ในอุตสาหกรรมการผลิต บรรจุภัณฑ์ และวัสดุศาสตร์ “พลาสติก” จัดเป็นโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่มีบทบาทสําคัญและมีการใช้งานแพร่หลายที่สุดในโลก เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ต้นทุนต่ำ และปรับแต่งสมบัติทางกลได้อย่างหลากหลาย ทว่าพลาสติกที่เราพบบนหน้างานหรือในชีวิตประจำวันไม่ได้เหมือนกันทั้งหมด การทำความเข้าใจเกี่ยวกับ ประเภทพลาสติก ที่มีความหลากหลายทางโครงสร้างเคมีจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับวิศวกร ฝ่ายจัดซื้อ และผู้ควบคุมคุณภาพ (QA/QC) เพราะชนิดของพลาสติกที่แตกต่างกันย่อมส่งผลต่อขีดจำกัดความทนทานความร้อน ความสามารถในการทนสารเคมีกัดกร่อน รวมถึงกระบวนการรีไซเคิลเพื่อความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อม

ประเภทพลาสติก คืออะไร? รู้จักระบบรหัสมาตรฐานสากล (SPI Codes)

ประเภทพลาสติก คือ การจัดหมวดหมู่ของพลาสติกตามชนิดของเรซินโพลีเมอร์ (Plastic Resin) ที่นำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิต เพื่อความเป็นระเบียบในการคัดแยกและการนำกลับมารีไซเคิล สมาคมอุตสาหกรรมพลาสติก (Society of the Plastics Industry: SPI) จึงได้กำหนดระบบรหัสสัญลักษณ์สากลขึ้นมา

สัญลักษณ์นี้จะมีลักษณะเป็นรูป ลูกศร 3 ตัววิ่งไล่กันเป็นสามเหลี่ยม (Mobius Loop) และมีตัวเลข 1 ถึง 7 อยู่ตรงกลาง มักปั๊มนูนอยู่บริเวณก้นขวด บรรจุภัณฑ์ หรือชิ้นส่วนพลาสติก การเข้าใจรหัสเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยในเรื่องการจัดการขยะ แต่ยังเป็นเกณฑ์ในการตรวจสอบการปนเปื้อนและตรวจสอบเกรดวัสดุ (Material Grading) ก่อนเข้าสู่กระบวนการแปรรูปในโรงงานอุตสาหกรรมอีกด้วย

เจาะลึกพลาสติกมาตรฐาน 7 ชนิด ที่พบบ่อยที่สุด

พลาสติกกลุ่มสินค้าอุปโภคบริโภคและบรรจุภัณฑ์ทั่วไป ถูกแบ่งออกเป็น 7 ประเภทหลัก ตามสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ ดังนี้:

เบอร์ 1: PETE / PET (Polyethylene Terephthalate)

พลาสติกเนื้อใส มีความเหนียวสูง ป้องกันการซึมผ่านของแก๊สได้ดี นิยมใช้ทำขวดน้ำดื่ม ขวดน้ำอัดลม และขวดน้ำมันพืช สามารถนำกลับมารีไซเคิลเป็นเส้นใยสังเคราะห์สำหรับทำเสื้อกันหนาวหรือบรรจุภัณฑ์ใหม่ (rPET) ได้

เบอร์ 2: HDPE (High-Density Polyethylene)

พลาสติกความหนาแน่นสูง เนื้อเหนียว ค่อนข้างนิ่มแต่ทนทาน แตกหักยาก ทนต่อสารเคมีและกรด-ด่างได้ดี นิยมใช้ทำขวดแชมพู ขวดนม แกลลอนน้ำยาทำความสะอาด และถังสารเคมีอุตสาหกรรม

เบอร์ 3: PVC (Polyvinyl Chloride)

พลาสติกที่มีความแข็งแรงสูง สามารถเติมสารแต่งเติมเพื่อให้อ่อนนุ่มยืดหยุ่นหรือแข็งเกร็งได้ ทนสารเคมีและเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี นิยมใช้ทำท่อน้ำดิบ สายไฟ ฟิล์มห่ออาหารพลาสติก (Wrapping Film) และของเล่นเด็ก

เบอร์ 4: LDPE (Low-Density Polyethylene)

พลาสติกความหนาแน่นต่ำ มีความยืดหยุ่นสูง นิ่ม และใสกว่า HDPE ทนความเย็นได้ดี นิยมใช้ทำถุงหูหิ้ว ถุงเย็นสำหรับแช่แข็ง และฟิล์มยืดสำหรับพันพาเลทขนส่งสินค้า

เบอร์ 5: PP (Polypropylene)

พลาสติกที่มีความหนาแน่นต่ำแต่ ทนความร้อนได้สูงที่สุดในกลุ่มพลาสติกทั่วไป (จุดหลอมเหลวสูงกว่า 160 องศาเซลเซียส) มีความเหนียว ทนแรงกระแทกได้ดี นิยมใช้ทำกล่องบรรจุอาหารที่เข้าไมโครเวฟได้ (Food Grade) ถ้วยโยเกิร์ต และกระบอกฉีดยาทางการแพทย์

เบอร์ 6: PS (Polystyrene)

พลาสติกเนื้อแข็งแต่เปราะ แตกหักง่าย โปร่งใส น้ำหนักเบา นิยมนำมาฉีดโฟมเพื่อทำกล่องโฟมใส่อาหาร ช้อนส้อมพลาสติกแบบใช้แล้วทิ้ง และตลับเทป

เบอร์ 7: Other (พลาสติกชนิดอื่นๆ)

คือ พลาสติกชนิดอื่นที่ไม่เข้าพวกกับ 6 เบอร์แรก หรือเป็นพลาสติกผสม (Multi-layer) เช่น PC (Polycarbonate) ที่ทนแรงกระแทกสูงใช้ทำแว่นตาเซฟตี้, Nylon ที่มีความเหนียวใช้ทำชิ้นส่วนวิศวกรรม หรือแม้กระทั่ง พลาสติกชีวภาพ (PLA) ที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ

ตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้ประเภทพลาสติก

เพื่อเป็นแนวทางให้ฝ่ายจัดซื้อและวิศวกรโรงงานสามารถเลือกใช้วัสดุโพลีเมอร์ได้อย่างถูกต้องและปลอดภัย นี่คือตารางสรุปสมบัติจำเพาะของพลาสติกแต่ละประเภท:

ความแตกต่างระหว่าง Commodity Plastics และ Engineering Plastics

นอกจากการแบ่งตามเบอร์รีไซเคิลแล้ว ในเชิงวิศวกรรมและการผลิตขั้นสูง พลาสติกยังถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มตามระดับสมบัติทางกลและราคา เพื่อการเลือกใช้งานที่คุ้มค่า:

• พลาสติกทั่วไป (Commodity Plastics): คือพลาสติกเบอร์ 1-6 ที่เน้นการผลิตปริมาณมาก ราคาประหยัด มีสมบัติทางกลปานกลาง เหมาะสำหรับงานบรรจุภัณฑ์ ถุงพลาสติก และสิ่งของเครื่องใช้ทั่วไป
• พลาสติกวิศวกรรม (Engineering Plastics): คือพลาสติกในกลุ่มเบอร์ 7 เช่น Nylon, Polycarbonate (PC), POM และ ABS พลาสติกกลุ่มนี้ถูกพัฒนาขึ้นให้มีคุณสมบัติเทียบเท่าโลหะ มีความแข็งแรงทนทานต่อแรงดึง (Tensile Strength) สูงมาก ทนความร้อนและแรงเสียดสีได้ดีเยี่ยม นิยมใช้ทำเฟืองเกียร์ ชิ้นส่วนในเครื่องยนต์ และฉนวนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การตรวจสอบและวิเคราะห์ประเภทพลาสติกในห้องปฏิบัติการ

เนื่องจากพลาสติกหลายชนิดมีลักษณะภายนอกที่คล้ายคลึงกัน (เช่น เม็ดพลาสติก LDPE และ LLDPE หรือเศษพลาสติกบดสำหรับการรีไซเคิล) การตรวจสอบความถูกต้องของวัสดุ (Material Identification) ก่อนนำเข้าสู่เครื่องฉีดหรือเครื่องรีดพลาสติกจึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันความเสียหายต่อเครื่องจักรและชิ้นงาน โดยเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่นิยมใช้ประกอบด้วย:

• เครื่อง FTIR Spectroscopy (Fourier Transform Infrared): เครื่องมือวัดวิเคราะห์สเปกตรัมที่ทรงประสิทธิภาพสูงสุดในงานโพลีเมอร์ สามารถยิงวิเคราะห์เพื่อตรวจสอบโครงสร้างโมเลกุลและหมู่ฟังก์ชันทางเคมีของพลาสติก เพื่อระบุชนิดของพลาสติก (เช่น แยกแยะระหว่าง PP, PE, หรือ PVC) รวมถึงตรวจหาการเสื่อมสภาพหรือการปนเปื้อนของสารเติมแต่งได้อย่างแม่นยำภายในไม่กี่วินาที
• เครื่องวัดดัชนีการไหลของพลาสติก (Melt Flow Indexer – MFI): อุปกรณ์ทดสอบความหนืดของพลาสติกเมื่อหลอมเหลว เพื่อวิเคราะห์ค่าดัชนีการไหล ซึ่งสัมพันธ์โดยตรงกับมวลโมเลกุลและการขึ้นรูปชิ้นงาน
• การวิเคราะห์สมบัติทางความร้อน (DSC / TGA): เครื่องมือตรวจวัดอุณหภูมิการหลอมเหลว (Melting Point) และการสลายตัวของพลาสติกเมื่อได้รับความร้อน เพื่อระบุชนิดและตรวจสอบความบริสุทธิ์ของโพลีเมอร์

FAQs: คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับประเภทพลาสติก

Q: พลาสติกชนิดใดบ้างที่ปลอดภัยสำหรับการนำมาบรรจุอาหารและเครื่องดื่ม (Food Grade)?

A: พลาสติกที่ได้รับการยอมรับว่าปลอดภัยสูงสุดคือ เบอร์ 5 (PP) เนื่องจากทนความร้อนสูง ไม่ปล่อยสารเคมีอันตรายเมื่อโดนความร้อน และ เบอร์ 1 (PET) สำหรับเครื่องดื่มอุณหภูมิปกติ รวมถึง เบอร์ 2 (HDPE) และ เบอร์ 4 (LDPE) ทั้งนี้ควรสังเกตสัญลักษณ์ “รูปแก้วไวน์และส้อม” ร่วมด้วยเพื่อความมั่นใจ

Q: ทำไมการรีไซเคิลพลาสติกเบอร์ 7 (Other) จึงทำได้ยากที่สุด?

A: เพราะพลาสติกเบอร์ 7 เป็นกลุ่มวัสดุทางเลือกหรือพลาสติกที่มีโครงสร้างซับซ้อน (Multi-layer Plastics) เช่น ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ที่เคลือบเลเยอร์พลาสติกและฟอยล์อลูมิเนียมเข้าด้วยกัน การนำไปหลอมเหลวใหม่จึงทำได้ยากเนื่องจากจุดหลอมเหลวของวัสดุแต่ละชนิดไม่เท่ากัน ต่างจากพลาสติกเบอร์ 1-5 ที่มีโครงสร้างเดี่ยวและรีไซเคิลได้ง่ายกว่า

Q: เมื่อเปลี่ยนไปใช้พลาสติก Recycle (เช่น rPET หรือ rPP) เพื่อตอบโจทย์ความยั่งยืน (Sustainability) ทำไมถึงเจอปัญหาผลิตภัณฑ์เปราะ แตกหักง่าย หรือฉีดขึ้นรูปไม่สม่ำเสมอ?

A: เม็ดพลาสติกที่ผ่านการ Recycle มาแล้ว โครงสร้างโมเลกุล (Polymer Chains) จะสั้นลงจากการผ่านความร้อนซ้ำๆ ส่งผลให้ความหนืดและการไหลตัวของน้ำยาพลาสติกเปลี่ยนไปในแต่ละล็อต ต้องทำการตรวจสอบค่าดัชนีการไหลของพลาสติก (Melt Flow Index) เพื่อควบคุมคุณภาพของเม็ดพลาสติกรีไซเคิล

Q: เทคโนโลยีเครื่อง FTIR มีบทบาทอย่างไรในอุตสาหกรรมรีไซเคิลประเภทพลาสติก?

A: ในโรงงานรีไซเคิลยุคใหม่ การคัดแยกพลาสติกด้วยสายตามีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดความผิดพลาด การใช้เครื่อง FTIR (โดยเฉพาะระบบติดตั้งหัววัดแบบ ATR) ช่วยให้ผู้ควบคุมคุณภาพสามารถกดวิเคราะห์ชิ้นส่วนพลาสติกแปลกปลอมได้ทันที ระบบจะเปรียบเทียบสเปกตรัมกับฐานข้อมูล (Library) เพื่อระบุชนิดพลาสติกได้อย่างแม่นยำ ช่วยลดความเสียหายจากการปนเปื้อนของพลาสติกผิดประเภทในถังหลอม

เรายังไม่มีเครื่อง FTIR สำหรับ Plastic เปลี่ยนเป็นคำถามของเครื่องอื่นได้ไหมคะ

Q: เมื่อเปลี่ยนไปใช้พลาสติก Recycle (เช่น rPET หรือ rPP) เพื่อตอบโจทย์ความยั่งยืน (Sustainability) ทำไมถึงเจอปัญหาผลิตภัณฑ์เปราะ แตกหักง่าย หรือฉีดขึ้นรูปไม่สม่ำเสมอ?

A: เม็ดพลาสติกที่ผ่านการ Recycle มาแล้ว โครงสร้างโมเลกุล (Polymer Chains) จะสั้นลงจากการผ่านความร้อนซ้ำๆ ส่งผลให้ความหนืดและการไหลตัวของน้ำยาพลาสติกเปลี่ยนไปในแต่ละล็อต ต้องทำการตรวจสอบค่าดัชนีการไหลของพลาสติก (Melt Flow Index) เพื่อควบคุมคุณภาพของเม็ดพลาสติกรีไซเคิล

บทสรุป

การทำความเข้าใจเกี่ยวกับ ประเภทพลาสติก และรหัสสัญลักษณ์รีไซเคิลมาตรฐานสากล ถือเป็นกุญแจสำคัญในการยกระดับประสิทธิภาพกระบวนการผลิตและการบริหารจัดการสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน ความผิดพลาดในการคัดแยกหรือเลือกใช้เกรดโพลีเมอร์ที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดวิศวกรรม อาจนำมาซึ่งความเสียหายของชิ้นงานและการสิ้นเปลืองต้นทุนโดยใช่เหตุ การเลือกใช้เครื่องมือวัดวิเคราะห์สเปกตรัมและทดสอบสมบัติทางกายภาพพลาสติกที่ได้มาตรฐาน จึงเป็นแนวทางปฏิบัติที่ Chemihouse แนะนำ เพื่อให้มั่นใจว่ากระบวนการควบคุมคุณภาพวัสดุของคุณดำเนินไปได้อย่างแม่นยำ ปลอดภัย และเปี่ยมด้วยประสิทธิภาพสูงสุดในระยะยาว