บล๊อกเคมี

ทีวีสี
Location :
นครนายก Thailand

[Profile ทั้งหมด]

ให้ทิปเจ้าของ Blog [?]
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
Smember
ผู้ติดตามบล็อก : 1 คน [?]




Group Blog
 
All Blogs
 
Friends' blogs
[Add ทีวีสี's blog to your web]
Links
 

 

ถุงลมนิรภัย Airbag

สิ่งสำคัญที่ขาดไม่ได้ในวิถีชีวิตปัจจุบันคือ รถยนต์ ระบบความปลอดภัยของรถยนต์ที่มีความปลอดภัยสูง อย่างเช่นระบบ Air Bag นั้นถือได้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์ วัตถุระเบิดที่ใกล้ชิดต่อชีวิตประจำวันของพวกเราอย่างมาก ตั้งแต่อดีตจนปัจจุบันนั้น Air Bag จะใช้สารสร้าง ก๊าซที่เป็นส่วนผสมของโซเดียมเอไซด์ (Sodium Azide) ซึ่งโซเดียมเอไซด์นี้เป็นสารเคมีที่เป็นพิษ จึงได้มีการ วิจัยและพัฒนาเทคนิคทางด้านวัตถุระเบิด โดยมุ่งเน้น ไปยังสารสร้างก๊าซชนิดใหม่ที่มีอันตรายน้อยกว่า


ระบบ Air Bag ในรถยนต์




เมื่อรถยนต์ได้รับแรงกระแทกจากภายนอก
Sensor(
A) จะตรวจสอบแรงกระแทกนั้น แลั้วเครื่องตรวจวัดแรงกระแทกจะทำการส่งสัญญาณไปยัง ตัวจุดฉนวนของเครื่องสร้างก๊าซInflator(B) สารสร้างก๊าซจะจุดระเบิด เกิดการเผาไหม้ โดยก๊าซที่เกิดขึ้นมา
เป็นจำนวนมากจะเข้าไปพองตัวในถุงลมที่ติดไว้ที่พวงมาลัยหรือส่วนคอนโซลหน้าของผู้นั่งข้างคนขับ
ถุงลมที่ พองตัวนี้ จะป้องกันการกระแทกระหว่างตัวผู้โดยสาร
กับพวงมาลัยและกระจกหน้ารถ โดยขั้นตอนทั้งหมด
ตั้งแต่เกิดการชนจนถึงเวลาถุงลมพองตัวนี้ จะต้องคำ
นวณให้การทำงานเป็นไปอย่างแน่นอนและใช้เวลาที่ สั้นที่สุด
โดยเวลาตั้งแต่สารสร้างก๊าซเผาไหม้จนกระทั่ง
ถุงลมพองตัวได้อย่างสมบูรณ์จะใช้เวลาประมาณ 50ถึง 60ms
ซึ่งนับเป็นเสี้ยวเวลาที่สามารถทำให้ถุงที่พองตัว
รองรับกับการกระแทกที่รุนแรงได้ทันเวลาพอดี




เครื่องสร้างก๊าซมีโครงสร้างดังต่อไปนี้




Enlarged fragmentary view of Gas forming device (Inflator)


คุณสมบัติของเครื่องมือนี้คือ ทำการเผาไหม้สร้าง ก๊าซได้ในระยะเวลาอันสั้น แล้วใช้ก๊าซที่เกิดขึ้นมานี้ ทำการ พองถุงลมนิรภัย

สารสร้างก๊าซ (Gas generating agents)
สารสร้างก๊าซที่ใช้ในอดีตนั้นจะมีส่วนผสมของโซ เดียมเอไซด์ (NaN3)อยู่ เมื่อมีสถาวะการเผาไหม้ที่เหมาะ สมNaN3จะสลายตัวดังสมการต่อไปนี้
2NaN3(s)→2Na(s)+3N2(g)
โซเดียมเอไซด์นั้นในสภาวะก๊าซ จะผลิตก๊าซ ไนโตรเจน(N2)ที่ไม่เป็นพิษ เมื่อผสมกับตัวออกซิไดซ์ แล้วจะมีอัตราเร็วในการเผาไหม้ที่เหมาะสม ทั้งยังมี สภาพการทนต่อความร้อนที่ดี จึงถูกนำมาใช้เป็นสาร สร้างก๊าซที่เหมาะสม แต่เนื่องจากตัวสารโซเดียม เอไซด์เองมีคุณสมบัติเป็นพิษจึงมีแนวโน้มที่จะเกิด อันตรายในขั้นตอนของ การผลิต การใช้งาน การขนส่ง การแปรรูป รวมทั้งการกำจัดของเสีย เมื่อตัวสาร โซเดียมเอไซด์นี้สัมผัสกับโลหะหนักจำพวก ทองแดง หรือตะกั่ว จะเกิดการทำปฏิกิริยาเป็นวัตถุที่ไวต่อการ ระเบิด หรือเมื่อเกิดการสลายตัวแล้ว ยังมีปัญหาสำคัญ ในเรื่องอันตรายของโซเดียมที่เกิดขึ้น
ในการจัดหาสถานที่จัดเก็บหรือระบบการจัดการที่มีความปลอดภัยเพื่อป้องกันอันตรายเหล่านี้นับว่าเป็น ปัญหาใหญ่ที่จำเป็นในการแก้ไข ดังนั้น องค์ประกอบ ของสารสร้างก๊าซที่จะนำมาใช้แทนโซเดียมเอไซด์ จึงจำเป็นที่จะต้องพิจารณาถึงสารที่ให้ปริมาณของก๊าซ ไนโตรเจนที่มากโดยไม่มีอันตราย


เตตะซอลย์ (Tetrazole)



1H-Tetrazole


เตตะซอลย์เป็นสารที่ออกแบบโดย J.A.Bladin นักวิทยาศาสตร์ ชาวสวีเดนในปี 1885 ในปัจจุบันถูกนำ ไปผสมเป็นสารอื่นๆ(Derivative)ได้มากกว่า300ชนิด โดยโครงสร้างพื้นฐานของเตตะซอลย์นั้นเป็นวงกลม 5เหลี่ยมประกอบด้วยไนโตรเจน4ตัวและคาร์บอน1ตัว ซึ่งวงกลม5เหลี่ยมนี้จะมีพันธะคู่อยู่2พันธะเตตะซอลย์ ที่ใช้ในการทดลองครั้งนี้จะผสมกับอะมิโนกัวนิดินด้วยอัตราส่วน1:2ซึ่งมีสูตรโครงสร้างดังที่แสดงในรูป




5,5’-Azobis-Tetrazolel:Amino Guanidine (1:2)




สารเตตะซอลย์นี้จะนำมาผสมเข้ากับสารอ๊อกซิไดส์และทำการทดสอบหาคุณสมบัติการเผาไหม้ต่อไป ในทดสอบความเหมาะสมกับการนำมาใช้เป็นสารสร้างก๊าซปัจจุบัน พบว่าสารเตตะซอลย์นี้จะให้ความร้อนที่เหมาะสม และอัตราเร็วในการเผาไหม้ที่รวดเร็วเมื่อผสมกับสารอ๊อกซิไดส์ KClO4 จึงมีความเป็นไปได้ที่จะนำมาใช้ทำเป็นสารสร้างก๊าซในอนาคต




 

Create Date : 15 กันยายน 2551    
Last Update : 16 กันยายน 2551 7:23:01 น.
Counter : 1646 Pageviews.  

ไบโอดีเซล


น้ำมันเชื้อเพลิงดีเซล (diesel fuel) นับได้ว่าเป็นเชื้อเพลิงที่มีความสำคัญต่อการดำเนินกิจการในภาคอุตสาหกรรม ระบบธุรกิจการค้า การขนส่ง และเป็นวัตถุดิบในระบบสาธารณูปโภคของประเทศไทย ปัจจุบันราคาน้ำมันมีแนวโน้มสูงขึ้น และปริมาณน้ำมันสำรองของโลกลดน้อยลง ทำให้ประเทศไทยจำเป็นต้องหาแหล่งพลังงานชนิดอื่นที่มีอยู่ในประเทศมาทดแทนการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิง เพื่อลดการสูญเสียเงินตราต่างประเทศ และเป็นแหล่งพลังงานสำรองของประเทศ จึงได้มีการนำไขมันและน้ำมันที่ได้จากพืชหรือสัตว์ มาใช้เป็นเชื้อเพลิงทางเลือก สำหรับทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงปิโตรเลียมเนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานที่สามารถผลิตได้ภายในประเทศ เพราะวัตถุดิบล้วนเป็นผลผลิตทางการเกษตรอีกทั้งยังเป็นเชื้อเพลิงที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษทำลายสิ่งแวดล้อม ไม่มีกำมะถันและสารก่อมะเร็งเป็นองค์ประกอบ นอกจากนี้ยังมีจุดวาบไฟสูงกว่าน้ำมันดีเซลทำให้เกิดความปลอดภัยในการขนส่ง อีกทั้งไบโอดีเซลยังมีคุณสมบัติการหล่อลื่นสูงซึ่งช่วยลดการสึกหรอของเครื่องยนต์ด้วย

สำหรับการนำน้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์มาปรับสภาพให้เป็นเชื้อเพลิงทางเลือก พบว่ามีวิธีการผลิต (methodology) ที่ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานการศึกษาวิจัยนั้นแยกได้เป็น 5 วิธีคือ
1.การใช้โดยตรง (direct use)
2.การเจือจาง (dilution) หรือการผสมตามสัดส่วน (blending)
3.กระบวนการผลิตแบบไมโครอิมัลซิฟิเคชัน (micro emulsification)
4.กระบวนการผลิตแบบแตกตัวด้วยความร้อน (pyrolysis)
5.กระบวนการผลิตแบบปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน (transesterification) โดยเรียกผลิตภัณฑ์จากกระบวนการนี้ว่า ไบโอดีเซล (biodiesel) โดยแบบสุดท้ายนี้เป็นการเอาน้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์ไปทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์เช่น เมทานอลหรือเอทานอล เพื่อเปลี่ยนเป็นเมทิลเอสเทอร์ (methyl ester) หรือเอทิลเอสเทอร์ (ethyl ester) โดยใช้กรดหรือด่างเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเรียกชนิดของไบโอดีเซลแบบเอสเทอร์นี้ตามชนิดของแอลกอฮอล์ที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา




ไบโอดีเซลชนิดนี้มีคุณสมบัติที่ใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซลมากที่สุด การนำน้ำมันพืชมาใช้เป็นเชื้อเพลิงจึงเป็นแนวทางหนึ่งที่รัฐบาลให้ความสนใจ ทั้งนี้เพื่อลดผลกระทบจากความผันผวนของราคาน้ำมันในตลาดโลกและยังช่วยลดการพึ่งพาการนำเข้าน้ำมันจากต่างประเทศได้ด้วย โดยจากงานวิจัยที่ผ่านมาพบว่าส่วนมากนิยมใช้น้ำมันปาล์มและน้ำมันมะพร้าวเนื่องจากให้ปริมาณน้ำมันสูง หาง่าย และราคาถูก

งานวิจัยนี้ศึกษาแนวทางการนำไขปาล์มสเตียริน (palm stearin) มาดัดแปลงเพื่อเป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันดีเซล เนื่องจากไขปาล์มสเตียริน เป็นผลผลิตจากการเกษตรที่สามารถผลิตได้ภายในประเทศ มีราคาถูกโดยมีราคาขายปลีกกิโลกรัมละ 11 บาท เนื่องจากไม่นิยมนำมาบริโภค อีกทั้งให้ค่าความร้อนสูง จึงเป็นที่น่าสนใจสำหรับการนำมาใช้เป็นสารเสริมน้ำมันดีเซล โดยนำมาผ่านกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เป็น เมทิลเอสเทอร์ของกรดไขมันที่เรียกว่า ไบโอดีเซล





โดยทั่วไปแล้วกระบวนการผลิตไบโอดีเซลแบบทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน นิยมใช้เบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เนื่องจากให้ผลผลิตสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดอื่น สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นที่นิยมใช้มากที่สุด คือ โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) เนื่องจากมีความเป็นเบสสูง ซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าว สามารถรวมเข้ากับแอลกอฮอล์เป็นเนื้อเดียวกัน จึงเรียกว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเอกพันธุ์ (homogeneous catalyst) ซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดดังกล่าว แม้จะให้ผลผลิตสูงแต่มีข้อเสียในกระบวนการผลิต คือ จำเป็นต้องมีกระบวนการล้าง (washing) เพื่อแยกตัวเร่งปฏิกิริยาออกจากผลิตภัณฑ์ด้วยน้ำ ซึ่งน้ำจะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาให้กับปฏิกิริยาสปอนนิฟิเคชัน (saponification) มีผลให้ตัวเร่งปฏิกิริยาบางส่วนไปรวมตัวกับกรดไขมันอิสระที่เหลือเกิดเป็นสบู่ (soap) ทำให้ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาเหลือน้อยลงสำหรับปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน ทำให้ผลผลิตของไบโอดีเซลนั้นได้น้อยกว่าที่คาดหวัง งานวิจัยนี้จึงศึกษาแนวทางการผลิตไบโอดีเซลจากไขปาล์มสเตียรินโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์ (heterogeneous catalyst) ซึ่งจะไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกันกับสารตั้งต้นเพื่อกำจัดปัญหาการเกิดสบู่ในกระบวนการล้างออกไปเนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์นี้ สามารถแยกออกจากผลิตภัณฑ์ได้ง่ายโดยการกรอง จึงถือว่าเป็นกระบวนการผลิตที่ไม่ต้องผ่านขั้นตอนการล้าง ซึ่งเป็นการลดขั้นตอนในการผลิต และต้นทุนของการผลิตไบโอดีเซลได้อีกทางหนึ่ง

โดย ร.ต. หญิง ณัฐมณฑน์ ลี้จินดา




 

Create Date : 15 กันยายน 2551    
Last Update : 7 ธันวาคม 2551 17:56:16 น.
Counter : 1853 Pageviews.  

 Pantip.com | PantipMarket.com | Pantown.com | © 2004 BlogGang.com allrights reserved.