วิทยาศาสตร์

ผูจ้ ดั ทำ นำยฐติ ิวฒั นน ศรพี มุ่ ใข่ เลขท่4ี 6 ปวส .1/1

บทท่ี 5 สำรสงั เครำะหและผลติ ภณั ฑ 1 ความหมายของพอลเิ มอร์ พอลเิ มอร์ (Polymer) คอื สารประกอบทม่ี โี มเลกลุ ขนาดใหญ่ และมมี วลโมเลกลุ มากประกอบดว้ ย หน่วยเลก็ ๆ ของสารทอ่ี าจจะเหมอื นกนั หรอื ต่างกนั มาเช่อื มต่อกนั ดว้ ย พนั ธะโควาเลนต์

ประเภทของพอลเิ มอร์ แบง่ ตามเกณฑต์ ่าง ๆ ดงั น้ี 1. แบ่งตามการเกดิ เป็นเกณฑ์ เป็น 2 ชนิด คอื ก . พอลเิ มอรธ์ รรมชาติ เป็นพอลเิ มอรท์ เ่ี กดิ ข้นึ เองตามธรรมชาติ เช่น โปรตนี แป้ง เซลลูโลส ไกโคเจน กรดนวิ คลอี กิ และ ยางธรรมชาติ (พอลไี อโซปรนี ) ข . พอลเิ มอรส์ งั เคราะห์ เป็นพอลเิ มอรท์ เ่ี กดิ จากการสงั เคราะหเ์ พอ่ื ใชป้ ระโยชนต์ ่าง ๆ เช่น พลาสตกิ ไนลอน ดาครอน และลูไซต์ เป็นตน้

2. แบง่ ตามชนิดของมอนอเมอรท์ เ่ี ป็นองคป์ ระกอบ เป็น 2 ชนดิ คอื ก . โฮมอลเิ มอร์ (Homopolymer) เป็นพอลเิ มอรท์ ป่ี ระกอบดว้ ยมอนอเมอรช์ นิดเดยี วกนั เช่น แป้ง (ประกอบดว้ ยมอนอเมอรท์ เ่ี ป็นกลูโคสทง้ั หมด) พอลเิ อทลิ นี PVC (ประกอบดว้ ยมอนอเมอรท์ เ่ี ป็นเอทลิ นี ทงั้ หมด) ข . เฮเทอโรพอลเิ มอร์ (Heteropolymer) เป็นพอลเิ มอรท์ ป่ี ระกอบดว้ ยมอนอเมอรต์ ่างชนิดกนั เช่น โปรตนี (ประกอบดว้ ยมอนอเมอรท์ เ่ี ป็นกรดอะมโิ นต่างชนิดกนั ) พอลเิ อสเทอร์ พอลเิ อไมด์ เป็นตน้

2 ปฏกิ ริ ยิ ำกำรเกดิ พอลเิ มอร  พอลเิ มอรเ์ กดิ ข้นึ จากการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าพอลเิ มอรไ์ รเซชนั ของมอนอเมอร์  พอลเิ มอรไ์ รเซชนั (Polymerization) คอื กระบวนการเกดิ สารทม่ี โี มเลกลุ ขนาดใหญ่ ( พอลเิ มอร)์ จากสารทม่ี โี มเลกลุ เลก็ ( มอนอเมอร)์  ปฏกิ ริ ยิ าพอลเิ มอรไ์ รเซชนั  1. ปฏกิ ริ ยิ าพอลเิ มอรไ์ รเซชนั แบบเตมิ (Addition polymerization reaction) คอื ปฏกิ ริ ยิ าพอลเิ มอรไ์ รเซชนั ทเ่ี กดิ จากมอนอเมอรข์ องสารอนิ ทรยี ช์ นิดเดยี วกนั ทม่ี ี C กบั C จบั กนั ดว้ ยพนั ธะคู่มารวมตวั กนั เกดิ สารพอลเิ มอรเ์ พยี งชนดิ เดยี วเทา่ นนั้ ดงั ภาพ



 2. ปฏกิ ริ ยิ าพอลเิ มอรไ์ รเซชนั แบบควบแน่น (Condensation polymerization reaction) คอื ปฏกิ ริ ยิ า พอลเิ มอรไ์ รเซชนั ทเ่ี กดิ จากมอนอเมอรท์ ม่ี หี ม่ฟู งั กช์ นั มากกวา่ 1 หมุ่ ทาปฏกิ ริ ยิ ากนั เป็นพอลเิ มอรแ์ ละสารโมเลกุลเลก็ เช่น นา้ กา๊ ซ แอมโมเนีย กา๊ ซไฮโดรเจนคลอไรด์ เมทานอล เกดิ ข้นึ ดว้ ย ดงั ภาพ



3 โครงสรำ้ งและสมบตั ขิ องพอลเิ มอร  แบง่ ตามโครงสรา้ งของพอลเิ มอร์ แบง่ ออกเป็น 3 แบบ คอื  ก. พอลเิ มอรแ์ บบเสน้ (Chain length polymer) เป็นพอลเิ มอรท์ เ่ี กดิ จากมอนอเมอรส์ รา้ งพนั ธะต่อกนั เป็นสายยาว โซ่พอลเิ มอรเ์ รยี งชดิ กนั มากวา่ โครงสรา้ งแบบอ่นื ๆ จงึ มคี วามหนาแน่น และจดุ หลอมเหลวสูง มลี กั ษณะแขง็ ขนุ่ เหนียวกวา่ โครงสรา้ งอน่ื ๆ ตวั อย่าง PVC พอลสิ ไตรนี พอลเิ อทลิ นี ดงั ภาพ

 ข. พอลเิ มอรแ์ บบก่งิ (Branched polymer) เป็นพอลเิ มอรท์ เ่ี กดิ จากมอนอเมอรย์ ดึ กนั แตกก่งิ กา้ นสาขา มที ง้ั โซ่สน้ั และโซ่ ยาว ก่งิ ทแ่ี ตกจาก พอลเิ มอรข์ องโซ่หลกั ทาใหไ้ มส่ ามารถจดั เรยี งโซ่พอลเิ มอรใ์ หช้ ดิ กนั ไดม้ าก จงึ มคี วามหนาแน่นและจดุ หลอมเหลวตา่ ยดื หยุ่นได้ ความเหนยี วตา่ โครงสรา้ งเปลย่ี นรูปไดง้ า่ ยเมอ่ื อณุ หภมู เิ พม่ิ ข้นึ ตวั อย่าง พอลเิ อทลิ นี ชนิดความหนาแน่นตา่ ดงั ภาพ

 ค. พอลเิ มอรแ์ บบร่างแห (Croos -linking polymer) เป็นพอลเิ มอรท์ เ่ี กดิ จากมอนอเมอรต์ ่อเช่อื มกนั เป็นร่างแห พอลิ เมอรช์ นดิ น้มี คี วามแขง็ แกร่ง และเปราะหกั งา่ ย ตวั อย่างเบกาไลต์ เมลามนี ใชท้ าถว้ ยชาม ดงั ภาพ

4 ผลติ ภณั ฑจำกพอลเิ มอร  ผลติ ภณั ฑพ์ อลเิ มอรท์ น่ี ามาใชป้ ระโยชนม์ หี ลายประเภท ซง่ึ มที งั้ พอลเิ มอรธ์ รรมชาติ และพอลเิ มอรส์ งั เคราะห์ โดยแยกเป็น ประเภทต่างๆ ดงั น้ี  พลาสตกิ (Plastic)  พอลเิ มอรท์ น่ี ามาข้นึ รูปเป็นผลติ ภณั ฑ์ เพอ่ื ใชง้ านในรูปแบบต่างๆ เช่น ถว้ ย จาน ชาม เกา้ อ้ี รองเทา้ ดา้ มปากกาถงุ ใส่ของ ภาชนะ เรยี กรวมวา่ ผลติ ภณั ฑพ์ ลาสตกิ เมอ่ื ใชก้ ารเปลย่ี นแปลงของพลาสตกิ เมอ่ื ไดร้ บั ความรอ้ นเป็นเกณฑ์ จาแนกพลาสตกิ ได้ 2 ประเภท ดงั น้ี  1) เทอรม์ อพลาสตกิ (Thermoplastic)  เป็นพลาสตกิ ทอ่ี ่อนตวั เมอ่ื ไดร้ บั ความรอ้ น และเมอ่ื อณุ หภูมลิ ดลงจะแขง็ ตวั ถา้ ใหค้ วามรอ้ นอกี ก็จะอ่อนตวั และสามารถทา ใหก้ ลบั เป็นรูปร่างเดมิ หรอื เปลย่ี นรูปร่างได้ โดยสมบตั ขิ องพลาสตกิ ไมเ่ ปลย่ี นแปลง จงึ สามารถนากลบั มาใชใ้ หมไ่ ด้ พอลเิ มอร์ แบบน้มี โี ครงสรา้ งแบบเสน้ หรอื โซ่ก่งิ มกี ารเชอ่ื มต่อระหวา่ งโซพ่ อลเิ มอรน์ อ้ ยมาก เช่น พอลเิ อทลิ นี พอลโิ พรพลิ นี พอสไตรนี

 2) พลาสตกิ เทอรม์ อเซต็ (Thermosetting Plastic)  เป็นพลาสตกิ ทข่ี ้นึ รูปดว้ ยการผา่ นความรอ้ นหรอื แรงดนั แลว้ จะม่สามารถนากลบั มาข้นึ รูปใหมไ่ ดอ้ กี เพราะพอลเิ มอรป์ ระ เภทน้ี มกี ารเชอ่ื มต่อระหวา่ งโซ่โมเลกลุ แบบร่างแห เมอ่ื แขง็ ตวั แลว้ จะมคี วามแขง็ มาก ทนต่อความรอ้ นและความดนั ไดด้ กี วา่ เทอรม์ อ พลาสตกิ ถา้ ทาใหม้ อี ณุ หภมู สิ ูงมากจะแตกและไหมเ้ป็นเถา้ เช่น พอลฟิ ีนอลฟอรม์ าลดไี ฮด์ พอลเิ มลามนี ฟอรม์ าลดไี ฮด์ และพอลยิ ูรเี ทน

5 ประโยชนของพอลเิ มอรสงั เครำะห  เทคโนโลยขี องการผลติ พอลเิ มอรก์ า้ วหนา้ ข้นึ อย่างรวดเร็ว พลาสตกิ เป็นพอลเิ มอรส์ งั เคราะหท์ ใ่ี ชก้ นั อย่างแพร่หลาย สามารถแปรรูปเป็นช้ินงานไดห้ ลายรูปแบบการข้นึ รูปช้นิ งานข้นึ อยู่กบั ประเภทของพลาสตกิ  นอกจากน้ียงั มกี ารเตมิ สารบางชนิดเพอ่ื ใหพ้ ลาสตกิ มสี มบตั ดิ ขี ้นึ เช่น เตมิ สใี หส้ วยงาม เตมิ ใยแกว้ เพอ่ื เพม่ิ ความแขง็ แรงเรยี กโดยทวั่ ไปวา่ ไฟเบอรก์ ลาส นอกจากน้ียงั เตมิ ผงแกรไฟตเ์ พอ่ื ใหน้ าไฟฟ้าได้ การใชป้ ระโยชนจ์ ากพลาสตกิ ปจั จบุ นั เป็นไปอย่างกวา้ งขวาง ทง้ั ในการแพทยแ์ ละอน่ื ๆ พอลเิ มอรส์ งั เคราะหห์ ลายประเภทนามาใช้ เป็นสารช่วยยดึ ตดิ อย่างทร่ี ูจ้ กั กนั คือกาวลาเทก็ ซ์  โดยทวั่ ไปพอลเิ มอรม์ สี มบตั เิ ป็นฉนวนไฟฟ้า แต่มบี างชนิดเป็นก่งึ ตวั นาหรอื สารนาไฟฟ้าได้ นอกจากน้ียงั มกี ารนาเอาพอลเิ มอรม์ าใชใ้ นงานก่อสรา้ งต่างๆ เช่นใชพ้ อลสิ ไต รนี -บวิ ทาไดอนี -สไตรนี ผสมกบั ยางมะตอยไวเ้ป็นวสั ดเุ ช่อื มคอนกรตี  ทางดา้ นการเกษตรใชพ้ ลาสตกิ พวี ซี คี ลมุ ดนิ เพอ่ื รกั ษาความช่มุ ช้นื และป้องกนั การถกู ทาลายของผวิ ดนิ ใชท้ าตาข่ายกนั แมลงในการปลูกผกั ปลอดสารพษิ ช่วยกกั เกบ็ นา้ ในพ้นื ทท่ี เ่ี ป็นดนิ ร่วนซุยและยงั ใชเ้มลด็ พลาสตกิ ผสมในดนิ เหนยี วช่วยใหด้ นิ ร่วนอกี ดว้ ย  โฟมเป็นพลาสตกิ ทผ่ี ่านกระบวนการเตมิ แกส็ เพอ่ื ใหเ้กดิ ฟองอากาศจานวนมากแทรกอยู่ตามเน้อื พลาสตกิ โฟมมนี า้ หนกั เบามคี วามยดื หยุ่นกนั หรอื เกบ็ ความรอ้ นไดด้ ี บางชนิดมสี ารCFCแทรกอยู่เป็นฉนวนความรอ้ นและฉนวนไฟฟ้าไดด้ มี ากจงึ นิยมใชบ้ รรจอุ าหารแต่ในปจั จบุ นั ทราบแลว้ วา่ สารCFCก่อใหเ้กดิ ปรากฏการณเ์ รอื น กระจกจงึ มกี ารศึกษาวจิ ยั ใชส้ ารอน่ื ทดแทนพบวา่ แก็สบวิ เทนและเพนเทนสามมารถนามาใชผ้ ลติ แทนได้  ความกา้ วหนา้ ของเทคโนโลยดี า้ นพอลเิ มอรท์ าใหเ้กดิ ผลติ ภณั ฑต์ ่างๆทใ่ี ชอ้ านวยความสะดวกในชวี ติ ประจาวนั เป็นอย่างมาก

Thank you