบ แล้วจึงนำยางฟองน้ำมาเติม 50% ZnO และ 12.5% SSF ภายหลังนั้นยางฟองน้ำที่ได้มีสมบัติทางกายภาพที่ค่อนข้างดีแต่อาจต้องปรับปรุงเกี่ยวกับสมบัติลักษณะทั่วไป นอกจากนี้ยังได้มีการพัฒนารูปแบบผลิตภัณฑ์ยางฟองน้ำหลายชนิดเพื่อการนำใช้ประโยชน์ที่หลากหลายมากขึ้นและตามความต้องการของตลาด