การศึกษาคุณสมบัติของเรซินอิพอกซีแบบยืดหยุ่นและซิลิกอนไดออกไซด์จากกระบวนการรีไซเคิลแผ่นวงจรพิมพ์เพื่อพัฒนาวัสดุยืดหยุ่นที่มีความสามารถในการฆ่าเชื้อด้วยกระบวนการโฟโตแคตะไลติก

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ชวิศ รัตนเพียรชัย, น้ำเพชร มีอิสสระ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ชิตพงษ์ เหนือเกาะหวาย

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในปัจจุบันความก้าวหน้าและประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นพัฒนาไปอย่างก้าวกระโดด ส่งผลให้ยอดขายสินค้าอิเล็กทรอนิกส์พุ่งสูงขึ้น ขณะเดียวกันก็ส่งผลให้เกิดขยะอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากโดยในปี พ.ศ. 2561 ประเทศไทยมีขยะอิเล็กทรอนิกส์สูงถึง 414,000 ตัน (กรมควบคุมมลพิษ, 2562) ซึ่งขยะเหล่านี้ส่วนมากจัดอยู่ในกลุ่มซากแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบไปด้วยโลหะหนักหลายชนิด เช่น ตะกั่ว, แคดเมียม, ปรอท, เบริลเลียม โดยสารเหล่านี้หากไม่มีการจัดการที่เหมาะสมจะก่อให้เกิดการปนเปื้อนสารพิษในสิ่งแวดล้อม และสุขภาพของคนงาน อีกทั้งยังก่อให้เกิดปัญหาในระหว่างขั้นตอนการรีไซเคิล และการกำจัดอีกด้วย

การรีไซเคิลอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มักให้ความสำคัญกับส่วนที่ประกอบด้วยโลหะมีค่า ในขณะที่แผ่นวงจรมีองค์ประกอบถึงร้อยละ 65.5266 เป็นอโลหะและมีโลหะมีค่าเพียงเล็กน้อย ทำให้การรีไซเคิลแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์นั้นมีความยุ่งยากและไม่คุ้มค่า จึงถูกนำไปเผาหรือฝังกลบ ส่งผลให้ให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้ในปัจจุบันมีการศึกษาและวิจัยเกี่ยวกับการรีไซเคิลแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์มากยิ่งขึ้น โดยหนึ่งในวิธีที่น่าสนใจคือการรีไซเคิลเรซินอิพ็อกซีจากซากแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยตัวทำละลายเคมี จากการศึกษาของนายชัยศิริ กิจเภาสงค์พบว่าเมื่อนำผงเรซินอิพ็อกซีจากการบดละลายในพอลิเอทิลีน ไกลคอล 400 แล้วนำไปผสมเรซินอิพ็อกซีใหม่ในอัตราส่วน 10 : 90 สามารถผสมเป็นเนื้อเดียวกับเรซินอิพ็อกซีใหม่ได้ และการขึ้นรูปชิ้นงานทดสอบด้วยผลิตภัณฑ์ที่สกัดได้และยังคงรักษาค่าความทนต่อแรงดึง ความยืดสูงสุด ณ จุดขาด และความแข็งที่ผิว ได้ใกล้เคียงกับชิ้นงานจากเรซินอิพ็อกซีใหม่ 100% นอกจากนี้หากผสมในอัตราส่วน 50:50 พบว่าชิ้นงานมีความยืดสูงสุด ณ จุดขาดเพิ่มขึ้นเป็น 405.17% แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างโดดเด่นในด้านสมบัติทางกายภาพจากวัสดุแข็งเกร็งเป็นวัสดุยืดหยุ่นคล้ายยางได้ โดยหลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว จะหลงเหลือใยแก้วซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบของแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ในปัจจุบันการจัดการกับใยแก้วเหลือใช้นั้นที่มีปริมาณประมาณ 200-300 กิโลกรัมต่อวันต่อ 1 บริษัทผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์กล๊าส จัดการโดยวิธีนำไปฝังกลบ ซึ่งทางบริษัทต้องเสียค่าใช้จ่ายในการจ้างขน (อนุชา คณาจันทร์ บจก. พรีเมียร์ โพรดักส์) และสร้างปัญหาต่อพื้นที่ในการนำไปฝังกลบ เพราะอาจมีปัญหาในการใช้ที่ดินในการฝังกลบในอนาคต ใยแก้วมักถูกใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับวัสดุต่าง ๆ รวมไปถึงแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยใยแก้วที่เหลือจากกระบวนการรีไซเคิลเหล่านี้ เมื่อนำไปอัดขึ้นรูปเป็นแผ่นโดยไม่มีการใส่สารตัวเติมลงไปมีคุณสมบัติความเป็นฉนวนทั้งคุณสมบัติการกันความร้อน การดูดซับเสียง และการกันเสียง (พิทักษ์สิน นิวาศานนท์, 2550) นอกจากนี้ยังมีสัมประสิทธิ์การดูดซับเสียงเฉลี่ยมากกว่า 0.8 และสามารถดูดซับเสียงในช่วงความถี่ 100–6,400 Hz (Zhixing Sun, 2013)

ด้วยเหตุผลนี้ คณะผู้จัดทำจึงมีความสนใจที่จะศึกษาคุณสมบัติของเรซินอิพ็อกซีแบบยืดหยุ่นที่ได้จากกระบวนการรีไซเคิลแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อพัฒนาแผ่นดูดซับเสียงแบบยืดหยุ่นจากรีไซเคิลเรซินอิพ็อกซีผสมใยแก้ว เพื่อลดปริมาณขยะของซากแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์และใยแก้ว และพัฒนาเป็นแผ่นกระเบื้องแบบยืดหยุ่นเพื่อใช้ในการซับเสียง