ผิวสีแทนด้วยสารสกัดยางพารา

                  ยางพาราสุดเจ๋ง ! ผลิตเครื่องสำอาง " เปลี่ยนสีผิวขาวเป็นผิวสีแทน "

 โครงการวิจัยสารสกัดจากยางพารา พบว่ามีสารสำคัญในการนำมาพัฒนาเป็นเครื่องสำอางได้ 2 ชนิด คือ 1.สารเมทิลไท
โออดีโนซีน หรือสารเอ็มทีเอ ใช้ผลิตครีมเปลี่ยนสีผิวขาวให้เป็นผิวสีแทน โดยไม่ต้องอาบแดด และไม่ต้องเสี่ยงต่อการรับรังสียูวีมากเกินไป ซึ่งเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็ง และ 2. สารเบต้ากลูแคน ใช้ผลิตครีมลดริ้วรอยเหี่ยวย่นในบุรุษและสตรีที่อายุมากให้ดูอ่อนกว่าวัย และยังพบสารคิวบราซิทอลที่ปัจจุบันนำไปผลิตยารักษามะเร็ง  
                                       
( ที่มา ไทยรัฐออนไลน์  https://www.thairath.co.th/content/edu/86726 ) 

                                                                             ภาพยางพารา
 ( ที่มา https://www.kohyaotravel.com/thai/images/para112.jpg   https://www.sema.go.th/files/Content/science/k4/0043/web/picture/12037.jpg)

        ยางพารา จัดเป็นยางธรรมชาติ (Natural rubbers) ที่ประกอบขึ้นจากหน่วยย่อย(มอนอเมอร์)ที่เรียกว่า ไอโซปรีน ถือว่าเป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่ง( พอลิเมอร์ คือ สารโมเลกุลใหญ่ที่ประกอบขึ้นจากหน่วยเล็ก ๆ ที่เรียกว่ามอนอเมอร์) มีชื่อว่า พอลิไอโซปรีน ซึ่งเกิดจากไอโซปรีน(isoprene) เชื่อมต่อกันตั้งแต่ 1,500 ถึง 20,000 หน่วย  ยางพาราถูกนำมาใช้โดยกรีดจากต้นยางพารา น้ำยางสดที่กรีดได้จากต้นยางมีลักษณะสีขาวข้นและมีเนื้อยางแห้ง ถ้านำน้ำยางที่ได้นี้ไปผ่านกระบวนการปั่นเหวี่ยง (centrifuge) จนกระทั่งได้น้ำยางจะเรียกว่าน้ำยางข้น และเติมสารแอมโมเนียลงไปจะช่วยรักษาสภาพของน้ำยางข้นให้เก็บไว้ได้นานค่ะ 
                                                      
เนื้อหาเกี่ยวข้องกับ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์    ทุกระดับชั้น  และผู้สนใจทั่วไป
สาระที่  3  สารและสมบัติของสาร
มาตรฐาน ว 3.2  เข้าใจหลักการและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสถานะของสาร การเกิดสารละลาย การเกิดปฏิกิริยา 
มีกระบวนการสืบเสาะ หาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้ และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
                
เรื่อง   ยาง 
          
           ยางแบ่งเป็น 2 ชนิดหลักได้แก่ ยางธรรมชาติ(ยางพารา)และยางสังเคราะห์   
            
           ยางธรรมชาติ (natural rubber, NR) (ยางพารา)

                  ชื่อทางเคมี        cis-1,4-polyisoprene 
                  สูตรทางเคมี      C₅H₈         
                                                
                                                 ภาพโครงสร้างไอโซปรีน (ยางพารา)
                                          ( ที่มา   https://openlearn.open.ac.uk/file.php/2937/T838_1_019i.jpg )

                  ยางธรรมชาติส่วนมากเป็นยางที่ได้มาจากต้นยาง Hevea Brazilliensis ซึ่งมีต้นกำเนิดจากลุ่มแม่น้ำ อเมซอน
ในทวีปอเมริกาใต้ น้ำยางสดที่กรีดได้จากต้นยางมีลักษณะสีขาวข้นและมีเนื้อยางแห้ง (dry rubber) ประมาณ 30 % แขวนลอยอยู่ในน้ำ ถ้านำน้ำยางที่ได้นี้ไปผ่านกระบวนการปั่นเหวี่ยง (centrifuge) จนกระทั่งได้น้ำยางที่มีปริมาณยางแห้งเพิ่มขึ้นเป็น 60 % เรียกว่า น้ำยางข้น (concentrated latex) การเติมสารแอมโมเนียลงไปจะช่วยรักษาสภาพของน้ำยางข้นให้เก็บไว้ได้นาน น้ำยางข้นส่วนหนึ่งจะถูกส่งออกสู่ตลาดต่างประเทศ ส่วนที่เหลือจะถูกนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรม
                 สมบัติทางเคมี 
                 ยางธรรมชาติมีชื่อทางเคมี คือ cis-1,4-polyisoprene กล่าวคือ มี isoprene (C5H8) โดยที่ n มีค่าตั้งแต่ 15-20,000 เนื่องจากส่วนประกอบของยางธรรมเป็นไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีขั้ว ดังนั้นยางจึงละลายได้ดีในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว เช่น เบนซีน เฮกเซน เป็นต้น โดยทั่วไปยางธรรมชาติมีโครงสร้างการจัดเรียงตัวของโมเลกุลแบบอสัณฐาน (amorphous) แต่ในบางสภาวะโมเลกุลของยางสามารถจัดเรียงตัวค่อนข้างเป็นระเบียบที่อุณหภูมิต่ำหรือเมื่อถูกยึด มันจึงสามารถเกิดผลึก (crystallize) ได้ การเกิดผลึกเนื่องจากอุณหภูมิต่ำ (low temperature crystallization) จะทำให้ยางแข็งมากขึ้น แต่ถ้า อุณหภูมิสูงขึ้น ยางก็จะอ่อนลงและกลับสู่สภาพเดิม ในขณะที่การเกิดผลึกเนื่องจากการยืดตัว (strain induced crystallization)  ทำให้ยางมีสมบัติเชิงกลดี นั่นคือยางจะมีความทนทานต่อแรงดึง (tensile strength) ความทนทานต่อการฉีกขาด (tear resistance) และความทนทานต่อการขัดสี (abrasion resistance) สูง 
                 ลักษณะเด่น
                 ลักษณะเด่นอีกอย่างของธรรมชาติคือ ความยืดหยุ่น (elasticity) ยางธรรมชาติมีความยืดหยุ่นสูง เมื่อแรงภายนอกที่มากระทำกับมันหมดไป ยางก็จะกลับคืนสู่รูปร่างและขนาดเดิม (หรือใกล้เคียง) อย่างรวดเร็ว ยางธรรมชาติยังมีสมบัติดีเยี่ยมด้านการเหนียวติดกัน (tack) ซึ่งเป็นสมบัติสำคัญของการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องอาศัยการประกอบ (assemble) ชิ้นส่วนต่าง ๆ  เข้าด้วยกัน เช่น ยางรถยนต์ เป็นต้น 
                  สมบัติของยางธรรมชาติ
                  •  ยางธรรมชาติมีสมบัติดีเยี่ยมในด้านการทนต่อแรงดึง (tensile strength) แม้ไม่ได้เติมสารเสริมแรงและ
มีความยืดหยุ่นสูงมากจึงเหมาะที่จะใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์บางชนิด เช่น ถุงมือยาง  ยางรัดของ เป็นต้น 
                  •  ยางธรรมชาติมีสมบัติเชิงพลวัต (dynamic properties) ที่ดี มีความยืดหยุ่น (elasticity) สูง ในขณะที่มีความร้อนภายใน (heat build-up) ที่เกิดขณะใช้งานต่ำ และมีสมบัติการเหนียวติดกัน (tack) ที่ดี จึงเหมาะสำหรับการผลิตยางรถบรรทุก ยางล้อเครื่องบิน หรือใช้ผสมกับยางสังเคราะห์ในการผลิตยางรถยนต์ เป็นต้น 
                  •  ยางธรรมชาติมีความต้านทานต่อการฉีกขาด (tear resistance) สูง ทั้งที่อุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิสูง จึงเหมาะสำหรับการผลิตยางกระเป๋าน้ำร้อน เพราะในการแกะชิ้นงานออกจากเบ้าในระหว่างกระบวนการผลิตจะต้องดึงชิ้นงานออกจากเบ้าพิมพ์ในขณะที่ร้อน ยางที่ใช้จึงต้องมีค่าความต้านทานต่อการฉีกขาดขณะร้อนสูง 
                 ข้อด้อยของยางธรรมชาติ                  
                  มีการเสื่อมสภาพเร็วภายใต้แสงแดด ออกซิเจน โอโซน และความร้อน เนื่องจากโมเลกุลของยางธรรมชาติ
มีพันธะคู่ (double bond) อยู่มาก ทำให้ยางว่องไวต่อการทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและโอโซนโดยมีแสงแดดและความร้อนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 
                 ทางแก้ไข
                 ในระหว่างการผลิตผลิตภัณฑ์จึงต้องมีการเติมสารเคมีบางชนิด (สารในกลุ่มของ antidegradants) 
เพื่อยืดอายุการใช้งาน นอกจากนี้ยางธรรมชาติยังมีประสิทธิภาพการทนต่อสารละลายไม่มีขั้ว น้ำมันและสารเคมีต่ำ จึงไม่
สามารถใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องสัมผัสกับปัจจัยต่าง ๆ ได้
                 
         ยางสังเคราะห์ (synthetic rubber, SR) 
                 ยางสังเคราะห์ไม่ได้หมายความถึงยางเทียมที่มีลักษณะทางเคมีและสมบัติคล้ายคลึงกับยางธรรมชาติ 
(cis-1,4-polyisoprene, IR) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงยางชนิดต่างๆ ที่สังเคราะห์ได้จากปฏิกิริยาเคมี การผลิตยางสังเคราะห์
ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน คือ ขั้นตอนการผลิตโมโนเมอร์ และขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชั่น 
ยางสังเคราะห์แต่ละชนิดจะแตกต่างกันที่ชนิดของโมโนเมอร์ ถ้ายางสังเคราะห์ประกอบด้วยโมโนเมอร์ชนิดเดียว
จะเรียกว่า โฮโมโพลิเมอร์ (homopolymer) เช่น ยางโพลิบิวตาไดอีน (polybutadiene, BR) หรือยางโพลิไอโซพรีน(polyisoprene, IR) เป็นต้น แต่ยางสังเคราะห์บางชนิดอาจจะประกอบด้วยโมโนเมอร์มากกว่า 1 ชนิด เรียกว่า โคโพลิเมอร์ (copolymer) เช่น ยางสไตรีน บิวตาไดอีน (styrene-butadiene rubber, SBR) เป็นต้น ชนิดและโครงสร้างของโมโนเมอร์ 
                 1. ยางสังเคราะห์ IR หรือ cis-1,4-polyisoprene 
                 ยาง IR เกิดจากความพยายามที่จะสังเคราะห์ยางที่มีสมบัติและโครงสร้างเหมือนกับยางธรรมชาติ โดยในปี 
ค.ศ. 1954 Goodrich ได้ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์ยาง IR จากไอโซพรีนโมโนเมอร์ (isoprene monomer) 
โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชั่นชนิด Ziegler-Natta และได้ตั้งชื่อยางชนิดนี้ว่า “synthetic natural rubber” 
ยาง IR มีสมบัติเชิงกล เช่น ความทนทานต่อแรงดึง (tensile strength) ต่ำกว่ายางธรรมชาติเล็กน้อย และราคาก็สูงกว่า 
แต่มีข้อดีคือ คุณภาพของยางสม่ำเสมอ มีสิ่งเจือปนน้อย ทำให้ยางมีสีขาวสวย (ในขณะที่ยางธรรมชาติจะมีสีเหลืองอ่อน
ถึงน้ำตาลเข้ม เนื่องจากมีสารเบต้าแคโรทีน (b-carotene) บางครั้งจะใช้ยาง IR แทนยางธรรมชาติในการผลิตยางหัวนม
และอุปกรณ์การแพทย์บางชนิด 
                 2. ยางสไตรีนบิวตาไดอีน หรือยาง SBR (styrene-butadiene rubber) 
                 ยาง SBR ประกอบด้วย สไตรีนโมโนเมอร์ (styrene monomer) ประมาณ 23.5 % และบิวตาไดอีนโมโนเมอร์
 (butadiene monomer) ประมาณ 76.5 % โมโนเมอร์ทั้งสองชนิดมีการจัดเรียงตัวแบบไม่มีแบบแผน (random copolymer)นอกจากนี้การจัดเรียงตัวของสายโมเลกุลของยาง SBR ก็ไม่เป็นระเบียบทำให้ไม่สามารถเกิดการตกผลึก (crystalline) ได้เมื่อถูกยึด ยางจึงมีค่าความทนต่อแรงดึงต่ำเวลาใช้งานจำเป็นต้องเสริมแรง (reinforcing filler) เข้าช่วย
 ยาง SBR เป็นยางประเภทใช้งานได้ทั่วไปเช่นเดียวกับยางธรรมชาติและยาง IR เพราะสามารถใช้ผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ อย่างกว้างขวาง เมื่อเปรียบเทียบกับยางธรรมชาติ ยาง SBR มีคุณภาพสม่ำเสมอกว่า การนำไปใช้งานและสมบัติของยางคงรูปจึงสม่ำเสมอ และยังมีสิ่งเจือปนน้อยกว่า และที่สำคัญคือไม่ต้องบดยางให้นิ่ม (mastication)
              3. ยางไนไตร์ล หรือยาง NBR (nitrile rubber) 
              ยาง NBR เป็นโคโพลิเมอร์ของอะไครโลไนไตร์ลโมโนเมอร์ (acrylonitrile monomer) และบิวตาไดอีนโมโนเมอร์(butadiene monomer) ซึ่งจะประกอบด้วยอะไครโลไนไตร์ล ตั้งแต่ 20-50 % จากโครงสร้างของโมเลกุลจะเห็นได้ว่ามีหมู่ฟังก์ชัน CN- อยู่ ดังนั้นโมเลกุลจึงมีความเป็นขั้ว ทำให้ยางมีสมบัติเด่นคือทนต่อน้ำมันปิโตรเลียมและตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วต่างๆ ได้ดี ความทนน้ำมันจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณของอะไครโลไนไตร์ลที่มีในโมเลกุล ยางคลอโรพรีนหรือยาง CR (chloroprene) 
              4. ยาง CR มีชื่อทางการค้าว่ายางนีโอพรีน (neoprene) เป็นยางสังเคราะห์จากคลอโรพรีนโมโนเมอร์ (chloroprene monomer) โมเลกุลของยาง CR สามารถจัดเรียงตัวได้อย่างเป็นระเบียบภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ยางชนิดนี้จึงสามารถตกผลึกได้เช่นเดียวกับยางธรรมชาติ ดังนั้นยาง CR จึงมีค่าความทนต่อแรงดึ่งสูง (โดยที่ไม่ใส่สารตัวเติม) นอกจากนั้นยังมีความต้านทานต่อการฉีกขาดและการขัดสีสูงด้วย
               
             ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ได้จากยาง
             
             1. ยางรถยนต์ 

ภาพยางรถยนต์ ( ที่มา https://www.udclick.com/home1/images/stories/Content2/car/maintainance/20080530car01.jpg)

             2. ถุงมือยาง  
             3. ยางรัดของ
             
             ข้อมูลต้นยางพารา
                                                ชื่อพืช                        ยางพารา
                                                ชื่อวิทยาศาสตร์         Hevea brasiliensis 
                                                อาณาจักร                  Plantae 
                                                ส่วน                           Magnoliophyta 
                                                ชั้น                            Magnoliopsida 
                                                อันดับ                         Malpighiales 
                                                วงศ์                            Euphorbiaceae 
                                                วงศ์ย่อย                      Crotonoideae 
                                                เผ่า                            Micrandreae 
                                                เผ่าย่อย                     Heveinae 
                                                สกุล                          Hevea 
                                                สปีชีส์                        H. brasiliensis 

                                        
 ภาพต้นยางพารา   (ที่มา   
https://2.bp.blogspot.com/_EywPw4zuAFc/SwbPY2BSnaI/AAAAAAAAGvk/GJi84MiiO80/s1600/18072009+912+copy.jpg  )    
                                                                      
    ดังนั้นนอกจากข้อมูลยางพาราที่นำเสนอจากการวิจัยครั้งใหม่ก็ยังพบว่า สารสกัดจากยางพารา สามารถใช้เป็นเครื่องสำอาจให้ผิวมีสีแทน ลดรอยเหี่ยวย่นและป้องกันมะเร็งได้ ค่ะ                     
        
คำถาม VIP ชวนคิด
 
        1. ยางธรรมชาติิเกิดจากหน่วยย่อยเรียกว่าอะไร
        2. ยางแบ่งเป็นกี่ประเภท อะไรบ้าง
        3. ยางธรรมชาติกับยางสังเคราะห์ต่างกันอย่างไร
        4. ยางธรรมชาติมีสูตรทางเคมีอย่างไร
        5.  ยกตัวอย่างยางสังเคราะห์มา 3 ชนิด
        
กิจกรรมเสนอแนะ

       1.ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเรื่องยางพาราเพิ่มเติมจากแหล่งข้อมูลต่าง ๆ เช่น ห้องสมุด อินเตอร์เน็ต 
       2. ให้นักเรียนค้นคว้าและนำเสนอการใช้ประโยชน์จากยางพาราด้านอื่น ๆ 
       3. กิจกรรมทัศนศึกษาที่สวนปลูกยางพาราหรือบริษัทที่ผลิตภัณฑ์วัสดุสิ่งของจากยางพารา
       4. ศึกษาและลองปลูกต้นยางพารา ศึกษาการเจริญเติบโต

การบูรณาการ

        กลุ่มสาระการเรียนรู้ภาษาไทย        นักเรียนเขียนเรียงความเกี่ยวกับประโยชน์ของยางพารา
        กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์    นักเรียนนับจำนวนแหล่งปลูกยางพาราที่มีชื่อเสียงของประเทศ
                                                               และทำสถิติว่าจังหวัดใดมีการปลูกยางพารามากที่สุด
        กลุ่มสาระการเรียนรู้สังคมศึกษา ฯ  นักเรียนศึกษาสภาพภูมิประเทศที่เหมาะแก่การปลูกยาง
        กลุ่มสาระการเรียนรู้การงานอาชีพและเทคโนโลยี  นักเรียนลองประดิษฐ์สิ่งของจากยางพารา
        กลุ่มสาระการเรียนรู้ศิลปะ              นักเรียนวาดภาพต้นยางพารา
        กลุ่มสาระการเรียนรู้ภาษาต่างประเทศ  นักเรียนเขียนชื่อทางเคมีของยางพารา และยางสังเคาะห์อื่น ๆ

ขอขอบคุณ  
            หน่วยเทคโนโลยียาง คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล (ศาลายา) จังหวัดนครปฐม 
                               
และแหล่งข้อมูลอ้างอิงเนื้อหาและรูปภาพประกอบ  ดังนี้
     
      1. https://www.thairath.co.th/content/edu/86726 
      2. https://rubber.sc.mahidol.ac.th/rubbertech/NR.htm
      3. https://pslc.ws/macrogcss/isoprene.html
      4. https://rubber.sc.mahidol.ac.th/rubbertech/SR.htm
      5. https://th.wikipedia.org/wiki/ยางพารา
      6. https://openlearn.open.ac.uk/file.php/2937/T838_1_019i.jpg
      7. https://www.udclick.com/home1/images/stories/Content2/car/maintainance/20080530car01.jpg
        8.https://2.bp.blogspot.com/_EywPw4zuAFc/SwbPY2BSnaI/AAAAAAAAGvk/GJi84MiiO80/s1600/18072009+912+copy.jpg
        9. https://www.kohyaotravel.com/thai/images/para112.jpg      
     10.https://www.sema.go.th/files/Content/science/k4/0043/web/picture/12037.jpg

ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=2683