นักวิจัยมจธ. พัฒนา “กรรมวิธีเคลือบผิววาเนเดต” ป้องกันสนิม ปราศจากโครเมียม

นักวิจัยมจธ. พัฒนา “กรรมวิธีเคลือบผิววาเนเดต” ป้องกันสนิม ปราศจากโครเมียม

ในภาคอุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ อะไหล่ อิเล็กทรอนิกส์ ท่อทางเดินสายไฟ ฯลฯ มีการใช้ผิวเคลือบเพื่อป้องกันการเกิดสนิมหรือการกัดกร่อนของเหล็ก โดยผิวเคลือบสังกะสีจะเกิดการกัดกร่อนแทนเหล็กที่ต้องการป้องกัน แต่หากผิวเคลือบสังกะสีเกิดการกัดกร่อนเร็วเกินไปจะทำให้ความสามารถในการป้องกันเหล็กจากการกัดกร่อนเหล็กน้อยลงด้วย จึงต้องมีการป้องกันการการกัดกร่อนของสังกะสี เพื่อจะได้ป้องกันการเกิดสนิมของเหล็กได้นานมากขึ้น

ที่ผ่านมาสารเคลือบผิวที่นิยมใช้กันมานานสำหรับชะลอการกัดกร่อนของสังกะสี คือ ผิวเคลือบโครเมตซึ่งประกอบด้วยโครเมียม6+ ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็ง จึงถูกสหภาพยุโรปสั่งห้ามใช้ตั้งแต่ต้นปี 2000 ขณะที่สารเคลือบผิวที่ยังพอเป็นที่ยอมรับ คือ โครเมียม 3+ แต่ก็ยังมีส่วนผสมของโครเมียมอยู่ ทำให้หลายประเทศมีความพยายามในการทำวิจัยพัฒนากรรมวิธีเคลือบผิวที่ปราศจากโครเมียม เพื่อใช้เป็นผิวเคลือบสำหรับป้องกันการกัดกร่อนของสังกะสี

14619290171461929077l

ล่าสุด ดร.นภฉัตร ธารีลาภ สายวิชาเทคโนโลยีวัสดุ คณะพลังงานสิ่งแวดล้อมและวัสดุ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และคณะฯ ได้มีการวิจัยพัฒนาสารเคลือบผิววาเนเดตสำหรับป้องกันการกัดกร่อนสังกะสีขึ้นเพื่อหวังให้อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องนำไปใช้ทดแทนสารที่ใช้อยู่เพื่อให้ประเทศสามารถแข่งขันได้มากขึ้น

ดร.นภฉัตร  กล่าวว่า ปกติในกระบวนการเคลือบผิวโลหะจะมีการนำสังกะสีมาเคลือบลงบนโลหะหรือเหล็กก่อนเพื่อป้องการกัดกร่อนจากสนิมแต่ด้วยสังกะสีมีความไวต่อปฏิกิริยา จึงต้องเคลือบผิวอีกชั้นด้วยโครเมตแต่เนื่องจากโครเมตเป็นผิวเคลือบที่มีส่วนผสมของโครเมียม 6+ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็ง ในขณะที่โครเมียม3+ที่ยังเป็นที่ยอมรับก็ยังมีความเป็นพิษอยู่ และในอนาคตมีแนวโน้มที่อาจจะถูกสั่งห้ามเช่นกัน แต่สิ่งที่เราทำคือ การพยายามวิจัยพัฒนาสารเคลือบผิวที่ปราศจากโครเมียมหรือไม่มีโครเมียมอยู่เลย และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

เราจึงได้เริ่มวิจัยพัฒนาเรื่องดังกล่าวมาตั้งแต่ปี 2552 ช่วงแรกเราได้สารเคลือบผิวชนิดโมลิบเดทว่ามีแนวโน้มที่จะป้องกันการกัดกร่อนของสังกะสีได้ และพัฒนามาเป็นผิวเคลือบโมลิบเดทเปอร์แมงกาเนต ที่ใช้ป้องกันได้มากขึ้น แต่ต้องใช้อุณหภูมิของสารละลายในการเคลือบสูงกว่าอุณหภูมิห้องซึ่งจะเป็นการเพิ่มต้นทุนการผลิตในอุตสาหกรรม  เราจึงนำมาสู่การพัฒนากรรมวิธีเคลือบผิวปราศจากโครเมียมชนิดวาเนเดต (Vanadate) ซึ่งเคลือบได้ด้วยสารละลายที่อุณหภูมิห้องเพื่อแก้ปัญหาข้างต้น และผิวเคลือบที่เตรียมได้สามารถป้องกันการกัดกร่อนของสังกะสีและมีการยึดติดกับผิวรองรับได้เป็นอย่างดี

14619290171461929094l

โดยใช้สารเคลือบที่มีองค์ประกอบการหลักคือ โซเดียมเมตาวาเดต (NaVO3) ซึ่งผิวเคลือบจากกรรมวิธีนี้นอกจากจะสามารถป้องกันการกัดกร่อนของสังกะสีได้นานขึ้นแล้ว ยังเป็นผิวเคลือบที่ปราศจากโครเมียม ซึ่งมีความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมด้วย ถือเป็นสารเคลือบผิวที่มีสมบัติที่ดีจากสารเคลือบผิวเดิมที่ใช้กันอยู่ จึงน่าจะเป็นผิวเคลือบทางเลือกสำหรับอุตสาหกรรมในประเทศ

สำหรับผลงานวิจัยชิ้นนี้เป็นการพัฒนาสารเคลือบผิววาเนเดต รวมถึงกรรมวิธีการเคลือบที่สามารถป้องกันการกัดกร่อนของสังกะสี มีการยึดเกาะกับผิวรองรับได้ดี เคลือบได้ที่อุณหภูมิห้องและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะส่งผลดีต่ออุตสาหกรรมเคลือบผิวและการส่งออกของประเทศได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับอุตสาหกรรมรถยนต์ อุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

“Special Thanks”ประชาชาติธุรกิจออนไลน์