Reactive Ethylene Terpolymer : Lotader AX สำหรับงาน Polymer Modified Bitumen ในระบบ Superpave Performance Grade (PG)

โพลีเมอร์โมดิฟายด์แอสฟัลต์ซีเมนต์ หรือ POLYMER MODIFIED BITUMEN

เป็นยางมะตอยสำเร็จรูปที่ได้จากการผสมโพลีเมอร์ (POLYMER) ให้เข้ากับยางมะตอย
ด้วย SBS 3% -7 % เพื่อให้มีความยืดหยุ่นและเหนียวมากขึ้น

ทำให้ได้คุณภาพผิวทางที่ไม่แข็งเปราะ ไม่แตกร้าวง่าย มีความยืดหยุ่นสูง เหมาะสำหรับเส้นทางที่มีปริมาณจราจรสูง ป้องกันไม่ให้เกิดการทรุดตัวจนเป็นร่องล้อถาวรได้ง่าย และช่วยยืดอายุของถนน

การผลิตทำได้โดยกระบวนการทางโรงงานอุตสาหกรรม ที่ต้องมีอุปกรณ์ผสม High Shear ที่ออกแบบให้สามารถตีเนื้อโพลีเมอร์กระจายได้กลมกลืนผสมเข้าในเนื้อยางมะตอย

SBS (STYRENE BUTADIENE STYRENE) เป็นโคโพลีเมอร์ที่นิยมนำมาใช้โมดิฟายยางมะตอย  และสเปคยางโมดิฟายแบบดั้งเดิมนั้น ได้ออกแบบเน้นเพื่อวัดคุณสมบัติของยางโมดิฟาย เป็นหลัก (ซึ่งตั้งต้นจาก SBS) เช่น  

• Ring and Ball Softening Point เพื่อเทียบเคียงความอ่อนแข็งของยางโมดิฟาย กับการป้องกันการเกิดร่องล้อของถนน
• Ductility at 13 °C, 5 cm/min เพี่อเทียบเคียงความยืดหยุ่นของยางโมดิฟายกับการลดปัญหารอยแตกของพื้นผิวจราจรจากความร้อนที่เปลี่ยนตามสภาพภูมิอากาศ
• Torsional Recovery at 25 °C　ฯลฯ  
  

ภาพประกอบบน： การวัดแบบดั้งเดิมที่เน้นการวัดค่าของวัสดุยาง

ซึ่งการวัดคุณสมบัติของวัสดุยางโมดิฟาย ก็เป็นที่คุ้นเคยมาอย่างยาวนานแล้วสำหรับผู้ผลิต และ หน่วยงานกำกับออกข้อกำหนดสเปคถนน

แต่อาจยังไม่ตอบโจทย์ครอบคลุมพอ .....

เมื่อต้องการ วัดประสิทธิผลการใช้งานจริง ๆ บนพื้นผิวถนน ที่มี

• ปัจจัยของสภาพภูมิอากาศ และ
• ช่วงอุณหภูมิพื้นผิวจราจรจริง ที่ต้องนำมาพิจารณาด้วย

เพอร์ฟอร์แมนซ์เกรด (Superpave Performance Grading）

เมื่อต้นทศวรรษ 1990  ได้มีการพัฒนาการวัดประสิทธิผล สำหรับโพลีเมอร์โมดิฟายแอสฟัลต์ซีเมนต์ขึ้นมาใหม่ นำเสนอโดย 

Strategic Highway Research Program (SHRP) จากสหรัฐอเมริกา 

ได้ข้อกำหนดการวัดแบบใหม่ที่เรียกว่า

เพอร์ฟอร์แมนซ์เกรด (Superpave Performance Grading）

หรือเรียกย่อๆ ว่า PG   โดยออกแบบวิธีวัดอิงตามหลักวิศวกรรม ที่ได้กำหนดช่วงอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดค่าเฉลี่ยอุณหภูมิ 7วันของพื้นผิวจราจรจริง

เพื่อวัดว่ายางโมดิฟาย สามารถคงคุณสมบัติด้าน  "Dynamic Shear" ได้ตามที่กำหนดหรือไม่ 

วัตถุประสงค์ได้เน้นเพื่อให้ได้ยางโมดิฟายที่เหมาะสมมาใช้งานในช่วงอุณหภูมิสูงสุด ถึงต่ำสุดแล้ว ให้เกิด Functional Failure (ความเสียหายด้านการใช้งานพื้นผิวจราจร) น้อยที่สุด เช่น

• Rutting (การเกิดร่องล้อ)
• Fatigue Cracking (การล้าของผิวทางจนเกิดรอยแตก)
• Thermal Cracking (รอยแตกพื้นผิว ผลจากช่วงต่างอุณหภูมิที่เปลียนแปลงตามฤดูกาล )
  
  

ภาพประกอบนี้ แสดงวิธีอ่านค่าสเปค PG โดยมีตัวเลขอุณหภูมิ (องศาเซลเซียส)

PG เป็นที่สนใจมากขึ้นเรื่อยๆจากทั่วโลก หน่วยงานกำกับที่ออกสเปคถนนต่างเริ่มนำระบบ PG มาพัฒนาสเปคยางโมดิฟาย ให้ตอบสนองการออกแบบผิวจราจรได้ชัดเจนมากขึ้น

ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ มีหลายประเทศทั้งหน่วยงานหลวง หรือ เอกชน เริ่มใช้ยางโมดิฟายเกรด PG76 มาระยะหนึ่งแล้ว

โดยค่าท้ายที่พบบ่อยมักจะเป็น -10 เพราะสภาพภูมิอากาศแถบนี้ไม่น่าจะหนาวจัดถึงติดลบ

ส่วนเอเชียเหนือ เราอาจเห็นค่าท้าย ลงไปถึง -22 หรือ ต่ำกว่าได้อีก

ทำความรู้จักกับ

Reactive Ethylene Terpolymer (RET) ：Lotader AX

นอกเหนือจาก SBS ที่คุ้นเคยกันมานานแล้ว 

RET ได้มีการถูกใช้เป็นตัวโพลีเมอร์สำหรับโมดิฟายยางมะตอยมาอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะในทวีปอเมริกาเหนือ และ ตะวันออกกลาง  ซึ่งสามารถบรรลุข้อกำหนดสเปค PG ได้เป็นอย่างดีเช่นกัน

RET Lotader AX มีองค์ประกอบโมโนเมอร์หลัก 2-3 ตัว ที่ถูกผลิตโดยโพลีเมอไรซ์ภายใต้กระบวนการ High Pressure Procress Polymerziation

ได้โพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างหลากหลายเช่น

Ethylene - Acrylate Ester - GMA    และ

Ethylene - Vinyl Acetate - GMA   และ

Ethylene- GMA　

RET มีคุณสมบัติข้อดีทั้งความแข็ง ความยืดหยุ่น ความเสถียรสูง ต่างๆ มารวมกันเป็นโพลีเมอร์ โดย

• Ethylene
  ให้คุณสมบัติพลาสติกด้านการไหล และ ความแข็งแบบ Polyethylene
• Acrylate Ester
  ให้ความเป็นอีลาสโตเมอร์ ที่ Soft และยืดหยุ่น มีความเป็นพลาสติกที่มีขั้วสูง (Polarity) และมี ความเสถียรในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (ตั้งแต่อุณหภูมิที่ต่ำติดลบมากๆ จนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก) ด้วยคุณสมบัติของโค-โมโนเมอร์ Methyl Acaylate, Butyl Acrylate หรือ Vinyl Acetate  
• หมู่ฟังชันนอล GMA： Glycidyl Methacrylate
  มีความว่องไว (Reactivity) กับหมู่ฟังชันนอลต่างๆ เช่น Andydride, Carboxylic acid group, Amine group ฯลฯ ในแอสฟัลทีนของยางมะตอย ทำให้สร้างพันธะแรงยึดเหนี่ยวซึ่งกันและกันได้ดี

องค์ประกอบเหล่านี้ ทำให้ RET สามารถผสมกระจายเข้าในยางมะตอยร้อนได้ง่ายโดยไม่ต้องลงทุนเครื่อง High Shear Mixer ที่ราคาสูง  และ ได้ยางโมดิฟายที่สามารถจัดเก็บได้อย่างยาวนานโดยไม่เกิดปัญหาแยกชั้น ด้วยพันธะที่เสถียรระหว่าง RET และ แอสฟัลทีนของยางมะตอย 

สรุปจุดเด่นการใช้งาน RET 

• ใช้งานได้ดีเมื่อผสม 1.5-2.0% (เทียบกับ SBS ที่มักต้องผสมเริ่มต้นจาก 3%)
• ละลายได้เร็วในยางมะตอยร้อน ที่ 160-180 Deg C ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะออกแบบหน่อวยโมดิฟายที่หน้างานได้ โดยไม่ต้องพึ่ง High Shear equipment ในโรงงาน
• ได้ยางโมดิฟายโพลีเมอร์ที่มีความเสถียรทางความร้อน (Thermal Stability) ดี
• มีความทนทานต่อเชื้อเพลิงได้ดี เหมาะสำหรับผิวจราจรที่อาจมีเชื้อเพลิงหกปนเปื้อนบ่อย เช่น Airport Taxiway ในสนามบิน
• อายุการจัดเก็บได้ยาวนาน (Storage Stability) ไม่เกิดปัญหาแยกชั้นเหมือนยางโมดิฟายด้วยโพลีเมอร์อื่น
  

ภาพประกอบ : กระบวนการผสม RET Lotader AX ที่ทำได้ด้วยอุปกรณ์ผสมปกติและไม่ยุ่งยาก โดยไม่ต้องพึ่งพาอุปกรณ์ High Shear Mixer ที่ราคาสูง

ภาพประกอบ :  ผลจากการทดลองข้างต้น ได้ให้แนวทางว่า RET Lotader AX8900 ประมาณ 1.8% สามารถใช้โมดิฟายยางได้ตามข้อกำหนด PG 82 -22

หลากหลายเกรด  Lotader AX จากบริษัท SK Functional Polymer

เราเป็นตัวแทนจำหน่าย

 Reactive Ethylene Terpolymer Lotader AX จากประเทศฝรั่งเศส

เครื่องมือ Lab ต่างๆ สำหรับงานวิเคราะห์ยางมะตอย จากประเทศฝรั่งเศส 

หากท่านมีความสนใจการทำ

• Polymer Modified Bitumen ในงาน PG ด้วย RET Lotader AX
• ติดตั้งเครื่องมือวิเคราะห์ PG เช่น DSR,  RV, RTFO, PAV, BBR, DTT

 สามารถติดต่อสอบถามเข้ามาหาเราได้ตลอดเวลานะครับ