ลองจินตนาการถึงความต้องการแว่นตาที่เบากว่าและทนทานต่อการแตกหัก บรรจุภัณฑ์อาหารที่สมดุลระหว่างความปลอดภัยและความโปร่งใส หรือชิ้นส่วนยานยนต์ที่ต้องการทั้งความต้านทานแรงกระแทกและความทนทานต่อความร้อน ด้วยตัวเลือกวัสดุที่มีให้เลือกนับไม่ถ้วน การเลือกพลาสติกที่เหมาะสมจึงอาจเป็นเรื่องยากลำบาก วันนี้เราจะมาตรวจสอบวัสดุพลาสติกยอดนิยมสองชนิด ได้แก่ โพลีคาร์บอเนต (PC) และโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตไกลคอล (PETG) เพื่อช่วยแนะนำกระบวนการเลือกวัสดุของคุณ
โพลีคาร์บอเนต (พีซี)เป็นเทอร์โมพลาสติกอสัณฐานที่มักเรียกกันว่า "ซูเปอร์ฮีโร่" ของพลาสติก เนื่องจากมีความแข็งแรง ความเหนียว และความโปร่งใสเหมือนแก้วเป็นพิเศษ คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานและความชัดเจนของแสง ตั้งแต่ฝาครอบไฟหน้ารถยนต์ไปจนถึงแว่นตานิรภัยและหน้าต่างกันกระสุน
PETGซึ่งเป็นเทอร์โมพลาสติกโคโพลีเมอร์ ทำหน้าที่เป็น "สารรอบด้าน" อเนกประสงค์ โดยผสมผสานคุณประโยชน์ของ PET เข้ากับการดัดแปลงไกลคอล ทำให้ทนทานต่อสารเคมี ทนแรงกระแทก และมีความยืดหยุ่นในกระบวนการผลิตเป็นเลิศ คุณสมบัติที่ปลอดภัยต่ออาหารทำให้มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์ รวมถึงขวดเครื่องดื่มอัดลม
พีซีโดดเด่นด้วยคุณสมบัติเชิงกลที่โดดเด่น ด้วยดัชนีการหักเหของแสงที่ 1.58 จึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าอะคริลิก (PMMA) ในการใช้งานด้านออพติคอล ขณะเดียวกันก็ช่วยให้การออกแบบเลนส์บางลง แม้ว่าจะเสี่ยงต่อการขีดข่วน แต่ก็สามารถบรรเทาลงได้ด้วยการเคลือบผิวแข็ง
น้ำหนักโมเลกุลของวัสดุส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของวัสดุ พีซีที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่าจะมีความเหนียวมากกว่า—สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ—ในขณะที่น้ำหนักโมเลกุลที่น้อยกว่าทำให้การประมวลผลง่ายขึ้นด้วยต้นทุนที่ลดลง
PC แสดงให้เห็นถึงความเสถียรของรังสี UV ที่ยอดเยี่ยมเมื่อกำหนดสูตรอย่างเหมาะสม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง เช่น วัสดุมุงหลังคา อย่างไรก็ตาม ยังคงเสี่ยงต่อการย่อยสลายจากน้ำมัน ตัวทำละลาย และกรดอินทรีย์ ซึ่งอาจส่งผลต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างอย่างรวดเร็ว
PETG สร้างความแตกต่างด้วยความปลอดภัยในการสัมผัสกับอาหาร (ปลอดสาร BPA) สามารถรีไซเคิลได้ดีเยี่ยม และความคล่องตัวในกระบวนการผลิต รองรับวิธีการผลิตที่หลากหลาย เช่น การอัดขึ้นรูป การฉีดขึ้นรูป และการเป่าขึ้นรูป ความใสและความมันเงาของวัสดุช่วยเพิ่มความสวยงามของผลิตภัณฑ์ ในขณะที่ความทนทานต่อสารเคมีช่วยรับประกันความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์
| คุณสมบัติ | พีซี (เมตริก) | PETG (เมตริก) |
|---|---|---|
| การส่งผ่านแสง | ยอดเยี่ยม (เหนือกว่ากระจก) | ดี (ปรับปรุงด้วยการวางแนวแกนสองแกน) |
| ความหนาแน่น | 1.2 ก./ซม.³ | 1.18–1.33 ก./ซม.³ |
| ความแข็ง (ฝั่ง D) | 90–95 | 76 |
| ความต้านแรงดึง (สูงสุด) | 28–75 เมกะปาสคาล | 20–68.9 เมกะปาสคาล |
| การยืดตัวที่จุดขาด | 10–138% | 5–360% |
| อุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อน | 115–135°ซ | 60–70°ซ |
วัสดุทั้งสองมีศักยภาพในการรีไซเคิล แม้ว่าความท้าทายในการนำไปปฏิบัติยังคงมีอยู่ การรีไซเคิลพีซีจำเป็นต้องมีการคัดแยกอย่างเข้มงวดเพื่อรักษาคุณภาพ ในขณะที่สัญลักษณ์การรีไซเคิลที่โดดเด่นของ PETG (♹) ช่วยให้ระบุตัวตนได้ง่ายขึ้น อัตราการรีไซเคิลในปัจจุบันสำหรับวัสดุทั้งสองยังคงต่ำกว่าระดับที่เหมาะสม
โครงสร้างต้นทุนแตกต่างกันอย่างมาก โดยทั่วไปพีซีจะมีราคา 2.80 เหรียญสหรัฐฯ/กก. สำหรับวัสดุบริสุทธิ์ ในขณะที่ PETG มีราคาตั้งแต่ 1.10–1.80 เหรียญสหรัฐฯ/กก. สำหรับเม็ดขึ้นรูป การใช้งานพิเศษ เช่น เส้นใยการพิมพ์ 3 มิติมีราคาสูงกว่า ($20–55/กก. สำหรับ PETG)
ทางเลือกพีซี:
ทางเลือก PETG:
พีซีเป็นเลิศในการใช้งานที่ต้องการความต้องการความชัดเจนของแสง ทนต่อแรงกระแทก และเสถียรภาพทางความร้อน PETG เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องสัมผัสกับอาหาร บรรจุภัณฑ์ทั่วไป และสถานการณ์ที่ต้องการความทนทานต่อสารเคมี วิศวกรจะต้องประเมินข้อกำหนดทางกล สภาพแวดล้อม การปฏิบัติตามกฎระเบียบ และข้อจำกัดด้านต้นทุนอย่างรอบคอบ เมื่อเลือกระหว่างเทอร์โมพลาสติกอเนกประสงค์เหล่านี้
