พอลิเมอร์ คืออะไร?

     พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารที่มีมวลโมเลกุลขนาดใหญ่ มีมวลโมเลกุลตั้งแต่ 10,000 ขึ้นไป ซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของสารโมเลกุลขนาดเล็กที่เรียกว่า มอนอเมอร์ (Monomer) เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์

    พอลิเมอร์ สามารถแบ่งประเภทได้ ดังนี้

1.แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์  แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้

1. 1. ฮอมอพอลิเมอร์ หรือ พอลิเมอร์เอกพันธ์ุ (Homopolymer) คือ พอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น แป้ง (มอนอเมอร์คือกลูโคส), ยางธรรมชาติ (มอนอเมอร์คือไอโซพรีน) เป็นต้น
   2. โคพอลิเมอร์ หรือ พอลิเมอร์ร่วม  (Copolymer) คือ พอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน (มอนอเมอร์คือกรดอะมิโนต่างชนิดกัน), ไนลอน (มอนอเมอร์คือกรดอะดิปิกและเฮกซะเอทิลีนไดไดเอมีน) เป็นต้น

2. แบ่งตามลักษณะการเกิด แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้

1. 1. พอลิเมอร์ธรรมชาติ (Natural Polymer) คือ พอลิเมอร์ที่พบได้ในธรรมชาติ เช่น แป้ง, ไกลโคเจน, เซลลูโลส (ทั้ง 3 ชนิดนี้มีน้ำตาลกลูโคสเป็นมอนอเมอร์), DNA, RNA (มีนิวคลีโอไทด์เป็นมอนอเมอร์)
   2. พอลิเมอร์สังเคราะห์ (Synthetic Polymer) คือ พอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์โดยมนุษย์ เช่น พอลีเอทิลีน, พอลีโพรพิลีน เป็นต้น ซึ่งจัดอยู่ในจำพวกเม็ดพลาสติกที่จะนำไปใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเพื่อใช้ในการผลิตวัสดุต่าง ๆ เช่น พลาสติกไนลอน (Nylon) เป็นต้น

โครงสร้างและสมบัติของพอลิเมอร์

    โครงสร้างของพอลิเมอร์ มี 3 รูปแบบ ประกอบด้วย

1.พอลิเมอร์แบบเส้น (Linear Polymer) คือ พอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะโคเวเลนต์ต่อกันเป็นโซ่ยาว โดยสายโซ่พอลิเมอร์เรียงชิดติดกันมากกว่าแบบอื่น จึงมีแรงยึดเหนี่ยวต่อกันสูง

• สมบัติของพอลิเมอร์แบบเส้น
  • มีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวสูง
  • มีความแข็ง เหนียวและขุ่นกว่าโครงสร้างแบบอื่น
  • เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัว แต่เมื่ออุณหภูมิลดลงจะสามารถแข็งตัวได้อีกครั้ง
  • สามารถเปลี่ยนรูปร่างกลับไปมาได้ โดยที่สมบัติของพอลิเมอร์ไม่มีการเปลี่ยนแปลง

2.พอลิเมอร์กิ่งสาขา (Graft Polymer) คือ พอลิเมอร์ที่มีกิ่งแยกออกมาจากโซ่หลัก ซึ่งสามารถเป็นกิ่งสั้นหรือกิ่งยาวก็ได้ ทำให้โซ่หลักเรียงตัวอยู่ห่างกัน

• สมบัติของพอลิเมอร์กิ่งสาขา
  • มีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวต่ำ ทำให้ยืดหยุ่นได้น้อย
  • เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัว แต่เมื่ออุณหภูมิลดลงจะสามารถแข็งตัวได้อีกครั้ง
  • สามารถเปลี่ยนรูปร่างกลับไปมาได้ โดยที่สมบัติของพอลิเมอร์ไม่มีการเปลี่ยนแปลง

3.พอลิเมอร์ร่างแห (Cross-link Polymer) คือ พอลิเมอร์ที่เกิดจากการเชื่อมโยงสายโซ่ของพอลิเมอร์แบบเส้นและพอลิเมอร์กิ่งสาขา

• สมบัติของพอลิเมอร์ร่างแห
  • มีจุดหลอมเหลวสูง แข็ง เปราะ ไม่ยืดหยุ่น แตกหักได้ง่าย
  • เมื่อขึ้นรูปแล้วไม่สามารถหลอมหรือเปลี่ยนรูปร่างได้

ผลิตภัณฑ์จากพอลิเมอร์ในชีวิตประจำวัน

    ผลิตภัณฑ์จากพอลิเมอร์ที่สามารถพบได้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน มีดังนี้

1.พลาสติก (Plastic) คือ พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์มากที่สุด แบ่งเป็น 2 รูปแบบตามโครงสร้างโมเลกุล ดังนี้

1. 1. เทอร์มอพลาสติก (Thermoplastic) คือ พอลิเมอร์ที่มีโมเลกุลยาวอาจเป็นเส้นตรงหรือมีกิ่ง เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่ออุณหถูมิลดลงจะแข็งตัว แต่ถ้าให้ความร้อนอีกจะอ่อนตัว และสามารถทำให้กลับเป็นรูปเดิมหรือเปลี่ยนเป็นรูปอื่นได้ โดยที่สมบัติของพลาสติกยังมีคงเดิม ตัวอย่างเช่น พอลิเอทิลีน, พอลิโพรพิลีน, พอลิสไตรีน เป็นต้น
   2. พลาสติกเทอร์มอเซต (Plastic Thermoset) คือ พอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างแบบร่างแห ทนต่อความร้อนและความดันได้ดี หากมีอุณหภูมิสูงมากจะแตกและไหม้เป็นเถ้า เมื่อขึ้นรูปด้วยความร้อนหรือแรงดันแล้ว จะไม่สามารถนำกลับมาขึ้นรูปใหม่ได้อีก ตัวอย่างเช่น พอลิยูรีเทน, พอลิเมลามีนฟอร์มาลดีไฮด์ เป็นต้น

2.เส้นใย (Fiber) คือ วัสดุที่เป็นเส้นบาง ยาว สามารถยืดออกตามยาวได้ โดยโมเลกุลของเส้นใยมีลักษณะยาว เป็นเส้นตรง และเรียงกันในทิศทางของเส้นใย แบ่งเป็น 3 ประเภท ดังนี้

1. 1. เส้นใยธรรมชาติ คือ เส้นใยที่ได้จากธรรมชาติ เช่น เส้นใยจากฝ้าย, นุ่น, ปอ, สับปะรด, ขนแกะ, รังไหม เป็นต้น
   2. เส้นใยสังเคราะห์ คือ เส้นใยที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยมนุษย์ เช่น ดาครอน, ไนลอน-66 เป็นต้น
   3. เส้นใยกึ่งสังเคราะห์ คือ เส้นใยที่ได้จากการนำเส้นใยธรรมชาติมาปรับปรุงโครงสร้างให้เหมาะสมกับการใช้งาน เช่น การนำเซลลูโลสจากพืชมาทำปฏิกิริยากับกรดแอซีติกเข้มข้น จะได้เป็นเซลลูโลสแอซีเตต เป็นต้น

3.อีลาสโตเมอร์ หรือยาง (Elastomer) แบ่งเป็น 2 ประเภท ดังนี้

1. 1. ยางธรรมชาติ คือ ยางที่พบได้ในธรรมชาติมีมอนอเมอร์ คือ ไอโซพรีน ซึ่งนำมาใช้ทำผลิตภัณฑ์ เช่น ถุงมือแพทย์, ฟองน้ำสำหรับที่นอน, หมอนยางพารา เป็นต้น 

• •     ยางธรรมชาติ มีสมบัติต้านทานต่อแรงดึงสูง ยืดหยุ่นได้ดี ทนต่อการขัดถู ทนน้ำและน้ำมัน แต่ไม่ทนต่อน้ำมันเบนซินและตัวทำละลายอินทรีย์ เมื่ออยู่ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่าอุณหภูมิห้องจะมีความแข็งและเปราะ

1. 2. ยางสังเคราะห์ คือ ยางที่ได้จากการสังเคราะห์สารประกอบไฮโดรคาร์บอน เช่น พอลิบิวทาไดอีน หรือ ยางบีอาร์ นำไปใช้ในการผลิตยางรถยนต์, ยางล้อเครื่องบิน เป็นต้น

• •     ยางสังเคราะห์ มีสมบัติทนทานต่อการขัดถูและการสึกกร่อน มีความยืดหยุ่นแม้อยู่ในอุณหภูมิต่ำ ทนต่อน้ำมันและตัวทำละลายอินทรีย์ 

 

    หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ และช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจเรื่อง “พอลิเมอร์” มากขึ้นนะ

    ส่วนใครที่กำลังมองหาที่ติวเคมี หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

 

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand