Polyarylene ketones MO Memoir : Saturday 24 January 2569

ตอนที่มีโอกาสได้ไปอบรมการพิจารณาสินค้าที่ใช้ได้สองทางจากมุมมองทางเทคนิคที่ประเทศญี่ปุ่นเมื่อปี ๒๕๖๒ สิ่งหนึ่งที่ได้เรียนจากทางวิทยาการก็คือ ให้ระวังเรื่องชื่อสินค้า เพราะสินค้าตัวเดียวกันอาจมีชื่อเรียกได้หลายอย่าง ดังนั้นด้วยการดูเพียงแค่ชื่อตรงกันหรือไม่ มันไม่เพียงพอ และในกรณีของเรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้ ก็คงเป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง

รูปที่ ๑ หมวด 1C008.d เป็นของ Polyarylene ketones

สินค้าที่ใช้ได้สองทางที่มีรหัส 3 ตัวแรกขึ้นต้นด้วย 1C0 จัดเป็นสินค้าที่เป็น Special materials ที่กำหนดโดย Wassenaar หรือจาก NSG Trigger Lilst (NSG - Nuclear suppliers group) ซึ่งเป็นสินค้าที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีทางนิวเคลียร์

ในบรรดาพอลิเมอร์ที่มีความทนทานสูง (เช่นจากสารเคมี อุณหภูมิ) พวกหนึ่งจะมีฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบ พวกนี้จะเรียกว่าเป็น Fluorinated polymer (ตัวอย่างที่พบเห็นในชีวิตประจำวันได้บ่อยก็คือเทฟลอน - Teflon) และอีกพวกหนึ่งจะมีวงแหวนเบนซีน (ที่ภาษาอังกฤษเรียกหมู่เอริล - aryl) เป็นองค์ประกอบ (ตัวอย่างที่พบเห็นในชีวิตประจำวันได้บ่อยก็คือเคฟล่าร์ - Kevlar) ทำให้วัสดุที่มีโครงสร้างเช่นนี้หลายตัวถูกนำไปใช้ในกระบวนการทางนิวเคลียร์และอากาศยาน (เช่นด้วยการนำไปเป็นชิ้นส่วนประกอบของอุปกรณ์การผลิตต่าง ๆ) ด้วยเหตุนี้จึงทำให้พอลิเมอร์เหล่านี้บางตัวได้รับการจัดเป็นสินค้าที่ใช้ได้สองทาง เช่น Polyarylene ketones ที่อยู่ในหมวด 1C008.d (รูปที่ ๑)

รูปที่ ๒ เมื่อเอาคำว่า polyarylene ketones ไปค้นหาด้วย google โดยใช้การสะกดตาม DUI List

ปรกติถ้าเป็นสารเคมีทั่วไป แม้ว่าสารเคมีตัวหนึ่งมันจะมีชื่อเรียกได้หลายชื่อ แต่ถ้าแต่ละชื่อเรียกนั้นมีหมายเลข Chemical Abstracts Service หรือเลข CAS เดียวกัน ก็แสดงว่าเป็นสารเดียวกัน แต่ในกรณีของพอลิเมอร์นั้นมันแตกต่างออกไป เพราะมันไม่มีสูตรโมเลกุลที่แน่นอน มันมีเพียงแค่ repeating unit ของสายโซ่หลักว่ามีโครงสร้างอย่างไร การเรียกชื่อก็อาศัยชื่อของ monomer ที่ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิต (และเป็นโครงสร้างหลักของสายโซ่) แล้วเติมคำว่า poly เข้าไปข้างหน้า ซึ่งตรงนี้บางทีก็ทำให้เกิดปัญหาเหมือนกันอย่างเช่นในกรณีของ polyarylene ketones ซึ่งถ้าดูตามชื่อนี้แล้วสายโซ่หลักของพอลิเมอร์ตัวนี้ก็ควรมีโครงสร้างที่เป็นวงแหวนเบนซีน (หมู่ aryl หรือ Ar) และหมู่คาร์บอนิล (carbonyl -C(=O)-)

แต่เมื่อนำคำว่า polyarylene ketones ไปค้นหาด้วย google โดยใช้การสะกดตาม DUI List ผลที่ได้ออกมาคือที่นำมาแสดงไว้ในรูปที่ ๒ รายการแรกที่ปรากฏคือ Polyaryletherketone จาก wikipedia คือมีหมู่อีเทอร์ (-O-) โผล่เพิ่มเติมเข้ามาก และยังมีคำถามตามมาว่าหรือว่าคำที่ต้องการค้นจริงคือ poly arylene ketones (มีเว้นวรรคระหว่าง poly กับ arylene) ก็เลยทดลองเอาคำนี้ไปค้นหาด้วย google ดูใหม่ ก็ได้ผลดังแสดงในรูปที่ ๓ โดยมีการให้ข้อมูลภาพรวมโดย AI เป็นรายการแรก และสารที่โผล่ออกมาคือ Poly(arylene ether ketone)s หรือ (PAEKs) ซึ่งก็เป็นตัวเดียวกับในรูปที่ ๒

รูปที่ ๓ เมื่อทดลองค้นหาด้วยคำเดิม เพียงแค่แยกคำ poly และ arylene ออกจากกัน

พอเจอแบบนี้เข้าก็เลยลองเปลี่ยนวิธีค้นหา คือให้ไปค้นหาจากสิทธิบัตรการผลิต และก็พบสิทธิบัตรแรก ๆ ที่เกี่ยวข้องกับพอลิเมอร์ตัวนี้ (รูปที่ ๔) โดยผู้รับมอบหมายคือ Raychem Corporation) ซึ่งใช้ชื่อว่า Aromatic ketone and sulfone polymer and process for the Preparation thereof" และในเนื้อหาของสิทธิบัตรฉบับนี้ก็มีการใช้คำ "poly aryl ketones" ที่มี repeating unit ที่ประกอบด้วยหมู่ aryl, ether และ carbonyl

ในปีถัดมา Raychem Corporation ก็จดสิทธิบัตรเรื่อง "Preparation of poly(arylene ketones) using thio- and dithiocarbonic acid derivatives" (รูปที่ ๕) คือมีการใช้ชื่อ poly(arylene ketones) กับพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างของ repeating unit เดียวกันกับที่จดสิทธิบัตรไว้ก่อนหน้า (รูปที่ ๔)

ต่อมา (รูปที่ ๖) Raychem Corporation ก็จดสิทธิบัตรเรื่อง "Preparation of poly(arylene ether ketones)" โดยสูตรโครงสร้างของ repeating ก็เป็นโครงสร้างเดียวกันกับสองสิทธิบัตรก่อนหน้า (รูปที่ ๔ และ ๕) นั่นแสดงว่า poly(arylene ketones) และ poly(arylene ether ketones) เป็นพอลิเมอร์ตัวเดียวกัน

รูปที่ ๔ สิทธิบัตรการสังเคราะห์พอลิเมอร์ที่ทางผู้จดสิทธิบัตรเรียกว่า poly aryl ketones โดย repeating unit ประกอบด้วยโครงสร้างหมู่ aryl (ตัววงแหวน), ether (โครสร้าง -O- ที่อยู่ระหว่างวงแหวนสองวง และ carbonyl (ตัวที่อยู่ทางขวาสุดของรูป) แต่คำว่า ether ไม่ไปปรากฏในชื่อ

รูปที่ ๕ สิทธิบัตรฉบับนี้มีการใช้ชื่อ Poly(arylene ketones) โดยมี repeating unit ตัวเดียวกันกับของรูปที่ ๔

รูปที่ ๖ สิทธิบัตรฉบับนี้ใช้ชื่อ poly(arylene ether ketones) คือมีคำว่า "ether" เพิ่มเข้ามา โดยโครงสร้าง repeating unit ก็เป็นโครงสร้างเดียวกันกับสองสิทธิบัตรก่อนหน้า (รูปที่ ๔ และ ๕)

ปัญหาชื่อของ polyarylene ketone ยังไม่จบ โดยให้ชื่อ polyaryletherketone (PAEK) เป็นชื่อที่เรียกรวมของพอลิเมอร์สามตัวคือ polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), และ polyetherketoneketone (PEKK) ที่มีโครงสร้าง repeating unit ดังแสดงในรูปที่ ๗ โดย PEK ก็คือ polyarylene ketone เดิม เพียงแค่ตัดคำ aryl ออกจากชื่อแล้วเพิ่มคำ ether เข้ามาแทน

รูปที่ ๗ ในบทความนี้บอกว่าพอลิเมอร์ในตระกูล polyaryletherketone (PAEK) ยังจำแนกออกเป็น ๓ ชนิด โดยตัว polyarylene ketone เดิมได้ชื่อใหม่เป็น polyetherketone หรือ PEK โดยตัดคำว่า aryl ออกไป

ประเด็นที่คงต้องฝากให้เป็นข้อคิดทางกฎหมายคือ คำว่า polyarylene ketone ที่กล่าวไว้ใน EU List นั้นครอบคลุมแค่ไหน เพราะถ้าดูจากการเรียกชื่อในช่วงแรก (รูปที่ ๔-๖) มันบอกว่า polyarylene ketone และ polyaryl ether ketone มี repeating unit เดียวกัน แต่พอถึงรูปที่ ๗ กลายเป็นว่าคำว่าชื่อ polyaryl ether ketone มันครอบคลุมพอลิเมอร์ที่มี repeating unit ที่แตกออกไปด้วย โดยพอลิเมอร์ที่มี repeating unit ตามนิยาม polyaryl ether ketone กลับได้ชื่อใหม่เป็น polyetherketone (PEK)

วันนี้คงขอจบเพียงแค่นี้