หน่วยท4่ี พอลเิ มอร์
สาระการเรียนรู้ 1. ความหมายของพอลเิ มอร์ 2. ประเภทของพอลิเมอรต์ ามแหล่งทม่ี า 3. ประเภทของพอลิเมอรต์ ามจานวนชนิดของ มอนอเมอร์ 4. ประเภทของพอลิเมอรต์ ามจานวนชนิดปฏกิ ริ ิยา การเกดิ พอลิเมอร์
สาระการเรียนรู้ 5. ความหมายของพลาสตกิ 6. ประเภทของพลาสตกิ 7. สมบตั บิ างประการของพลาสตกิ บางชนิด 8. สัญลักษณเ์ พอื่ บ่งชี่ประเภทของพลาสตกิ รีไซเเคลิ
พอลิเมอร์ (Polymer) คอื สารประกอบทมี่ ีโมเลกุลขนาด ใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบดว้ ยหน่วยยอ่ ยเา้ ๆ (repeating unit) ทเ่ี รียกว่า มอนอเมอร์ มาเช่ือมตอ่ กัน เช่น แป้ง เเลลูโลสมี โมโนเมอรค์ อื กลูโคส ส่วนโปรตนี มีโมโนเมอรค์ อื กรดอะมโิ น
สารสังเคราะห์ – แบ่งเป็ น 2 ประเภท
1. สารสังเคราะหท์ างธรรมชาติ พอลิเมอรธ์ รรมชาติ เป็ นพอลิเมอรท์ เี่ กดิ ขนึ้ เองตาม ธรรมชาติ จากพชื และสัตว์ เช่น โปรตนี แป้ง เเลลูโลส ยางธรรมชาติ
โครงสร้างนา้ ตาลทราย Maltose โครงสร้างแป้ง โครงสร้างเเลลูโลส เกดิ จากกลูโคส ประมาณ 5,000 โมเลกุล
2.สารสังเคราะหท์ างวทิ ยาศาสตร์ เป็ นสารสังเคราะหท์ เ่ี กดิ จากกระบวนการทาง วทิ ยาศาสตร์ เช่น พลาสตกิ ยางสังเคราะห์ วสั ดุ อุปกรณเ์ คร่ืองใช้ในชวี ติ ประจาวัน
การจาแนกชนิดของ ตามแหล่งทมี่ า
1. พอลเิ มอรธ์ รรมชาติ
2. พอลิเมอรส์ ังเคราะห์
การจาแนก Polymer ตามชนิดของมอนอเมอรท์ เ่ี ป็ นองคป์ ระกอบ ก. โฮโมพอลิเมอร์ เป็ นพอลเิ มอรท์ ป่ี ระกอบด้วย มอนอเมอรช์ นิดเดยี วกัน เช่น แป้ง เซลลูโลส PVC พอลเิ อทลิ นี โพลไี อโซพรนี ข. โคพอลเิ มอร์ หรือ พอลเิ มอรร์ ่วม เป็ นพอลเิ มอรท์ ่ี ประกอบด้วยมอนอเมอรต์ า่ งชนิดกัน เช่น โปรตนี เกิด จากกรดอะมิโน 20 ชนิด พอลเิ อสเทอร์ พอลิเอไมด์
การเกดิ พอลเิ มอร์ เป็น กระบวนการท่ีมอนอเมอรร์ วมตวั กนั ทางเคมีเกิดเป็นพอลเิ มอร์ เรียก “ปฏกิ ิริยา พอลิเมอรไ์ ซรเเช่ัน” แบง่ ออกไดเ้ ป็น 2 ชนิด ดงั นี้
1. พอลิเมอรไ์ ซรเเชันแบบควบแน่น (Condensation Polymerization) เป็น ปฏกิ ิรยิ า เคมีท่เี กิดจากโมโนเมอรช์ นิดเดยี วกนั หรอื ตา่ งชนิดมา รวมกนั หลายโมเลกลุ อย่างเหมาะสม แลว้ เกิดพอลเิ มอร์ พรอ้ มกบั จะมีการปลอ่ ยโมเลกลุ สารเลก็ ๆ ซงึ่ อาจเป็น H2O , HN3 , CH3OH หรือ HCl เชน่ การเกิดแปง้ การเกิดไนลอน 66 หรอื การเกิดโปรตีน จะมี H2O เกิดขนึ้
ตวั อย่างพอลเิ มอรท์ เ่ี กดิ จากปฏกิ ริ ิยาแบบควบแน่น C6H12O6 + C6H12O6 + C6H12O6 + ... แป้ง + nH2O
ตวั อย่างพอลเิ มอรท์ เ่ี กดิ จากปฏกิ ริ ิยาแบบควบแน่น Polyamide (PA) Copolymer Homopolymer
ตวั อย่างพอลิเมอรท์ เี่ กดิ จากปฏกิ ริ ิยาแบบควบแน่น Polyamide (PA) (ต่อ) สมบตั ิ: เหนียว ผิวเรยี บ ทำควำมสะอำดงำ่ ย แหง้ เรว็ ยืดหดได้ ทนตอ่ กำรขดั ถู ทนตอ่ กำรใชง้ ำนนอกอำคำร กำรนำไปใช:้ เชือก เสน้ ดำ้ ย ถงุ น่อง ชดุ ชนั้ ใน ชิน้ สว่ น เครอ่ื งจกั รกล เชน่ เฟื องเกียร์ ปลอกหมุ้ สำยไฟ เป็นตน้
• 2 พอลิเมอรไ์ ซรเเชันแบบเตมิ หรอื แบบรวมตวั (addition polymerization) คอื ปฏิกิรยิ าท่ีเกิดจากมอนอเมอรม์ ารวมตวั กนั ไดเ้ ป็นสาร โมเลกลุ ใหญ่ หรอื พอลเิ มอรเ์ พียงอย่างเดียว เช่น การเกิด พอลิเอทลิ นี พอลีสไตรนี พอลไิ วนิลคลอไรด์ เช่นโพลิเอทิลีนใชเ้ อทิลนี เป็นสารตงั้ ตน้ ดงั สมการ
ตัวอย่างพอลเิ มอรท์ เี่ กดิ จากปฏกิ ริ ิยาแบบเตมิ พอลิเมอรท์ ่ีเกิดจากปฏิกิรยิ าแบบเติม Polyethylene (PE) • Low-density polyethylene (LDPE) • High-density polyethylene (HDPE)
ตวั อยา่ งพอลิเมอรท์ เ่ี กดิ จากปฏกิ ริ ิยาแบบเตมิ Polyethylene (PE) (ต่อ) ( CH2 CH2 )n Polyethylene สมบตั :ิ ปอ้ งกนั การผา่ นของไอนา้ ไดด้ ีแตย่ อมใหอ้ ากาศผา่ นเลก็ นอ้ ย เป็น แผ่นฟิ ลม์ ใส เหนียว ทนสารเคมี ทนกรด ทนเบส การนาไปใช:้ ภาชนะบรรจอุ าหาร ถงุ พลาสตกิ ชนดิ ใสข่ องเยน็ แผน่ พลาสตกิ บางท่ีใชห้ อผกั และผลไม้ ถงุ ขยะ เครอ่ื งใชใ้ นบา้ น ของเลน่ ท่อ นา้ ฉนวนหมุ้ สายไฟฟา้ เคลอื บกลอ่ งกระดาษใสน่ ม ถงุ ซบิ ใสย่ า เป็นตน้ 20
1. พอลเิ มอรไ์ ซรเเชันแบบควบแน่น 2. พอลิเมอรไ์ ซรเเชนั แบบเตมิ
พอลเิ มอรท์ เี่ กดิ จากปฏกิ ริ ิยาแบบเตมิ Polyvinylchloride (PVC) สมบตั ิ: แขง็ และคงรูป ทนตอ่ ความชืน้ ทนตอ่ สารเคมีแล การขดั ถู ทนตอ่ การกดั แทะของแมลงและไมเ่ ป็นเชือ้ รา ไม่ ทนความรอ้ นและแสง การนาไปใช:้ กระเบอื้ งยางปพู ืน้ ทอ่ นา้ หนงั เทียม เสอื้ กนั ฝน บตั รเครดติ แผ่นเสงี ฉนวนหมุ้ สายไฟฟา้ เป็นตน้
พอลิเตตระฟลอู อโรเอทิลนี Polytetrafluoroethylene หรอื เทฟลอน เป็นสารประกอบคารบ์ อนระหวา่ ง เอทลิ ีน และฟลูออรีนท่ีมีมวลโมเลกลุ สงู มีคณุ สมบตั ิเป็นของแข็ง ชนิดท่ีทนอณุ หภมู ิท่ีสงู และต่าไดด้ ี และเป็นหน่ึงในสารท่ีมีคา่ สมั ประสทิ ธิ์แรงเสียดทานนอ้ ยท่ีสดุ หรอื ล่นื มากน่นั เอง
พอลเิ มอรท์ เ่ี กดิ จากปฏกิ ริ ิยาแบบเตมิ Polytetrafluoroethylene (PTFE = Teflon) สมบตั ิ: เหนียว ทนสารเคมีดที กุ ช่วงอณุ หภมู ิ ทนความรอ้ น ไดด้ ี ไมน่ าไฟฟา้ ผวิ ลื่น ทนตอ่ แรงกระแทก การนาไปใช:้ เคลอื บผิวภาชนะหงุ ตม้ เพ่อื ไมใ่ หอ้ าหารติด ภาชนะ ฉนวนไฟฟ้า ปะเก็น วงแหวนลกู สบู และลกู ปืนใน เครอ่ื งยนต์ เคลือบสาบเคเบลิ สายไฟฟา้
วัตถุดบิ ทใ่ี ช้ในการสังเคราะหพ์ อลิเมอร์
โครงสร้างของพอลเิ มอร์ Structure and Properties • พอลเิ มอรแ์ บบเส้น เทอรโ์ มพลาสตกิ Thermoplastic • พอลเิ มอรแ์ บบกงิ่ • พอลเิ มอรแ์ บบร่างแห่ เทอรโ์ มเเตThermoset http://www.mech.utah.edu/~rusmeeha/labNotes/degPix/structure.gif
โครงสร้างของพอลิเมอร์ (Skeletal Structure) แบบเส้น (linear) เป็ นโเ่ยาวยดึ ดว้ ยพนั ธะโคเวเลนต์ โเพ่ อลเิ มอรเ์ รียงชดิ กันมากกว่าโครงสร้างอนื่ จงึ มคี วามหนาแน่นสูง จุดหลอมเหลวสูง มคี วามแขง็ เหนียวมากกว่าโครงสร้างอนื่ ตัวอยา่ งพอลิเมอรแ์ บบเส้น ไซดแ้ ก่ พอลไิ ซวนิลคลอไซรด์ PVC (ทอ่ นา้ แผ่นนา้ ) พอลิโพรพลิ ีน PP (ถุงพลาสตกิ ,ขวดนา้ ), พอลสิ ไซตรีน PS (โฟม), พอลิเอทลิ ีนความ หนาแน่นสูง HDPE
โครงสร้างของพอลิเมอร์ (Skeletal Structure) แบบกง่ิ (branch) เป็ นสายโเ่ทม่ี กี ง่ิ ก้าน ทาใหไ้ ซม่สามารถ จดั เรียงโเ่พอลเิ มอรใ์ หช้ ดิ กันไซด้มาก จงึ มคี วามหนาแน่น และจุดหลอมเหลวตา่ ยดื หยุ่นไซด้ดี ความเหนียวต่า โครงสร้างเปลยี่ นรูปไซดง้ า่ ยเมอ่ื อุณหภมู เิ พม่ิ ขึน้ เช่น พอลิเอทลิ นี LDPE ตวั อยา่ งพอลิเมอรแ์ บบเส้น ไซด้แก่ พอลเี อทลี ีนชนิดความหนาแน่นต่า LDPE
โครงสร้างของพอลิเมอร์ (Skeletal Structure) แบบร่างแห (Cross-Linked)มกี ารเชอ่ื มต่อระหว่างสายโเ่ แบบเส้นและแบบกงิ่ เชอ่ื มโยงเข้าดว้ ยกันเป็ นร่างแห หรือ ตาข่าย มีความหนาแน่นมาก ไซมย่ ดื หยุน่ พอลิเมอรช์ นิดนีม้ คี วามแขง็ แกร่ง และเปราะหกั งา่ ย ตัวอยา่ ง เบกาไซลต์ เมลามนี ใช้ทาถ้วยชาม
ตวั อยา่ งเช่น เมลามนี
ตวั อยา่ งเบกาไลต์
ผลติ ภณั ฑจ์ ากพอลเิ มอร์ -พลาสตกิ ยาง และเส้นใย
เป็ นพลาสตกิ ทม่ี รี ูพรุนเกดิ จากฟองอากาศท่ี ขยายตวั อยู่ในเนือ้ พลาสตกิ โดยการเตมิ สารเคมที ที่ าใหเ้ กดิ ฟองแก๊ส หรืออัดแก๊สเข้าไซปในเนือ้ พลาสตกิ แบ่งเป็ น 2 แบบ
Search
