การพัฒนาไม้ประกอบพลาสติก มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
Development of Wood-Plastic Composite, KU
 
ธนดล สัตตบงกช
ภาควิชาวิศวกรรมวัสดุ คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

โทร. 0-2942-8555

          ไม้เป็นวัสดุที่มีสมบัติมากมาย ซึ่งมนุษย์เราได้ดัดแปลงแล้วนำมาใช้ตั้งแต่สมัยโบราณ ไม่ว่าจะเป็นการแปรรูปให้อยู่ในขนาดและลักษณะต่างๆ เพื่อให้เหมาะสมต่อการนำไปใช้งาน อีกทั้งยังสามารถเผาเพื่อให้พลังงานความร้อน เนื่องจากสมบัติที่มีอยู่เต็มตัวของไม้ทำให้ไม้เป็นวัสดุที่มีการนำไปใช้ประโยชน์มากชนิดหนึ่ง ในปัจจุบันถึงแม้ว่าจะมีการปลูกป่าเพื่อเพิ่มปริมาณไม้ให้มีใช้กันมากขึ้น แต่ปัญหาเรื่องการลักลอบตัดไม้ในเขตป่าสงวนยังคงมีอยู่มาก เนื่องจากความต้องการและการตอบสนองความต้องการในแง่ของการใช้ไม้ไม่สมดุลกัน การศึกษาเพื่อพัฒนาวัสดุที่จะนำมาใช้ทดแทนไม้จึงจำเป็นอย่างยิ่ง ไม้ประกอบพลาสติก ซึ่งอาจเรียกสั้นๆ ว่าไม้พลาสติกนั้น เป็นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นในวงการอุตสาหกรรมไม้และพลาสติกในต่างประเทศมานานแล้ว แต่ไม้พลาสติกนั้นค่อนข้างที่จะใหม่ในประเทศไทย ไม้พลาสติกถือได้ว่าเป็นการนำเอาความรู้ของทั้งวงการไม้และวงการพลาสติกมาประสานรวมกัน ทำให้เกิดเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ ซึ่งสามารถถือได้ว่าเป็นวัสดุทางวิศวกรรมได้อีกชิ้นหนึ่ง ในมุมมองทางด้านวิศวกรรมวัสดุ ของ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เราแบ่งการศึกษาออกเป็น 4 ส่วน กล่าวคือโครงสร้าง (Structure), กระบวนการผลิต (Processing), คุณสมบัติ (Properties), และสมรรถนะ (Performance)

          โครงสร้าง (Structure) ทั้งไม้และพลาสติกจัดเป็นวัสดุประเภทพอลิเมอร์ (Polymer) เช่นเดียวกัน แต่ต่างกันตรงที่ไม้เป็นพอลิเมอร์ที่ได้จากธรรมชาติ ในขณะที่พลาสติกเป็นพอลิเมอร์ที่ได้จากการสังเคราะห์ ทำให้ไม่สามารถควบคุมสมบัติของไม้ให้เป็นไปตามต้องการเช่นพลาสติกแต่สามารถทำกับไม้พลาสติกได้

          โครงสร้างของพลาสติก มีหลายชนิดแบ่งตามชนิดและรูปแบบการจับกันของสายโซ่โมเลกุล เนื่องจากพลาสติกแต่ละชนิดมีโครงสร้างทางเคมีแตกต่างกันจึงทำให้มีสมบัติทางกายภาพและทางเคมีต่างกันไปด้วย ในการเลือกใช้พลาสติกที่จะนำมาใช้ประกอบกับไม้นั้น นอกจากจะต้องคำนึงถึงสมบัติที่ต้องการแล้วยังต้องคำนึงถึงความ เป็นไปได้ในการผลิต และความเข้ากันได้อีกด้วย

          โครงสร้างของไม้ เป็นวัสดุที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน เนื่องจากโครงสร้างของไม้ประกอบขึ้นจากเซลล์เนื้อไม้ที่มีรูปร่างหลากหลายกระจายเรียงตัวเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นมีสมบัติต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์, ความอุดมสมบูรณ์ของน้ำ, อาหาร, แสงแดดและสภาวะแวดล้อมต่างๆ ที่ต้นไม้นั้นได้รับขณะที่ทำการสร้างเซลล์นั้นๆ และเนื่องจากเนื้อเยื่อของต้นไม้แต่ละชั้น ไม่เหมือนกันนี้เอง จึงทำให้มีสมบัติทางกายภาพและเคมีแตกต่างกันไปเช่นกัน

          กระบวนการขึ้นรูป (Processing) รายละเอียดและขั้นตอนในการผลิตไม้ประกอบพลาสติกตลอดจน การเตรียมวัตถุดิบ ที่ใช้นั้น จะขึ้นอยู่กับวิธีการขึ้นรูปที่เลือกใช้ ทั้งนี้ก็เนื่องมาจากว่า ในการขึ้นรูปแต่ละวิธีก็มีข้อจำกัดแตกต่างกันไปบางวิธีอาจสามารถใช้กับวัตถุดิบที่มีขนาดไม้ไม่ต้อง ละเอียดมากได้ แต่บางวิธีจำเป็นต้องเตรียมวัตถุดิบให้มีความละเอียดสูง เป็นผลทำให้มีขั้นตอนในการเตรียมวัตถุดิบแตกต่างกัน และการขึ้นรูปไม้ประกอบ พลาสติกสามารถขึ้นรูปได้หลายวิธีเช่นเดียวกับการขึ้นรูปพลาสติกทั่วไป

          สมบัติ (Properties) เนื่องจากไม้ประกอบพลาสติกเป็นวัสดุที่เอาทั้งไม้และพลาสติกมารวมกัน จึงเป็นผลทำให้สมบัติเดิมของไม้และพลาสติกเปลี่ยนไป ทั้งนี้ สัดส่วนของไม้และพลาสติกก็ยังมีผลกระทบต่อสมบัติของไม้พลาสติกด้วยเช่นกัน โดยส่วนใหญ่แล้ว ถ้าปริมาณของวัตถุดิบตัวใดตัวหนึ่งมาก คุณสมบัติโดยรวมของไม้พลาสติกก็จะมีแนวโน้มเอียงไปทางวัสดุที่มีปริมาณมากกว่า ซึ่งสามารถกล่าวสรุปข้อเด่นของไม้พลาสติกดังนี้เมื่อเปรียบเทียบกับไม้ ไม้พลาสติกทนทานต่อความชื้นได้ดีกว่า ต้านทานต่อเชื้อราและแมลงที่เป็นศัตรูของไม้ต่างๆ ทนทานต่อสภาวะแวดล้อมได้นานกว่า สามารถผลิตให้มีรูปร่างต่างๆ ได้โดยไม่ทำให้เกิดเศษเหลือใช้ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่หรือ recycle ได้ แต่สมบัติต่างๆ ของที่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ย่อมลดลงเป็นธรรมดา เปรียบเทียบกับพลาสติก ไม้พลาสติกสามารถรับแรงทางกลได้มากกว่า มีความทนทานต่อแสง UV ได้ดีกว่า มีการหดและขยายตัว (เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ) น้อยกว่าในปริมาตรที่เท่ากัน ไม้พลาสติกจะมีน้ำหนักเบากว่าพลาสติก

     สมรรถนะการใช้งาน (Performance) เนื่องจากประเภทของวัตถุดิบที่หลากหลายทำให้มีกระบวนการผลิตที่แตก ต่างกัน จึงส่งผลให้มีสมบัติที่แตกต่างกันหลายอย่าง ทำให้การจะกล่าวถึงสมรรถนะการใช้งานนั้น หากจะมองโดยภาพรวม ซึ่งอาจจะมีข้อแตกต่างปลีกย่อย จึงไม่ได้กล่าวถึงในที่นี้ โดยรวมแล้วการเพิ่มไม้ลงไปในพลาสติกนั้น จะเป็นการการเพิ่มความแข็งแรงและลดต้นทุนให้กับตัวพลาสติก แต่มันกลับทำให้มีความเปราะเพิ่มขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ดี สมบัติด้านอื่นๆ ก็จะแตกต่างกันออกไปดังที่ได้กล่าวมาแล้วบ้างในข้างต้น

     วงการของไม้พลาสติกนั้นได้มีการพัฒนาออกไปอย่างกว้างขวางแล้วในต่างประเทศ ซึ่งอย่างที่ทราบว่า ไม้พลาสติกในประเทศไทยนั้นเพิ่งมีอายุได้ 2-3 ปี มีบริษัทเอกชนและสถาบันการศึกษาหลายแห่งได้กำลังพัฒนาไม้พลาสติกออกมาใช้ในประเทศ ซึ่งจะเป็นการช่วยป้องกันไม่ให้เงินตรารั่วไหลออกไปนอกประเทศในทางอ้อม เนื่องจากเราสามารถที่จะผลิตใช้ได้เองโดยภูมิปัญญาของคนไทยโดยไม่ต้องนำเข้า ซึ่งนับว่าเป็นการดีต่อประเทศ โดยเฉพาะผลกระทบทางด้านรักษาสิ่งแวดล้อม และยังเป็นการกระตุ้นเศรษฐกิจทางอ้อมด้วย เนื่องจากได้มีการนำวัสดุเหลือใช้มาทำให้เกิดประโยชน์หรือเพิ่มมูลค่าให้กับวัสดุ อนาคตของไม้พลาสติกที่อาจเรียกได้ว่าเป็นวัสดุทางวิศวกรรมชิ้นใหม่ของประเทศไทย ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้พัฒนา คุณภาพของสินค้าให้ได้มาตรฐาน ผู้ผลิต ควรมีการแยกแยะลักษณะผลิตภัณฑ์ให้ดีเพื่อไม่ให้เกิดความสับสนเพราะว่าได้มีการใช้คำว่า "ไม้" ในผลิตภัณฑ์หลายชนิดที่ไม้ได้มีไม้ผสมอยู่ ทำให้ผู้บริโภคอาจเกิดการเข้าใจผิดได้ สุดท้าย คือการยอมรับของผู้บริโภค ซึ่งต้องมีการใช้งานและเสนอข้อคิดเห็นตอบกลับมายังผู้ผลิตและผู้วิจัย เพื่อการพัฒนาวัสดุไม้พลาสติกของคนไทยอย่างต่อเนื่องเพื่อคุณภาพชีวิตของเราชาวไทย