พอลิเมอร์ (polymer) ความหมายของพอลิเมอร์นั้นก็มาจากรากศัพท์กรีกสำคัญ 2 คำ คือ Poly (จำนวนมาก)
และ Meros (ส่วน หรือ หน่วย) พอลิเมอร์เป็นสารโมเลกุลขนาด ใหญ่ (Macromolecule) พอลิเมอร์จะประกอบไปด้วย
หน่วยซ้ำกัน (repeating unit) ของมอนอเมอร์ (Monomer) หลายๆหน่วยมาทำปฏิกิริยากัน มอนอเมอร์นี้จัดเป็นสาร
ไมโครโมเลกุล (Micromolecule) ชนิดหนึ่ง พอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยหรือมอนอเมอร์ชนิดเดียวกันทั้งหมด
จัดเป็นโฮโมพอลิเมอร์ (Homopolymer) แต่ถ้ามีมอนอเมอร์ต่างกันตั้งแต่ 1 ชนิดขึ้นไป จัดเป็นโคพอลิเมอร์
(Copolymer) สารบางอย่างที่มีสมบัติอย่างพอลิเมอร์ เช่น สารพวกไขมันที่มีแต่ละหน่วยที่ไม่ซ้ำกันนั้นจะเป็นเพียงแค่
สารแมคโครโมเลกุล เท่านั้น ไม่จัดเป็นพอลิเมอร์
พอลิเมอร์มีทั้งที่เกิดเองในธรรมชาติ (Natural polymer) และพอลิเมอร์สังเคราะห์ (Synthetic polymer)
ตัวอย่างของ โพลิเมอร์ธรรมชาติ ได้แก่ แป้ง เซลลูโลส โปรตีน กรดนิวคลีอิก และยางธรรมชาติ ส่วนพอลิเมอร์
สังเคราะห์ เช่น พลาสติก เส้นใย โฟม และกาว พอลิเมอร์ทั้งสองชนิดนี้เข้ามามีบทบาทมากในชีวิตประจำวัน เรา
ต้องใช้ประโยชน์จากพอลิเมอร์เพราะพอลิเมอร์แต่ละชนิดมีสมบัติต่างกัน จึงนำหน้าที่หรือนำไปใช้งานที่ต่างกันได้
พอลิเมอร์ที่เป็นที่นิยมใช้มากที่สุดคือพลาสติก ซึ่งเป็นคำที่ใช้อ้างถึงกลุ่มของวัสดุธรรมชาติและสังเคราะห์กลุ่ม
ใหญ่ที่มี คุณสมบัติและการใช้งานต่างกัน พอลิเมอร์ธรรมชาติเช่นชแล็กและอำพันที่ ใช้มาเป็นเวลากว่าศตวรรษ
พอลิเมอร์ชีวภาพ เช่น โปรตีนและกรดนิวคลีอิกที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีวภาพ พอลิเมอร์ธรรมชาติอื่นๆ
เช่นเซลลูโลสที่เป็นองค์ประกอบหลักของกระดาษและไม้ พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่เป็นที่รู้จักกันดี ได้แก่ บาเกไลต์, นีโอพรีน,
ไนลอน, พีวีซี, พอลิสไตรีน, พอลิอคริโลไนไตรล์ และพีวีบี การศึกษาเกี่ยวกับพอลิเมอร์ได้แก่ เคมีพอลิเมอร์, ฟิสิกส์
พอลิเมอร์และวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์
พอลิเมอร์สังเคราะห์ในปัจจุบันมีการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเกือบทุกชนิด พอลิเมอร์มีการใช้ในการยึดเกาะและ
การหล่อลื่นอย่างกว้างขวาง เช่นเดียวกับการใช้เป็นโครงสร้างตั้งแต่ของเด็กเล่นจนถึงยานอวกาศ มีการใช้เป็นยาทาง
ชีวภาพในฐานะเป็นตัวขนส่งยาในสิ่งมีชีวิต พอลิเมอร์เช่น พอลิ เมทิล เมทาคริเลต ที่ใช้ในกระบวนการโฟโตเรซิสใน
อุตสาหกรรมกึ่งตัวนำ และสารไดอิเล็กทริกโปแทสเซียมต่ำสำหรับใช้ในคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ปัจจุบันยังมีการพัฒนา
พอลิเมอร์ที่ยืดหยุ่นได้สำหรับอิเล็กทรอนิกส์
ชื่อเรียก
ชื่อ พอลิเมอร์ และ โพลิเมอร์
ในภาษาไทยมีการใช้คำว่า พอลิเมอร์ และ โพลิเมอร์ โดยปัจจุบันราชบัณฑิตยสถานกำหนดว่าให้ใช้คำว่า
"พอลิเมอร์"
การเรียกชื่อพอลิเมอร์แบบมาตรฐาน
มีการเรียกชื่อพอลิเมอร์หลายวิธี พอลิเมอร์ที่ใช้ทั่วไปส่วนใหญ่ใช้ชื่อสามัญที่เคยใช้ในอดีตมากกว่าชื่อที่
ตั้งตามแบบมาตรฐาน ทั้งสมาคมเคมีอเมริกันและไอยูแพกได้กำหนดการตั้งชื่อแบบมาตรฐานซึ่งมีความ
คล้ายคลึงกันแต่ไม่เหมือนกันทั้งหมด ชื่อที่เป็นมาตรฐานทั้งสองระบบเป็นชื่อที่แสดงถึงชนิดของหน่วยย่อยที่
ประกอบ เป็นพอลิเมอร์มากกว่าจะบอกถึงธรรมชาติของหน่วยที่ซ้ำๆกันในสาย ตัวอย่างเช่น พอลิเมอร์ที่สังเคราะห์
จากเอทิลีนเรียกว่าพอลิเอทิลีน ยังคงลงท้ายด้วย –อีน แม้ว่าพันธะคู่จะหายไประหว่างกระบวนการเกิดพอลิเมอร์
สูตรโครงสร้างของพอลิเมอร์
พอลิเมอร์ที่พบไม่ว่าจากในธรรมชาติ และที่สังเคราะห์ขึ้น มีโครงสร้างได้หลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นกับการเข้า
เกาะของมอนอเมอร์ จึงทำให้พอลิเมอร์มีโครงสร้างอยู่ 3 รูปแบบด้วยกัน คือ
1. พอลิเมอร์สายตรง (Linear polymer) พอลิเมอร์ชนิดนี้จะเป็นโซ่ตรงยาว ถ้าให้ A และ B แทน
มอนอเมอร์ โครงสร้างอย่างง่ายของโฮโมพอลิเมอร์จะเป็นดังนี้
* A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A linear homopolymer
ส่วนโคพอลิเมอร์มีรูปแบบดังนี้
* 1. A-B-A-B-A-B-A-B-A-B Alternating copolymer (เป็นพอลิเมอร์ ที่มีมอนอเมอร์ A และ B เรียง
สลับกันเป็นช่วง หน่วยต่อหน่วย)
* 2. A-A-B-B-B-B-A-A-A-A Block copolymer (เป็นกลุ่มของมอนอเมอร์ A และ B ที่เรียงสลับกันเป็นกลุ่ม)
* 3. A-A-A-B-A-B-A-A-B-B Random copolymer (เป็นมอนอเมอร์ A และ B เรียงสลับกันอย่างอิสระ)
2. พอลิเมอร์กิ่งสาขา (graft polymer) พอลิเมอร์ชนิดนี้จะมีส่วนประกอบสองส่วน คือ ส่วนที่เป็นโซ่หลัก
และส่วนที่เป็นโซ่กิ่ง โดยโซ่หลักจะต้องประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวเท่านั้น ส่วนมอนอเมอร์อีกชนิด จะเป็นโซ่กิ่ง
3. พอลิเมอร์ร่างแห (Cross-link polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เป็นร่างแหมีสายหลายสายเชื่อมต่อกัน ซึ่งเป็น
ได้ทั้งโฮโมพอลิเมอร์และโคพอลิเมอร์.
พอลิเมอร์สังเคราะห์
การสังเคราะห์พอลิเมอร์เป็นกระบวนการของการรวมโมเลกุลขนาดเล็กๆที่เป็นหน่วยย่อยเข้าด้วยกันด้วยพันธะ
โควาเลนต์ ในระหว่างกระบวนการเกิดพอลิเมอร์ หมู่ทางเคมีบางตัวจะหลุดออกจากหน่วยย่อย หน่วยย่อยในพอลิเมอร์
จะเป็นหน่วยซ้ำๆกัน
* การสังเคราะห์ในห้องแลบ วิธีการในห้องแลบแบ่งได้เป็นสองกลุ่มคือการสังเคราะห์แบบควบแน่นและการ
สังเคราะห์แบบเติม อย่างไรก็ตาม วิธีการทีใหม่กว่าเช่นการสังเคราะห์แบบของเหลว ไม่สามารถจัดเข้าในกลุ่มใดได้
ปฏิกิริยาการสังเคราะห์พอลิเมอร์อาจเกิดขึ้นโดยมีหรือไม่มีตัวเร่งก็ได้ ในปัจจุบันมีการศึกษาทางด้านการสังเคราะห์
พอลิเมอร์ธรรมชาติ เช่นโปรตีนในห้องแลบ
* การสังเคราะห์ทางชีวภาพ พอลิเมอร์ธรรมชาติมีสามกลุ่มคือ พอลิแซคคาไรด์ พอลิเปบไทด์ และพอลินิวคลี
โอไทด์ ในเซลล์ พอลิเมอร์เหล่านี้ถูกสังเคราะห์ด้วยเอนไซม์ เช่นการสร้างดีเอ็นเอด้วย เอนไซม์ดีเอ็นเอ พอลิเมอเรส
การสังเคราะห์โปรตีนเกี่ยวข้องกับการใช้เอนไซม์ที่ซับซ้อนและเกี่ยวข้องกับ การถอดรหัสทางพันธุกรรมในดีเอ็นเอ
แล้วจึงถ่ายทอดรหัสจากดีเอ็นเอเป็นข้อมูลของลำดับกรดอะมิโน โปรตีนอาจถูกดัดแปลงหลังจากการแปลรหัสเพื่อให้
มีโครงสร้างเหมาะสมกับการทำงาน
* การดัดแปลงพอลิเมอร์ธรรมชาติ พอลิเมอร์ที่มีความสำคัญในทางการค้าหลายชนิดสังเคราะห์จากการดัดแปลง
พอลิเมอร์ธรรมชาติทางเคมี ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาระหว่างกรดไนตริกกับเซลลูโลส เกิดเป็นไนโตรเซลลูโลส และการ
ทำให้ยางธรรมชาติแข็งตัวโดยการเติมกำมะถัน
รูปแบบการใช้งานของพอลิเมอร์
พอลิเมอร์ที่เรามีการใช้งานในชีวิตประจำวันนั้น สามารถแบ่งออกตามลักษณะทางกายภาพได้ออกมากว้าง ๆ ได้
4 แบบ ก็คือ
1. เ ส้นใย เป็นพอลิเมอร์กลุ่มที่แข็งแรงที่สุด เนื่องจากพื้นที่หน้าตัดของ เส้นใยนั้นมีขนาดที่เล็กมาก ตัวพอลิเมอร์
เองจึงจำเป็นต้องรับแรงในแนวแกนเส้นใยให้ได้สูงสุด เส้นใยจึงมีลักษณะทางกายภาพที่ดูเบาบาง แต่มีความแข็งแรงสูง
2. พลาสติก มีความแข็งแรงรองจากเส้นใย แม้ว่าการใช้งานพลาสติกนั้น จะมีมิติความกว้าง ยาว สูง มากกว่า
เส้นใยหลายเท่า ทำให้ดูเหมือนว่าแข็งแรงกว่าเส้นใย แต่ถ้าลองนำพลาสติกไปฉีดให้มีความบางเท่าเส้นใย จะพบว่ามัน
แข็งแรงน้อยกว่ามาก
3. ยาง มีจุดเด่นคือความยืดหยุ่นสูง เราจึงไม่เปรียบเทียบเรื่องความแข็งแรง แต่มักจะคำนึงถึงค่าเปอร์เซ็นต์การ
ยืดตัวก่อนขาด (elongation at break) และแรงดึงที่จุดขาด (load at break) แทน นอกจากนี้พอลิเมอร์ในกลุ่มนี้จำเป็น
ต้องมีการคืนตัวกลับได้ดีด้วย (recovery property) จึงต้องมีการเพิ่มแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโซ่โมเลกุลด้วยการเชื่อมขวาง
(crosslink) ซึ่งจุดที่เชื่อมขวางนี้ควรจะอยู่ห่างกันในระยะที่เหมาะสม เนื่องจากหากถี่เกินไป ยางที่ได้จะมีลักษณะแข็ง
ไม่ยืดหยุ่น ในขณะที่ถ้าห่างเกินไป ก็จะได้ยางที่มีลักษณะนิ่มเกินไป
4. สารละลายและลาเทกซ์ ใช้งานในรูปของพอลิเมอร์ที่กระจายตัวในของเหลวอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นตัวทำละลายของ
พอลิเมอร์เอง หรือกระจายตัวเป็นอิมัลชันในน้ำ ลักษณะการใช้งานคือเป็น กาว สีทาบ้าน เชลแล็ค หรือ สารเคลือบผิว
อื่น ๆ พอลิเมอร์ในกลุ่มนี้ควรจะกระจายตัวได้ดี และมีความสามารถในการเชื่อมขวางได้ในสภาวะที่มีแสง หรือแก๊ซ
ออกซิเจนได้ หรือไม่ก็สามารถที่จะนำตัวเองไปเกี่ยวพัน (entanglement) กับวัสดุอื่น ๆ ได้
ชนิดของพอลิเมอร์ (แบ่งตามโครงสร้างโมเลกุล)
เมื่อพิจารณาการเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่โมเลกุล (crosslinking) เราสามารถแบ่งชนิดของพอลิเมอร์ได้เป็น 3 ชนิด
ดังนี้
1. Thermoplastic polymers เป็นพอลิเมอร์สายตรงหรือกิ่ง ไม่มีการเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่โมเลกุล ส่งผลให้
สายโซ่โมเลกุลขยับตัวง่ายเมื่อได้รับแรงหรือความร้อน สามารถหลอมและไหลได้เมื่อได้รับความร้อน เป็นส่วนประกอบ
หลักในพลาสติกอ่อน เช่น Polyethylene ในถุงพลาสติก
2. Elastomers เป็นพอลิเมอร์ที่มีการเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่โมเลกุลเล็กน้อย ซึ่งทำหน้าที่ดึงสายโซ่โมเลกุล
กลับมาให้อยู่ในสภาพเดิม เมื่อปล่อยแรงกระทำ
3. Thermosetting polymers เป็นพอลิเมอร์ที่มีการเชื่อมโยงระหว่างสายโซ่โมเลกุลอย่างหนาแน่น ส่งผลให้
สายโซ่โมเลกุลขยับตัวยากเมื่อได้รับแรงหรือความร้อน วัสดุที่มีพอลิเมอร์ชนิดนี้เป็นองค์ประกอบหลัก จึงรับแรงได้ดี
และไม่หลอมเหลวเมื่อได้รับความร้อน อย่างไรก็ตาม เมื่อความร้อนสูงถึงอุณหภูมิสลายตัว (Degradation temperature)
วัสดุจะสลายตัวไปเนื่องจากพันธะเคมีแตกหัก พอลิเมอร์ชนิดนี้ เป็นส่วนประกอบหลักในพลาสติกแข็ง เช่น ถ้วยชาม
เมลามีน หลังคาไฟเบอร์ (Thermosets เสริมใยแก้ว)
โครงสร้างและสมบัติของพอลิเมอร์
.....โครงสร้างของพอลิเมอร์..... สมบัติทางกายภาพของพอลิเมอร์ ขึ้นกับโครงสร้างของโมเลกุลที่เกิดหน่วยเล็ก ๆ
ของมอนอเมอร์ว่าต่อเชื่อมกันเป็นอย่างไร โครงสร้างของพอลิเมอร์ แบ่งเป็น 3 แบบ ดังนี้
ก. พอลิเมอร์แบบเส้น (Chain length polymer)
เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ สร้างพันธะโคเวเลนต์ยึดกันเป็นสายโซ่ยาว ประกอบด้วยมอนอเมอร์เฉลี่ย 50
หน่วยถึง 500 หน่วย เช่น พอลิไวนิลคลอไรด์ พอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงและพอลิแอทิลีนเทเรฟทาเลต พอลิเมอร์
แบบเส้นจะพบโซ่ พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากว่าโครงสร้างแบบอื่นๆ จึงมีความหนาแน่น และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะ
แข็ง ขุ่นเหนียวกว่าโครงสร้าง อื่นๆ ตัวอย่าง PVC (พอลิไวนิลคลอไรด์) PS (พอลิสไตรีน) PE ( พอลิเอทิลีน)
ข. พอลิเมอร์แบบกิ่ง (Branched polymer)
เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ยึดกันแตกกิ่งก้านสาขา มีทั้งโซ่สั้นและโซ่ยาว กิ่งที่แตกออกจากพอลิเมอร์
ของโซ่หลักทำให้ไม่ สามารถจัดเรียงโซ่พอลิเมอร์ให้ชิดกันได้มาก พอลิเมอร์แบบกิ่งจึงมีความหนาแน่นและจุด
หลอมเหลวต่ำยืดหยุ่นได้ ความเหนียวต่ำ โครงสร้างเปลี่ยนรูป ได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น กล่าวคือ เมื่อร้อนจะอ่อนตัว
และเมื่อเย็นลงจะแข็งตัว ตัวอย่าง PE (พอลิเอทิลีน) ชนิดความหนาแน่นต่ำ
ค. พอลิเมอร์แบบร่างแห (Cross-linking polymer)
เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ต่อเชื่อมกันเป็นร่างแห พอลิเมอร์ชนิดนี้มีความแข็งแกร่งและเปราะหักง่าย
ตัวอย่าง เบกาไลต์ เมลามีนใช้ทำถ้วยชาม
คุณสมบัติของพอลิเมอร์
ชนิดของคุณสมบัติของพอลิเมอร์แบ่งอย่างกว้างๆได้เป็นหลายหมวดขึ้นกับความ ละเอียด ในระดับนาโนหรือ
ไมโครเป็นคุณสมบัติที่อธิบายลักษณะของสายโดยตรงโดยเฉพาะโครง สร้างของพอลิเมอร์ ในระดับกลาง เป็นคุณสมบัติ
ที่อธิบายสัณฐานของพอลิเมอร์เมื่ออยู่ในที่ว่าง ในระดับกว้างเป็นการอธิบายพฤติกรรมโดยรวมของพอลิเมอร์ ซึ่งเป็น
คุณสมบัติในระดับการใช้งาน
* คุณสมบัติในการขนส่ง เป็นคุณสมบัติของอัตราการแพร่หรือโมเลกุลเคลื่อนไปได้เร็วเท่าใดในสารละลาย ของ
พอลิเมอร์ มีความสำคัญมากในการนำพอลิเมอร์ไปใช้เป็นเยื่อหุ้ม
* จุดหลอมเหลว คำว่าจุดหลอมเหลวที่ใช้กับพอลิเมอร์ไม่ใช่การเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของ เหลวแต่เป็น
การเปลี่ยนจากรูปผลึกหรือกึ่งผลึกมาเป็นรูปของแข็ง บางครั้งเรียกว่าจุดหลอมเหลวผลึก ในกลุ่มของพอลิเมอร์สังเคราะห์
จุดหลอมเหลวผลึกยังเป็นที่ถกเถียงในกรณีของเทอร์โมพลาสติกเช่นเทอร์โมเซตพอ ลิเมอร์ที่สลายตัวในอุณหภูมิสูง
มากกว่าจะหลอมเหลว
* พฤติกรรมการผสม โดยทั่วไปส่วนผสมของพอลิเมอร์มีการผสมกันได้น้อยกว่าการผสมของโมเลกุลเล็กๆ ผลกระทบ
นี้เป็นผลจากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงขับเคลื่อนสำหรับการผสมมักเป็นแบบ ระบบปิด ไม่ใช่แบบใช้พลังงาน หรืออีกอย่างหนึ่ง
วัสดุที่ผสมกันได้ที่เกิดเป็นสารละลายไม่ใช่เพราะปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่ชอบทำปฏิกิริยากันแต่เป็นเพราะการเพิ่มค่า
เอนโทรปีและ พลังงานอิสระที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มปริมาตรที่ใช้งานได้ของแต่ละส่วน ประกอบ การเพิ่มขึ้นในระดับ
เอนโทรปีขึ้นกับจำนวนของอนุภาคที่นำมาผสมกัน เพราะโมเลกุลของพอลิเมอร์มีขนาดใหญ่กว่าและมีความจำเพาะกับ
ปริมาตรเฉพาะ มากกว่าโมเลกุลขนาดเล็ก จำนวนของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องในส่วนผสมของพอลิเมอร์มีค่าน้อยกว่า
จำนวนใน ส่วนผสมของโมเลกุลขนาดเล็กที่มีปริมาตรเท่ากัน ค่าพลังงานในการผสมเปรียบเทียบได้ต่อหน่วยปริมาตร
สำหรับส่วนผสมของพอลิเมอร์ และโมเลกุลขนาดเล็ก มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นของพลังงานอิสระใน การผสมสารละลาย
พอลิเมอร์และทำให้การละลายของพอลิเมอร์เกิดได้น้อย สารละลายพอลิเมอร์ที่เข้มข้นพบน้อยกว่าที่พบในสารละลาย
ของโมเลกุลขนาดเล็ก ในสารละลายที่เจือจาง คุณสมบัติของพอลิเมอร์จำแนกโดยปฏิกิริยาระหว่างตัวทำละลายและ
พอลิเมอร์ ในตัวทำละลายที่ดี พอลิเมอร์จะพองและมีปริมาตรมากขึ้น แรงระหว่างโมเลกุลของตัวทำละลายกับหน่วยย่อย
จะสูงกว่าแรงภายในโมเลกุล ในตัวทำละลายที่ไม่ดี แรงภายในโมเลกุลสูงกว่าและสายจะหดตัว ในตัวทำละลายแบบธีตา
หรือสถานะที่สารละลายพอลิเมอร์ซึ่งมีค่าของสัมประสิทธิ์วิเรียลที่สองเป็น ศูนย์ แรงผลักระหว่างโมเลกุลของพอลิเมอร์กับ
ตัวทำละลายเท่ากับแรงภายในโมเลกุล ระหว่างหน่วยย่อย ในสภาวะนี้ พอลิเมอร์อยู่ในรูปเกลียวอุดมคติ
* การแตกกิ่ง การแตกกิ่งของสายพอลิเมอร์มีผลกระทบต่อคุณสมบัติทั้งหมดของพอลิเมอร์ สายยาวที่แตกกิ่งจะ
เพิ่มความเหนียว เนื่องจากการเพิ่มจำนวนของความซับซ้อนต่อสาย ความยาวอย่างสุ่มและสายสั้นจะลดแรงภายใน
พอลิเมอร์เพราะการรบกวนการจัดตัว โซ่ข้างสั้นๆลดความเป็นผลึกเพราะรบกวนโครงสร้างผลึก การลดความเป็นผลึก
เกี่ยวข้องกับการเพิ่มลักษณะโปร่งใสแบบกระจกเพราะแสง ผ่านบริเวณที่เป็นผลึกขนาดเล็ก ตัวอย่างที่ดีของผลกระทบ
นี้เกี่ยวข้องกับขอบเขตของลักษณะทางกายภาพของพอลิเอทิลีน พอลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงมีระดับการแตกกิ่งต่ำ
มีความแข็งและใช้เป็นเหยือกนม พอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ มีการแตกกิ่งขนาดสั้นๆจำนวนมาก มีความยืดหยุ่นกว่า
และใช้ในการทำฟิล์มพลาสติก ดัชนีการแตกกิ่งของพอลิเมอร์เป็นคุณสมบัติที่ใช้จำแนกผลกระทบของการแตกกิ่ง
สายยาวต่อขนาดของโมเลกุลที่แตกกิ่งในสารละลาย เดนไดรเมอร์เป็นกรณีพิเศษของพอลิเมอร์ที่หน่วยย่อยทุกตัวแตกกิ่ง
ซึ่งมีแนวโน้มลดแรงระหว่างโมเลกุลและการเกิดผลึก พอลิเมอร์แบบเดนดริติกไม่ได้แตกกิ่งอย่างสมบูรณ์แต่มีคุณสมบัติ
ใกล้เคียงกับ เดนไดรเมอร์เพราะมีการแตกกิ่งมากเหมือนกัน
* การเติมพลาติซิเซอร์ การเติมพลาสติซิเซอร์มีแนวโน้มเพิ่มความยืดหยุ่นของพอลิเมอร์ พลาสติซิเซอร์โดยทั่วไป
เป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกับพอ ลิเมอร์และเข้าเติมในช่องว่างของพอลิเมอร์ที่เคลื่อนไหวได้ดี
และลดปฏิกิริยา ระหว่างสาย ตัวอย่างที่ดีของพลาสติซิเซอร์เกี่ยวข้องกับพอลิไวนิลคลอไรด์หรือพีวีซี พีวีซีที่ไม่ได้เติม
พลาสติซิเซอร์ใช้ทำท่อ ส่วนพีวีซีที่เติมพลาสติซิเซอร์ใช้ทำผ้าเพราะมีความยืดหยุ่นมากกว่า
การจำแนกหน่วยย่อย
การจำแนกหน่วยย่อยที่ประกอบเป็นพอลิเมอร์เป็นลักษณะแรกและสำคัญที่สุดของ พอลิเมอร์ หน่วยที่ซ้ำกันจะ
พบซ้ำๆตลอดสายและใช้ในการจำแนกพอลิเมอร์ พอลิเมอร์ที่มีหน่วยย่อยเหมือนกันหมดเรียกว่าโฮโมพอลิเมอร์
ส่วนพอลิเมอร์ที่มีหน่วยย่อยหลายชนิดผสมกันเรียกโคพอลิเมอร์ พอลิสไตรีนเป็นตัวอย่างของโฮโมพอลิเมอร์เอทิลีน-
ไวนิลอะซีเตตเป็น ตัวอย่างของโคพอลิเมอร์ พอลิเมอร์ทางชีวภาพบางชนิดประกอบด้วยหน่วยย่อยต่างกันแต่มีโครงสร้าง
ใกล้ เคียงกันเช่นพอลินิวคลีโอไทด์ที่มีหน่วยย่อยเป็นนิวคลีโอไทด์ พอลิเมอร์ที่มีหน่วยย่อยที่มีประจุจะเรียกว่า
พอลิอิเล็กโทรไลต์ หน่วยย่อยของพอลิเมอร์ชนิดนี้เรียก ไอโอโนเมอร์
ผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์
พลาสติก
พลาสติก (Plastic) คือสารที่สามารถทำให้เป็นรูปต่าง ๆ ได้ด้วยความร้อน พลาสติกเป็นพอลิเมอร์ ขนาดใหญ่
มวลโมเลกุลมาก สมบัติ เสถียร สลายตัวยาก มีมวลน้อย เบา เป็นฉนวนความร้อนและไฟฟ้าที่ดี ส่วนมากอ่อนตัวและ
หลอมเหลวเมื่อได้รับความร้อน จึงเปลี่ยนเป็นรูปต่าง ๆ ได้ตามประสงค์
ประเภทพลาสติก
ก. เทอร์มอพลาสติก ได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่อเย็นลงจะแข็งตัว สามารถเปลี่ยนรูปได้ พลาสติกประเภทนี้
โครงสร้างโมเลกุลเป็นโซ่ตรงยาว มีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่พอลิเมอร์น้อย มาก จึงสามารถหลอมเหลว หรือเมื่อผ่าน
การอัดแรงมากจะไม่ทำลายโครงสร้างเดิม ตัวอย่าง พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน
ข. พลาสติกเทอร์มอเซต คงรูปหลังการผ่านความร้อนหรือแรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นลงจะแข็งมาก ทน
ความร้อนและความดัน ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างไม่ได้ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงก็จะแตกและไหม้เป็นขี้เถ้าสีดำ พลาสติก
ประเภทนี้โมเลกุลจะเชื่อมโยงกันเป็นร่างแหจับกันแน่น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแข็งแรงมาก จึงไม่สามารถนำมา
หลอมเหลวได้ ตัวอย่าง เมลามีน พอลิยูรีเทน
เส้นใย
เส้นใย (Fibers) คือ พอลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างของโมเลกุลสามารถนำมาเป็นเส้นด้าย เส้นใย
เส้นใยธรรมชาติ : เส้นใยเซลลูโลส ทำมาจากลินิน ปอ เส้นใยสับปะรด
เส้นใยโปรตีน : ขนสัตว์ เช่น ขนแกะ ขนแพะ
เส้นใยไหม : เส้นใยจากรังไหม
เส้นใยสังเคราะห์ เช่น เซลลูโลสแอซีเตด ไนลอน ดาครอน Orlon
ยาง
ยาง (Rubber) คือ สารที่มีสมบัติยืดหยุ่นได้ ทำให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้ เป็นสารประกอบพอลิเมอร์
ประเภทยาง
ก. ยางธรรมชาติ ได้จากต้นยางพารา น้ำยางที่ได้เป็นของเหลวสีขาว ชื่อพอลิไอโซปริน
สมบัติ มีความยืดหยุ่น เพราะโครงสร้างโมเลกุลของยางมีลักษณะม้วนงอขดไปมาปิดเป็นเกลียว
ได้ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ สมบัติเปลี่ยนง่ายคือเมื่อร้อนจะอ่อนตัวเหนียว แต่เย็นจะแข็งและ
เปราะ
ข. ยางสังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์ขึ้นจากสารผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เช่น
กระบวนการวัลคาไนเซชัน (Vulcanization process) คือ กระบวนการที่ใช้ในการเพิ่มคุณภาพของ
ยางธรรมชาติ (ยางดิบ) ให้มีความยืดหยุ่นได้ดีขึ้น มีความคงตัวสูง ไม่สึกกร่อนง่าย และไม่ละลายใน
ตัวทำละลายอินทรีย์ สมบัติเหล่านี้จะยังคงอยู่ ถึงแม้ว่าอุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงก็ตาม
ความก้าวหน้าของผลิตภัณฑ์จากพอลิเมอร์
เทคโนโลยีของการผลิตพอลิเมอร์ก้าวหน้าขึ้นอย่างรวดเร็ว พลาสติกเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่ใช้
กันอย่างแพร่หลาย สามารถแปรรูปเป็นชิ้นงานได้หลายรูปแบบการขึ้นรูปชิ้นงานขึ้นอยู่กับประเภทของพลาสติก
นอกจากนี้ยังมีการเติมสารบางชนิดเพื่อให้พลาสติกมีสมบัติดีขึ้นเช่น เติมสีให้สวยงาม เติมใยแก้วเพื่อ
เพิ่มความแข็งแรงเรียกโดยทั่วไปว่าไฟเบอร์กลาส นอกจากนี้ยังเติมผงแกรไฟต์เพื่อให้นำไฟฟ้าได้ การใช้
ประโยชน์จากพลาสติกปัจจุบันเป็นไปอย่างกว้างขวาง ทั้งในการแพทย์และอื่นๆ
พอลิเมอร์สังเคราะห์หลายประเภทนำมาใช้เป็นสารช่วยยึดติดอย่างที่รู้จักกันคือกาวลาเท็กซ์
โดยทั่วไปพอลิเมอร์มีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า แต่มีบางชนิดเป็นกึ่งตัวนำหรือสารนำไฟฟ้าได้ นอกจากนี้
ยังมีการนำเอาพอลิเมอร์มาใช้ในงานก่อสร้างต่างๆ เช่นใช้พอลิสไตรีน-บิวทาไดอีน-สไตรีน ผสมกับ
ยางมะตอยไว้เป็นวัสดุเชื่อมคอนกรีต
ทางด้านการเกษตรใช้พลาสติกพีวีซีคลุมดินเพื่อรักษาความชุ่มชื้นและป้องกันการถูกทำลายของผิวดิน
ใช้ทำตาข่ายกันแมลงในการปลูกผักปลอดสารพิษ ช่วยกักเก็บน้ำในพื้นที่ที่เป็นดินร่วนซุยและยังใช้เมล็ดพลาสติก
ผสมในดินเหนียวช่วยให้ดินร่วนอีกด้วย
โฟมเป็นพลาสติกที่ผ่านกระบวนการเติมแก็สเพื่อให้เกิดฟองอากาศจำนวนมากแทรกอยู่ตามเนื้อพลาสติก
โฟมมีน้ำหนักเบามีความยืดหยุ่นกันหรือเก็บความร้อนได้ดี บางชนิดมีสารCFCแทรกอยู่เป็นฉนวนความร้อนและ
ฉนวนไฟฟ้าได้ดีมากจึงนิยมใช้บรรจุอาหาร แต่ในปัจจุบันทราบแล้วว่าสารCFCก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก
จึงมีการศึกษาวิจัยใช้สารอื่นทดแทนพบว่าแก็สบิวเทนและเพนเทนสามมารถนำมาใช้ผลิตแทนได้
ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีด้านพอลิเมอร์ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ต่างๆที่ใช้อำนวยความสะดวกในชีวิต
ประจำวันเป็นอย่างมาก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น