วิทยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี เลม 1 ชั้นมัธยมศึกษาปท่ี 3 กลุมสาระการเรยี นรวู ทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี หนว ยการเรยี นรูท่ี 1 หนว ยการเรียนรูที่ 2 หนวยการเรยี นรูที่ 3 หนว ยการเรียนรทู ่ี 4 Slide PowerPoint_ส่อื ประกอบการสอน บรษิ ัท อกั ษรเจรญิ ทศั น อจท. จาํ กัด : 142 ถนนตะนาว เขตพระนคร กรุงเทพฯ 10200 Aksorn CharoenTat ACT.Co.,Ltd : 142 Tanao Rd. Pranakorn Bangkok 10200 Thailand โทร./แฟกซ : 0 2622 2999 (อตั โนมัติ 20 คูสาย) [email protected] / www.aksorn.com
3หนวยการเรยี นรูที่ วสั ดใุ นชวี ิตประจําวัน ตัวชว้ี ดั • ระบสุ มบตั ิทางกายภาพและการใชป ระโยชนว ัสดปุ ระเภทพอลิเมอร เซรามกิ และวัสดุผสม โดยใชหลกั ฐานเชิงประจกั ษ และสารสนเทศ • ตระหนักถึงคณุ คา ของการใชวสั ดปุ ระเภทพอลิเมอร เซรามกิ และวัสดผุ สม โดยเสนอแนะแนวทางการใชวัสดอุ ยางประหยดั และคุม คา
ผลติ ภัณฑร อบตวั เชน พลาสติก แกว น้ํา ผลติ มาจากวัสดใุ ด
พอลเิ มอร พอลิเมอร (Polymer) เปน สารทมี่ ีโมเลกลุ ขนาดใหญ มมี วลโมเลกุลต้งั แต 10,000 ขนึ้ ไป ซึ่งเกดิ จากมอนอเมอรม ารวมตัวกนั ดว ยการสรางพนั ธะโคเวเลนต พอลิเมอร พอลเิ มอรท ีป่ ระกอบดวย มอนอเมอร มอนอเมอรเ พยี ง 1 ชนิด มาตอ กันเปน สายยาว พอลเิ มอรท ี่ประกอบดว ย พอลิเมอร มอนอเมอรท ่มี ีมากกวา 1 ชนดิ มอนอเมอร มาเรียงซ้ําตอกัน
ประเภทของพอลิเมอร พิจารณาตามลักษณะการเกดิ >> แบงออกไดเ ปน 2 ประเภท พจิ ารณาตามชนดิ ของมอนอเมอร >> แบงออกไดเ ปน 2 ประเภท พอลิเมอรธรรมชาติ พอลเิ มอรสงั เคราะห เปนพอลิเมอรท ่เี กิดขึน้ เองตามธรรมชาติ เปนพอลเิ มอรทีเ่ กิดขนึ้ จากการสังเคราะห เชน โปรตีน ไหม เซลลูโลส แปง ยางธรรมชาติ ดว ยการนํามอนอเมอรมาผา นกระบวนการ สงั เคราะห เรยี กวา ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน โฮโมพอลเิ มอรห รอื พอลเิ มอรเ อกพนั ธุ เปน พอลเิ มอรทป่ี ระกอบดวยมอนอเมอร ชนิดเดยี วกนั เชน แปง เซลลูโลส ไกลโคเจน โคพอลเิ มอรห รือพอลิเมอรร วม เปนพอลเิ มอรท ่ีประกอบดวยมอนอเมอร ตางชนดิ กนั เชน โปรตีน ยางเอสบีอาร
สมบัตทิ างกายภาพของพอลเิ มอร สมบตั ทิ างกายภาพของพอลเิ มอรขน้ึ อยูกับโครงสรา ง ของพอลิเมอร ซงึ่ แบงออกไดเ ปน 3 ประเภท ดังน้ี พอลิเมอรแบบเสน พอลิเมอรแ บบก่งิ พอลเิ มอรแบบรางแห โครงสรางเปนสายยาวมีความหนาแนน โครงสรางเปน ก่งิ แยกออกจากโซห ลกั โครงสรา งเปนสายยาวและแบบกง่ิ เช่ือมกนั และจุดหลอมเหลวสูงมีลกั ษณะแข็งและเหนียว มคี วามหนาแนนและจดุ หลอมเหลวตา่ํ มีจุดหลอมเหลวสูงมคี วามแข็ง ตวั อยางเชน พอลเิ มอรไ วนิลคลอไรด (PVC), ยดื หยนุ ได แตม ีความเหนียวตํ่า แตเปราะและหักงา ยเม่อื ขน้ึ รปู แลว พอลิโพรพิลีน (PP), พอลิสไตรีน (PS), เมื่อโดนความรอ นจะออ นตวั เมือ่ เย็นจะแขง็ ตัว จะไมส ามารถหลอมหรือเปลยี่ นแปลงรูปรา งได พอลิเอทลิ ีนชนดิ ความหนาแนนสูง ตวั อยา งเชน ตัวอยางเชน (HDPE) พอลเิ อทิลีนชนิดความหนาแนน ตํ่า เมลามนี (LDPE) เบกาไลต
ประโยชนของวัสดุประเภทพอลเิ มอร พลาสติก (Plastic) พอลเิ มอรแ ตละชนดิ มีโครงสรางทีแ่ ตกตางกนั ทาํ ใหม สี มบัตทิ ีต่ างกันดว ย การนําพอลเิ มอรไปใชประโยชนจงึ มีไดหลายรูปแบบ ดังนี้ เทอรมอพลาสตกิ (thermoplastic) พลาสตกิ เทอรมอเซต (thermosetting plastic) • มีโครงสรางแบบโซต รงและโซก ิ่ง • มีโครงสรา งแบบรางแห • เม่ือไดร ับความรอ นจะออ นตัว และเมอื่ เยน็ ลงจะแข็งตัว • เม่ือข้ึนรปู ดว ยความรอนหรือแรงดนั แลว • นําไปหลอมเหลว เพื่อนาํ กลบั มาใชใ หมไ ด • ตวั อยา งเชน เทฟลอน ไนลอน พวี ีซี พอลเิ อทลิ ีน ไมส ามารถนํากลบั มาขน้ึ รูปใหมไ ดอ กี • ทนความรอ นและความดนั ไดดี พอลิโพรพลิ นี • หากมีอณุ หภมู สิ ูงมาก จะแตกและไหมเ ปน เถา • ตัวอยา งเชน เมลามีน ซิลิโคน พอลยิ รู ีเทน
การปรบั ใชสมบัติของพลาสติกใหเ หมาะสมตอการนาํ มาใชง าน พอลิเอทลิ นี • มอนอเมอร คอื เอทิลนี • มลี ักษณะ เหนียว ใส ทนตอสารเคมี นา้ํ ผา นไมได ไมท นความรอ น • นําไปใชท ําถุงใสข องเย็น ถงุ ขยะ ของเลนเดก็ ดอกไมพลาสติก พอลิสไตรีน • มอนอเมอร คอื สไตรนี • มลี ักษณะ แขง็ แตเ ปราะ ไมทนตอ ตัวทาํ ละลายอินทรีย ทนตอ กรด-เบส ไมไฟฟา ไมท นความรอน • นําไปใชทําชน้ิ สว นของตเู ย็น ตลับเทป กลองใส โฟมบรรจุอาหาร วสั ดุลอยนํ้า
การปรับใชสมบตั ิของพลาสติกใหเ หมาะสมตอ การนาํ มาใชง าน พอลิไวนิลคลอไรด • มอนอเมอร คอื ไวนิลคลอไรด • มีลักษณะ เนอื้ แขง็ คงรปู ทนตอ ความชน้ื ทนตอ สารเคมี • นาํ ไปใชท ําทอ พีวซี ี กระเบื้องปูพื้น ฉนวนหมุ สายไฟ ภาชนะบรรจุสารเคมี พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลนี (เทฟลอน) • มอนอเมอร คอื เตตระฟลูออโรเอทลิ ีน • มลี ักษณะ เหนียว ทนสารเคมี ทนความรอ น ผวิ ลน่ื ทนแรงกระแทก • นําไปใชเคลือบภาชนะดา นในไมใหอาหารติดภาชนะ ฉนวนไฟฟา ปะเกน็ แหวนลูกสบู ลกู ปนในเครื่องยนต
การปรับใชส มบัติของพลาสตกิ ใหเหมาะสมตอการนาํ มาใชง าน พอลเิ อทิลนี เทเรฟทาเลต • มอนอเมอร คือ ไดเมทิลเทเรฟทาเลตกบั เอทลิ นี ไกลคอล • มลี กั ษณะ แขง็ งายตอ การยอ มสี ทนความช้ืน เหนยี ว ทนตอ การขัดถู • นาํ ไปใชทาํ เสนใย แห อวน ขวดนา้ํ อดั ลม ขวดน้ําดมื่ ชนดิ แขง็ และใส พอลเิ มลามีนฟอรม าลดไี ฮด (เมลามนี ) • มอนอเมอร คือ เมลามนี กบั ฟอรม าลดไี ฮด • มลี ักษณะ ทนความรอ น ทนนํ้า ทนสารเคมี • นําไปใชทําเคร่อื งใชใ นครวั ชอน สอ ม ตะเกยี บ จาน ชาม
ประโยชนข องวัสดุประเภทพอลเิ มอร ยาง (rubber) แบง ออกไดเปน 2 ประเภท ยางธรรมชาติ (natural rubber) เปนพอลิเมอรทป่ี ระกอบดว ยธาตคุ ารบอนและไฮโดรเจน เรยี กวา พอลิไอโซพรนี (polyisoprene) มีมอนอเมอรเปน ไอโซพรีน (isoprene) น้าํ ยางสดจะมีลกั ษณะขน สีขาวขุนคลายนาํ้ นม เมื่อแยกเน้อื ยางออกมาจากนา้ํ ยางจะเรียกวา ยางดบิ ถงุ มอื แพทย ถุงยางอนามยั
ประโยชนข องวสั ดุประเภทพอลเิ มอร ยาง (rubber) แบงออกไดเปน 2 ประเภท ยางสงั เคราะห (synthetic rubber) เปนพอลเิ มอรที่สงั เคราะหข้นึ จากมอนอเมอรที่ไดจ ากการกล่นั ปโ ตรเลยี ม ยางสังเคราะหม คี วามทนทานตอการขัดถูและการสกึ กรอ น มคี วามยืดหยุนแมมอี ุณหภูมติ ํ่า ทนตอ นํา้ มันและตวั ทําละลายอินทรีย พอลบิ วิ ทาไดอีนหรือยางบอี าร พอลสิ ไตรนี บวิ ทาไดอนี นาํ มาใชทาํ ยางรถยนต ยางลอเครื่องบนิ หรือยางเอสบอี าร นาํ มาใชท ํายางรถยนต พืน้ รองเทา สายพาน
ประโยชนของวัสดปุ ระเภทพอลเิ มอร เสนใย (fibre) เปนพอลเิ มอรทม่ี ีโครงสรางโมเลกลุ มีขนาดยาว จงึ เหมาะสําหรบั การนํามารดี และปน เปน เสน ดา ย เสนใยธรรมชาติ >>แบงไดเ ปน 2 ชนิด เสน ใยก่ึงสงั เคราะห>>แบง ไดเปน 2 ชนิด เสน ใยสังเคราะห >>แบงไดเ ปน 2 ชนิด 1. เสน ใยจากพืช คือ เสน ใยเซลลูโลส ไดจ าก 1. เซลลูโลสแอซเี ตต เกดิ จากปฏิกิรยิ าระหวา ง 1. ไนลอน หรอื พอลิเอไมด หรือ ไนลอน-6,6 สว นตา ง ๆ ของพืช เชน ฝาย นุน ลนิ ิน ปา น ปอ เซลลโู ลสกบั กรดแอซตี ิกเขม ขน โดยมีกรดแอซตี กิ เปน พอลเิ มอรร ะหวา งเอมีนกับกรดคารบ อกซิลกิ โดยเสนใยท่ีนาํ มาใชม ากทส่ี ดุ คือ ฝา ย เปน ตวั เรงปฏกิ ริ ิยา มสี มบัติคลายเซลลโู ลส 2. ดาครอน หรอื พอลเิ อสเทอร 2. เสน ใยจากสัตว คือ เสนใยโปรตีน ไดจ ากขนสตั ว 2. เรยอน มีสมบัติคลา ยขนสตั ว ไหม ลินนิ หรอื ฝาย เปน พอลเิ มอรระหวางเอทิลนี ไกลคอลกบั ไดเมทิล- เชน ขนแกะ ขนแพะ รังไหม เทเรฟทาเลต ขอดี ดูดซบั น้าํ ไดด ี ระบายอากาศไดด ี ขอดี นํ้าหนกั เบา ไมดูดซับความรอน ขอดี น้าํ หนักเบา ทนตอจุลินทรยี ทนตอเชอ้ื รา ดดู ซบั เหงื่อไดดี และแบคทเี รีย ไมย บั งาย ไมด ูดนํา้ ทนตอ ขอ เสีย เมอ่ื ถกู ความช้ืนจะขน้ึ ราไดง า ย สารเคมี ซักงา ย และแหงเร็ว เมื่อไดรับความรอนจะหดตวั
เซรามกิ ผลติ ภณั ฑร อบตวั เราใดบา ง เปน เซรามิก เซรามิก คอื ผลติ ภณั ฑท ที่ ําจากวัตถดุ ิบใน ธรรมชาติ เชน ดิน หิน ทราย แรธ าตุ นํามาผสมกันแลวนาํ ไปเผาเพ่ือเปล่ียนเนอื้ วตั ถุ ใหแขง็ แรง และคงรูป
ประเภทของเซรามกิ เซรามิกดั้งเดมิ กบั สมัยใหมแตกตา งกันอยา งไร เซรามิกดงั้ เดมิ (traditional ceramics) เซรามกิ สมยั ใหม (advance ceramics) ตัวอยางเชน • เคร่ืองปน ดนิ เผา ตัวอยางเชน • เครอื่ งแกว • ผลติ ภณั ฑทางการแพทย • ปูนซีเมนต • ผลติ ภณั ฑไฟฟา และอเิ ลก็ ทรอนิกส • โลหะเคลอื บ • ผลติ ภณั ฑท่ีเกีย่ วของกับงานเทคนคิ ข้นั สงู
สมบตั ิทางกายภาพของเซรามิก สมบัติทางกายภาพของเซรามกิ ขึน้ อยูกบั วตั ถุดิบที่นาํ มาใช โดยวตั ถดุ บิ ทใี่ ชในอุตสาหกรรมเซรามกิ แบงออกไดเ ปน 2 ประเภท เฟลดสปาร หรอื แรฟ น มา คือ วตั ถุดบิ หลกั และวัตถุดิบเสริม เปนสารประกอบในกลุมซิลเิ กต ใชผ สม กับเนื้อดิน ทําใหเกดิ การหลอมเหลวที่ ควอตซ หรอื แรเ ขยี้ วหนมุ าน มี อุณหภูมติ าํ่ เกดิ การเปลย่ี นแปลงเปน องคประกอบหลกั คือ ซลิ ิกา สว นใหญ เนอ้ื แกว จึงทําใหเซรามิกมีความโปรงใส มลี กั ษณะใส ไมม ีสี ชวยใหผลติ ภณั ฑเ ซรามกิ ดนิ เหนียว เกิดความแข็งแรง ไมโ คงงอ และทําให มีองคประกอบทางเคมีท่สี ําคญั คอื ผลิตภณั ฑกอนเผาและหลงั เผาหดตัวนอ ยลง สารประกอบออกไซดของซลิ คิ อนและ อะลมู เิ นียม คลายกบั ทีพ่ บในดินขาว แต ดินขาว ดินเหนยี วมสี งิ่ เจือปนอ่นื ๆ ในปรมิ าณมากกวา เปนวตั ถุดบิ หลกั ในการผลิตเซรามกิ โดยดนิ ขาวบรสิ ุทธ์ิ คอื แรเคโอลิไนต (kaolinite; Al2O3•2SiO2•2H2O)
วัตถดุ ิบเสริม แรดิกไคต • มีองคป ระกอบเหมือนดิน แตม ีโครงสรา งผลกึ แตกตา งกัน • มีปริมาณอะลูมนิ าท่ีเปนองคป ระกอบแตกตางกัน ทาํ ใหผลิตภัณฑม สี มบัติแตกตา งกนั ไป แรโ ดโลไมต • มอี งคป ระกอบหลัก คือ แคลเซียมแมกนีเซยี มคารบอเนต • ใชผ สมกบั เน้อื ดินเพอื่ ลดจุดหลอมเหลวของวตั ถดุ บิ สารประกอบออกไซด • อะลมู เิ นียมออกไซดหรืออะลูมินา (Al2O3) ใชผ สมทาํ ผลิตภัณฑท ที่ นไฟ • ซลิ คิ อนไดออกไซด (SiO2 ) และ โบรอนไตรออกไซด (B2O3) ใชผ สมทําผลิตภัณฑที่เปน เน้อื แกว • สแตนนกิ ออกไซด (SnO2) และสงั กะสอี อกไซด (ZnO) ใชเ คลอื บเพอื่ ทาํ ใหผลิตภณั ฑท ึบแสง
การข้ึนรปู ผลติ ภณั ฑเ ซรามิก การข้ึนรูปผลติ ภณั ฑเซรามกิ แบงออกเปน 2 วธิ ี การเทแบบ เทน้ําดนิ ตดั แตง ผลิตภณั ฑ ลงในแบบ ผลติ ภัณฑหลงั แกะ เปนการขึน้ รูปโดยนําดินมาผสมกับน้าํ แลวเทลงในแบบทีม่ ีรปู รางตา ง ๆ แบบทป่ี ระกอบแลว ออกจากแบบ ตามที่ตอ งการ การขน้ึ รูปวิธนี ้เี หมาะสําหรบั การผลติ แจกัน ขวด และ เครอ่ื งสขุ ภณั ฑ เทนาํ้ ดินท่ีเหลือออกจากแบบ การใชแ บบหมนุ เปนการขึ้นรปู โดยการวางดนิ บนแปน แลว หมุนแปนและใชม อื ปนดิน ใหไดร ปู ทรงตามท่ตี อ งการ นิยมใชในการขึน้ รูปผลิตภณั ฑท ่มี ีลกั ษณะ เปนทรงกลม หรือทรงกระบอก เชน ไห โอง กระถาง แจกนั
การเผาและเคลือบผลติ ภัณฑ มี 2 ข้นั ตอน ขน้ั ตอนที่ 1 การเผาดิบ 1 เพ่มิ อณุ หภูมขิ องเตาเผาใหสงู ขน้ึ อยางชา ๆ และสม่าํ เสมอ โดยใชเวลาท่ีเหมาะสม 2 ทาํ ใหผลติ ภณั ฑคงรปู ไมแ ตกชาํ รุด 3 ผลติ ภณั ฑเซรามกิ บางชนดิ เมื่อผา นการเผาดิบแลว สามารถนาํ ไปใชงานไดโ ดยไมต อ งเคลอื บผิว เชน อิฐ กระถางตน ไม ตมุ นํ้า ข้ันตอนท่ี 2 การเผาเคลือบ 1 นาํ ผลิตภณั ฑเ ซรามิกมาเคลอื บผวิ ดว ยนํ้าเคลอื บ ซง่ึ เปน สารผสมระหวางซลิ เิ กตกบั สารชวยหลอมเหลว และสารเพิ่มคณุ ภาพอื่น ๆ แลว จึงนําไปใหค วามรอ น เพอ่ื ใหน ้าํ เคลือบหลอมละลายรวมเปน เนอ้ื เดียวกับเนื้อดิน 2 ทาํ ใหผ ลติ ภณั ฑเ กดิ ความสวยงาม มผี ิวมนั แวววาว คงทนตอ การขีดขวน และมีสมบตั ิตามที่ตองการ การเผาเคลอื บ
ประโยชนข องวสั ดปุ ระเภทเซรามกิ ผลิตภณั ฑแกว แกวถูกนาํ มาใชประโยชนห ลายดา น เชน นาํ มาผลิต เปนภาชนะ เคร่อื งใช เคร่อื งประดับ รวมทง้ั เปน สวนประกอบของอาคาร เน่อื งจากแกว มสี ว นประกอบ ของสารตาง ๆ ทท่ี าํ ใหแ กวมสี มบัติ ดงั น้ี คือ โปรงใส ทนตอกรด-เบส ไอนํา้ และแกส ซมึ ผานไดยาก แข็งแรง และทนตอ แรงดัน
ประโยชนของวัสดุประเภทเซรามิก กระบวนการผลติ แกว เตมิ ซิลกิ า หินปูน โซดาแอช แรโดโลไมต เศษแกว เขา ดว ยกัน แลว ใหความรอ น สว นผสมหลอมเหลว เปนสารประกอบออกไซด สวนผสมทุกอยางหลอมละลาย เปนเนือ้ เดยี วกัน เรยี กวา นาํ้ แกว ลดอุณหภูมิ ใหน ํา้ แกว มีความหนืด เพอ่ื ขึ้นรูปผลติ ภณั ฑ
ประเภทของแกว แกว โซดาไลม สวนประกอบ แกวคริสตัล สวนประกอบ - SiO2 รอ ยละ 71-75 โดยมวล - SiO2 รอยละ 54-65 แกวโบโรซิลเิ กต - Na2O รอยละ 12-16 โดยมวล แกว โอปอล - K2O และออกไซดข องตะกวั่ มีออกไซด - CaO รอยละ 10-15 โดยมวล ของตะกั่วมากกวารอยละ 24 โดยมวล คณุ สมบัติ คณุ สมบัติ - ไมทนตอกรด- เบส เม่ือมีแสงมากระทบจะเหน็ ประกาย - แตกงายเมือ่ ไดร ับความรอ น แวววาวสวยงาม สวนประกอบ สวนประกอบ - เติม NaF และ Ca2F ลงไป - SiO2 ปริมาณมาก - Na2O CaO B2O3 ปรมิ าณเล็กนอ ย คณุ สมบตั ิ คณุ สมบัติ มีความขุน โปรงแสง หลอมและข้นึ รูปไดง า ย - ทนตอการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมไิ ดดี - ทนตอ การกัดกรอนของสารเคมี
ประโยชนข องวสั ดปุ ระเภทเซรามิก ปูนซีเมนต เปนวสั ดุท่ชี ว ยยึดสวนผสมตา ง ๆ ที่ใชใ นการกอ สรา ง ซง่ึ เปนผลติ ภัณฑท ไ่ี ดจากการบดเมด็ ปนู และการเผาสวนผสมตาง ๆ วตั ถุดิบทใี่ ชใ นการผลติ ปูนซเี มนต วัตถุดิบเน้อื ดิน วตั ถดุ บิ เนื้อปนู เปน สวนประกอบหลัก มีอยรู อยละ ประกอบดวยซลิ ิกา อะลมู นิ า 80 โดยมวลของสว นผสมกอ น และออกไซดข องเหล็ก มีประมาณ การเผา วัตถุดิบทใี่ ชอาจจะเปน รอ ยละ 15-18 โดยมวล วัตถุดิบท่ี หินปูน ดินสอพอง หรือดนิ มารล ใชส วนใหญ คือ หนิ ดินดาน หินออน หนิ ชอลก โดยหินปูนเปน วตั ถุดบิ ท่ีนยิ มใชม ากท่สี ดุ
ประโยชนของวสั ดปุ ระเภทเซรามกิ ปนู ซเี มนต วตั ถุดบิ ปรบั คุณภาพ สารเตมิ แตง ประกอบดวยเนอ้ื ปูน อะลมู นิ า เปน วตั ถดุ บิ ทีเ่ ตมิ ลงไปในปนู เมด็ ซลิ กิ า หรอื ออกไซดของเหล็ก ภายหลงั การเผา เพ่อื ปรบั สมบตั ิ ในปริมาณสูง ใชเ มอื่ มีสว นผสม บางประการ เชน เตมิ ยปิ ซมั ลงไป บางชนิดตาํ่ กวา มาตรฐาน เพ่อื ทําใหป นู ทผี่ สมน้ําแลว แข็งตวั ชา เตมิ หินปูนบดลงไปเพ่ือเพ่มิ เนอ้ื ปูน
ประเภทของปนู ซีเมนต ปูนซเี มนตปอรตแลนด ปนู ซเี มนตผ สม ปนู ซีเมนตขาว เปนปูนซีเมนตทีไ่ ดจ ากการบดปูนเมด็ เปน ปนู ซเี มนตท ่มี แี รงอดั ต่าํ กวา เปนปูนซเี มนตท ี่มวี ตั ถุดิบหลัก คือ กับยปิ ซมั ตามมาตรฐานอตุ สาหกรรม ปูนซีเมนตธ รรมดาเล็กนอย เนือ่ งจากมี ปูนขาว นยิ มใชใ นงานตกแตง อาคาร การเตมิ ทราย หรอื หินปูนละเอียดลงไป หอ งนาํ้ สระน้ํา เพอื่ ใหเกิดความสวยงาม ซึ่งแบงเปน 5 ประเภท เหมาะสําหรับใชในงานกอ สรา งทไ่ี มร บั ประเภทท่ี 1 ปนู ซีเมนตป อรต แลนดธรรมดา นํ้าหนกั มาก เชน งานกอ งานฉาบ เทพื้น ปนู ซีเมนตป ระเภทใด ประเภทที่ 2 ปนู ซเี มนตป อรตแลนดเ สรมิ ทใี่ ชท ําถนน ประเภทที่ 3 ปูนซีเมนตป อรต แลนด ประเภทใหก าํ ลังอดั สูง ประเภทท่ี 4 ปนู ซีเมนตป อรตแลนด ประเภทเกดิ ความรอ นตา่ํ ประเภทที่ 5 ปูนซเี มนตป อรตแลนด ประเภททนซัลเฟตสูง
วสั ดผุ สม วัสดุผสม คือ การนาํ เอาวัสดุต้งั แต 2 ชนดิ ขน้ึ ไป ผสมรวมกัน ทาํ ใหมีสมบตั ทิ ี่ดีขึ้น โดยวสั ดผุ สมท่นี ํามาตองไมร วมเปนเนอ้ื เดียวกนั แผนไม เสื้อกันฝน ยานอวกาศ อา งอาบนาํ้ ทําไมตอ งมีการผลติ วัสดุผสม
สมบัตทิ างกายภาพของวัสดผุ สม สมบตั ขิ องวสั ดผุ สมจะข้นึ อยูก บั วสั ดทุ นี่ าํ มาใชป ระกอบกันเปน วัสดุผสม โดยวัสดผุ สมจะตอ งประกอบดว ยวสั ดุ 2 แบบ วสั ดพุ ้ืน หรือเมทริกซ (matrix) วสั ดุเสรมิ หรือตัวเสรมิ แรง (reinforcement) เปน วัสดทุ ่ลี กั ษณะของเนื้อวัสดุมคี วามตอ เนื่อง และ เปนวสั ดทุ ี่เพม่ิ คุณสมบัตใิ หกับวัสดุพ้นื โดยจะฝง ตัวอยูในวสั ดพุ น้ื ลอมรอบอกี วสั ดไุ ว ทาํ หนา ทีใ่ นการถายทอดแรงกระทํา ซึ่งอาจจะอยใู นรูปของเสน ใย อนุภาค แผนหรือชิ้นเล็กๆ โดยวสั ดทุ ี่นาํ มาใชเปน วสั ดพุ ้นื อาจเปน พอลเิ มอร เซรามกิ โลหะ หรือคารบอนและแกรไฟต
การใชป ระโยชนว สั ดุประเภทวสั ดผุ สม วสั ดผุ สมจากธรรมชาติ เปน วัสดผุ สมที่ไดจ ากการรวมตวั ของสารทอี่ ยใู นธรรมชาติ กระดูก ประกอบดวยคอลลาเจน 20% แคลเซียมฟอสเฟต 69% นาํ้ 9 % และอนื่ ๆ คอลลาเจน ทาํ หนา ท่เี ปน วัสดุพืน้ อยูในรปู ไมโครไฟเบอร มีลกั ษณะเหมือนตาขา ย แคลเซยี มฟอสเฟต ทาํ หนา ที่เปนวัสดุเสรมิ ชว ยใหก ระดูกแขง็ แรง
การใชป ระโยชนว ัสดปุ ระเภทวัสดุผสม วสั ดผุ สมจากธรรมชาติ ไม ประกอบดวยองคป ระกอบหลกั 4 ชนิด ไดแก เสน ใยเซลลโู ลส สารก่ึงเซลลูโลส ลิกนิน และสารสกัดจากธรรมชาติ เซลลูโลส ทาํ หนา ที่เปน วัสดพุ น้ื ลกิ นินกบั สารกง่ึ เซลลูโลส ทําหนาท่ีเปน วสั ดเุ สริม ชว ยประสานให องคป ระกอบในไมเกดิ การเชอ่ื มกัน
การใชประโยชนว ัสดปุ ระเภทวัสดผุ สม วัสดผุ สมจากการสงั เคราะห เปนวัสดุผสมท่ไี ดจ ากการนาํ วสั ดุชนิดตาง ๆ มาสังเคราะหร วมกัน เกดิ เปน วัสดุผสมท่มี ีสมบตั แิ ตกตางไปจากเดมิ และมสี มบัตเิ ฉพาะตามที่ตอ งการ เชน คอนกรีต ไฟเบอรก ลาสส ซีเมนต คอื วสั ดผุ งละเอยี ดเมด็ เล็กสีเทา เมอ่ื ผสมกับน้าํ ในปริมาณมากพอสมควร แลวท้ิงไวใหแหงจะเกดิ การแขง็ ตวั อาจจะเรยี กวา ไฮดรอลิกซีเมนต (hydraulic cement) หนิ ลูกรังและกอนหิน จะตองมคี วามสะอาด แขง็ ทนทาน หนิ มมุ แหลมจะใหค วามแข็งแรง ไดด ีกวาหินทีม่ คี วามกลม เปนแรขนาดเล็ก ทรายเปนตัวเติมเต็มในชองวางขนาดเลก็ ๆ ระหวาง ทราย หนิ ขนาดใหญ ชวยลดชองวางในเนื้อคอนกรตี ลง และลดปญหาการไมร วมตวั ของคอนกรตี ขณะเกิดการแขง็ ตวั
ผลกระทบจากการใชว ัสดปุ ระเภทพอลเิ มอร เซรามกิ และวัสดุผสม ปจ จบุ นั ขยะที่เกดิ ขึน้ จากวัสดุ พลาสตกิ สงผลกระทบตอ สงั เคราะหมจี ํานวนมาก และยาก สิง่ แวดลอมอยางไร ตอการกําจัด หากนาํ ไปเผาจะทําให เกดิ มลพษิ ทางอากาศ หากนาํ ไปฝง จะทาํ ดินเสือ่ มสภาพสงผลเสียตอ สภาพแวดลอ ม
การรณรงคเ กี่ยวกบั แนวทางการใชว สั ดอุ ยา งคุมคา และสง ผลกระทบตอสงิ่ แวดลอมนอ ยท่ีสดุ การใชซ ้ํา (reuse) การลดการใช (reduce) การนํากลับมาใชใหม (recycle) เปน การนาํ ผลติ ภัณฑพอลเิ มอร เปนการลดหรอื ใชผลติ ภัณฑพอลเิ มอร เปนการนาํ ผลติ ภัณฑพ อลิเมอรส ังเคราะห สงั เคราะหที่ผานการใชง านแลว สงั เคราะหใ หนอ ยลง อาจใชว ัสดหุ รอื บรรจุภณั ฑ ที่เคยผา นการใชงานแลว มาผานการแปรรูป แตยังมคี ณุ ภาพดกี ลบั มาใชง านอีกครั้ง เปนผลิตภณั ฑใ หม เพื่อนํากลบั มาใชงานอกี ครง้ั จากธรรมชาติแทนบรรจุภัณฑจากพอลิเมอร โดยเฉพาะพลาสตกิ ซงึ่ เปน ผลติ ภัณฑท ่ีใชก นั สงั เคราะห หรอื ใชบรรจภุ ณั ฑท ีม่ คี วามคงทน อยา งแพรหลาย สามารถนาํ กลบั มาใชใ หมได
การคัดแยกขยะ การคัดแยกขยะโดยการทิง้ ขยะใหถ ูกประเภทเปนอกี หน่งึ แนวทาง ทีช่ ว ยลดปญ หาขยะลนเมอื ง สําหรบั ขยะทย่ี อยสลายได สาํ หรบั ขยะรีไซเคิล หรือ สาํ หรับขยะท่ยี อ ยสลายยาก สําหรบั ขยะอนั ตราย หรือ สามารถนําไปหมกั เปนปุยได ขยะที่นําไปแปรรูปได เชน และไมคมุ คา สาํ หรับการนาํ ขยะทม่ี พี ิษตอสิ่งมีชวี ติ และ เชน เศษผกั เปลือกผลไม แกว กระดาษ กระปอ งเคร่อื งดม่ื กลับมาใชป ระโยชนใหม เชน สิง่ แวดลอม เชน หลอดไฟฟา หอ พลาสติกใสขนม ซองบะหม่ี ถานไฟฉาย กระปองสเปรย เศษอาหาร ใบไม เศษพลาสติก กงึ่ สําเรจ็ รูป โฟมบรรจอุ าหาร กระปอ งยาฆาแมลง
ขยะเหลา นี้ควรท้งิ ลงถงั ขยะประเภทใดบาง
Summary หนว ยการเรียนรทู ่ี 3 วสั ดุในชีวิตประจาํ วัน พอลเิ มอร เซรามกิ วสั ดุผสม เปนสารท่ีมีโมเลกุลขนาดใหญ เกิดจากสารโมเลกลุ เล็กท่เี รียกวา มอนอเมอร มาสรางพันธะโคเวเลนตต อกนั ประเภทของพอลิเมอร สมบัติทางกายภาพของพอลเิ มอร แบง ตามลักษณะการเกดิ ขน้ึ อยกู ับโครงสรางของพอลเิ มอร โครงสรา งแบบเสน พอลเิ มอรธรรมชาติ พอลิเมอรสังเคราะห โครงสรางแบบก่งิ แบงตามชนิดของมอนอเมอร โครงสรางแบบรางแห โฮโมพอลเิ มอร โคพอลิเมอร
Summary หนว ยการเรียนรูที่ 3 วัสดใุ นชวี ติ ประจําวัน พอลเิ มอร เซรามิก วัสดุผสม พลาสติก การใชประโยชนว สั ดปุ ระเภทพอลิเมอร เสน ใย ยาง พอลิเอทลิ นี ยางธรรมชาติ นํามารดี และปน เปนเสนดาย เพื่อทําเครอ่ื งนงุ หม ใชทาํ ถุงใสข องเยน็ ถงุ ขยะ ของเลน เด็ก ใชท ําถงุ มอื แพทย ถงุ ยางอนามัย พอลสิ ไตรนี ยางสงั เคราะห ใชท าํ ชิ้นสว นของตเู ยน็ โฟมบรรจุอาหาร ยางบอี าร ใชท ํายางรถยนต ยางลอเครอ่ื งบิน พอลไิ วนลิ คลอไรด ยางเอสบอี าร ใชท ํายางรถยนต พนื้ รองเทา ใชทําทอน้ําประปา กระเบอ้ื งปพู ื้น
Summary หนวยการเรียนรูท่ี 3 วสั ดุในชวี ติ ประจาํ วัน พอลเิ มอร เซรามกิ วสั ดผุ สม ผลิตภัณฑที่ทาํ จากวัตถุดิบในธรรมชาติ เชน ดิน หิน ทราย แรธาตุ นาํ มาผสมกนั ขึน้ รปู แลว นาํ ไปเผา สมบัติทางกายภาพของเซรามิก การใชป ระโยชนข องวสั ดุประเภทเซรามิก วัตถุดบิ ทใ่ี ชใ นอุตสาหกรรมเซรามิก ผลิตภัณฑจากแกว วตั ถุดบิ หลัก วตั ถุดิบเสริม แกวโซดาไลม ใชทาํ แกวนํา้ ขวดน้ํา กระจกแผน การเผาและเคลือบ การเผาเคลือบ แกว โบโรซลิ เิ กต ใชท ําเคร่อื งแกว ในหอ งปฏบิ ตั ิการ การเผาดบิ ทางวิทยาศาสตร การขน้ึ รปู ผลติ ภัณฑ ปูนซเี มนต การเทแบบ การใชแ ปน หมนุ ปูนซีเมนต เมือ่ นําปนู ซเี มนตม าผสมกบั นาํ้ จะไดผ ลึก ของแขง็ ใชเปนวัสดุประสานในงานกอสรา ง
Summary หนว ยการเรยี นรูท ่ี 3 วัสดใุ นชีวิตประจาํ วัน พอลเิ มอร เซรามกิ วสั ดุผสม วสั ดุที่ประกอบดว ยวสั ดุ 2 ประเภทข้ึนไป ที่มอี งคประกอบทางเคมีแตกตางกัน โดยที่องคป ระกอบนั้นไมล ะลายเขา ดวยกัน สมบัตทิ างกายภาพของวัสดุผสม การใชป ระโยชนของวสั ดุผสม วสั ดพุ ื้น หรอื วัสดุหลัก ทําหนา ที่ในการถา ยทอด วสั ดุผสมจากธรรมชาติ แรงกระทํา วัสดุท่นี าํ มาทาํ เปน วัสดพุ ้ืน เชน กระดูก ไม พอลเิ มอรเซรามกิ โลหะ คารบ อน แกรไฟต วสั ดุเสริม หรือตัวเสริมแรง เปนวสั ดทุ เี่ พมิ่ สมบัติ วสั ดุผสมจากการสังเคราะห ไฟเบอรกลาสส ใหกบั วสั ดุพนื้ โดยวัสดุเสริมอาจจะเปน คอนกรีต เสน ใย อนภุ าค แผน หรอื ช้ินเล็กๆ
Summary หนวยการเรยี นรูท ี่ 3 วสั ดุในชีวติ ประจาํ วัน พอลิเมอร เซรามกิ วสั ดุผสม แนวทางการใชพอลิเมอรสังเคราะหอ ยางคมุ คา Reduce Reuse Recycle ลดการใช เชน ใชถงุ ผา แทนถุงพลาสตกิ ใชซ ํา้ เชน ใชก ระดาษใหค รบท้งั 2 หนา แปรรปู ใชใหม เชน นาํ ขวดพลาสติก ที่ใชแลว มาหลอมนาํ ไปผลิตเสอ้ื การคดั แยกขยะ