พอลิเมอร์

พอลิเมอร์
พอลิเมอร์(Polymer) เป็นสารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์   หน่วยเล็กๆ ดังกล่าวเรียกว่า มอนอเมอร์ (Monomer)

การจำแนกประเภทของพอลิเมอร์ 
จำแนกตามการเกิด
1. พอลิเมอร์ธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น  โปรตีน   แป้ง   เซลลูโลส   ยางธรรมชาติ  กรดนิวคลีอิก(DNA ,RNA) เส้นใยธรรมชาติ

2. พอลิเมอร์สังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก   โฟม  ไนลอน   ยางสังเคราะห์  เส้นใยสังเคราะห์ ดาครอนและลูไซต์
จำแนกตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ
1. โฮมอลิเมอร์(homopolymer)  เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น   แป้ง   เซลลูโลส   ยางธรรมชาติ  พอลิเอทิลีน  พอลิสไตรีน  PVC

2. โคพอลิเมอร์ หรือ พอลิเมอร์ร่วม (copolymer)  เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน พอลิเอสเทอร์  พอลิเอสเทอร์  พอลิเอไมด์

การจำแนกประเภทของพอลิเมอร์สามารถสรุปได้ดังแผนผัง

https://www.slideshare.net/woravith/polymer-12258274

ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน

พอลิเมอร์ไรเซชัน (Polymerization) คือ กระบวนการเกิดสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ( พอลิเมอร์) จากสารที่มีโมเลกุลเล็ก ( มอนอเมอร์) มี 2 แบบ  ดังนี้
1. พอลิเมอร์ไรเซชันแบบเติม (addition polymerization)  เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากมอนอเมอร์มารวมกัน  เกิดผลิตภัณฑ์ตัวเดียว  มอนอเมอร์ที่เป็นสารอินทรีย์ไม่อิ่มตัว(มีพันธะคู่ในโมเลกุล)  
ตัวอย่างของปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของ  เอทิลีน  โพรพิลีน  ไวนิลคลอไรด์ และสไตรีน  เป็นต้น

2. พอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่น  (Codensation polymerization)  เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากมอนอเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชันมากกว่า  1  หมู่  มาทำปฏิกิริยากัน และเกิดผลิตภัณฑ์เป็นโมเลกุลเล็ก ๆ   เช่น   H₂O  ,  HCl  ,  NH₃  ,  CH₃OH  เป็นต้น 
ตัวอย่างของปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของยูเรียฟอร์มัลดีไฮด์  แป้ง  โปรตีน  พอลิเอสเทอร์และพอลิเอไมด์  เป็นต้น

โครงสร้างพอลิเมอร์

1. พอลิเมอร์แบบเส้น (Chain length polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะต่อกันเป็นสายยาว โซ่พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ จึงมีความหนาแน่น และจุดหลอมเหลวสูง แข็ง ขุ่นเหนียวกว่าโครงสร้างอื่นๆ ตัวอย่าง PVC พอลิสไตรีน พอลิเอทิลีน 

2. พอลิเมอร์แบบกิ่ง (Branched polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ยึดกันแตกกิ่งก้านสาขา มีทั้งโซ่สั้นและโซ่ยาว กิ่งที่แตกจากพอลิเมอร์ของโซ่หลัก ทำให้ไม่สามารถจัดเรียงโซ่พอลิเมอร์ให้ชิดกันได้มาก จึงมีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวต่ำ  ยืดหยุ่นได้ มีความเหนียวต่ำ โครงสร้างเปลี่ยนรูปได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่าง พอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำ(LDPE)

3. พอลิเมอร์แบบร่างแห (Croos -linking polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์มาเชื่อมต่อกันเป็นร่างแห พอลิเมอร์ชนิดนี้มีความแข็งแกร่ง ไม่ยืดหยุ่น  เปราะหักง่าย ตัวอย่างเบกาไลต์ เมลามีนใช้ทำถ้วยชาม 

ผลิตภัณฑ์จากพอลิเมอร์
พลาสติก 
สามารถจำแนกพลาสติกได้ 2 ประเภท ดังนี้

1. เทอร์โมพลาสติก (Thermoplastic) หรือเรซิน เป็นพลาสติกที่ได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่อเย็นลงจะแข็งตัว  มีโครงสร้างแบบเส้นหรือแบบกิ่ง สามารถนำมาขึ้นรูปกลับมาใช้ใหม่ได้

ตัวอย่าง พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน  พอลิไวนิลคลอไรด์  พอลิคาร์บอเนต  พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต

พลาสติกที่พบบ่อย

2. เทอร์โมเซตติงพลาสติก(Thermosetting plastic) เป็นพลาสติกที่ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและทนปฏิกิริยาเคมี  คงรูปหลังการผ่านความร้อนหรือแรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นลงจะแข็งมาก ทนความร้อนและความดัน ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างไม่ได้  เมื่ออุณหภูมิสูงจะแตกและไหม้เป็นขี้เถ้าสีดำ พลาสติกประเภทมีโครงสร้างแบบร่างแห ไม่สามารถนำมาหลอมเหลวใช้ใหม่ได้ 

ตัวอย่าง พอลิเมลามีน  ฟอร์มมาลดีไฮด์  ฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์  พอลิเอสเทอร์  อีพ็อกซี พอลิยูรีเทน

เส้นใย
เส้นใยสามารถจำแนกได้ 3 ประเภท คือ
1. เส้นใยธรรมชาติ

• เส้นใยที่ได้จากพืชจะเป็นเซลลูโลสที่ได้แก่ ฝ้าย  ป่าน ลินิน  ปอ  กัญชา ใยมะพร้าว  สับปะรด ศรนารายณ์
• เส้นใยที่ได้จากสัตว์จะเป็นสารจำพวกโปรตีน ได้แก่ ขนแกะ  ขนแพะและเส้นใยจากรังไหม 

2. เส้นใยกึ่งสังเคราะห์ได้แก่ เซลลูโลสแอซีเตต เรยอน ได้จากการนำเซลลูโลสมาทำปฏิกิริยากับกรดแอซีติกเข้มข้นโดยใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เซลลูโลสแอซีเตตใช้ทำเส้นใยและผลิตเป็นแผ่นพลาสติก ทำแผงสวิตซ์ และหุ้มสายไฟฟ้า
3. เส้นใยสังเคราะห์ ได้แก่ ไนลอน พอลิเอสเทอร์  อะคริลิค

ยาง
ยางแบ่งเป็น 2 ประเภท ดังนี้
1. ยางธรรมชาติ หรือ พอลิไอโซพรีน ได้จากต้นยางพาราอยู่ในรูปคอลลอยด์ มีสีขาวคล้ายนมเรียกว่า น้ำยางสดหรือลาเท็กซ์
- มีการขจัดสิ่งปนเปื้อน โดยเติม NH3  เพื่อป้องกันการบูด
- แล้วแยกเนื้อยางออกจากน้ำยางด้วย CH3COOH เนื้อยางที่ได้เรียกว่า “ยางดิบ”
- การปรับปรุงคุณภาพด้วยวิธี  วัลคาไนเซชัน(Vulcanization process) โดยการเติมกำมะถันที่อุณหภูมิ สูง  ทำให้เกิดเป็นสะพานซัลไฟด์เชื่อมระหว่างสายโซโพลีโอโซพรีน  ยางจึงมีความยืดหยุ่นได้ดีขึ้น มีความคงตัวสูง ไม่สึกกร่อนง่าย และไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ แม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงไป
2. ยางสังเคราะห์  เป็นพอลิเมอร์ที่ได้จากการกลั่นปิโตรเลียม เช่น โพลีบิวทาไดอีน ยางเอสบีอาร์ เป็นต้น
ซิลิโคลน
ซิลิโคลนมีโครงสร้างของสายโซ่หลักเป็นสารอนินทรีย์ ประกอบด้วย ซิลิคอน (Si) กับออกซิเจน (O) และมีหมู่ข้างเคียงเป็นสารจำพวกไฮโดรคาร์บอน เกิดจากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่น
ซิลิโคลนมีสมบัติคือสลายตัวยาก  ทนทานต่อความร้อนและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ  ยึดติดวัตถุได้ เป็นฉนวนไฟฟ้า ยากต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี และไม่เกิดปฏิกิริยากับมนุษย์
จึงนิยมนำมาใช้ในการผลิตกาวติดกระจกป้องกันน้ำซึม   สารเคลือบผิว   สารหล่อลื่น และใช้ทำอวัยวะเทียม

โฟม
โฟม เป็นพลาสติกที่นำมาผ่านกระบวนการขึ้นรูป  โดยใช้สารช่วยการขยายตัว (blowing agent) เพื่อให้พลาสติกมีลักษณะฟูและเบา โฟมที่นำมาใช้งานกันอย่างแพร่หลายส่วนใหญ่ทำมาจากพลาสติกชนิดพอลิสไตรีน
ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ โฟมแผ่นสำหรับงานฝีมือ โฟมฉีดพ่นเป็นฉนวนความร้อนในเครื่องทำความเย็น กล่องโฟมใส่อาหาร โฟมกันกระแทก