พอลิเมอร์
คำนำ
รายงานเล่มนี้จัดทำขึ้นเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของวิชาเคมี
กายภาพชั้นมัธยมศึกษาปีที่5/2เพื่อให้ได้ศึกษาหาความรู้
ในเรื่องพอลิเมอร์และได้ศึกษาอย่างเข้าใจเพื่อเป็น
ประโยชน์กับการเรียน ผู้จัดทำหวังว่า รายงานเล่มนี้จะ
เป็นประโยชน์กับผู้อ่าน หรือนักเรียน นักศึกษา ที่กำลัง
หาข้อมูลเรื่องนี้อยู่ หากมีข้อแนะนำหรือข้อผิดพลาด
ประการใด ผู้จัดทำขอน้อมรับไว้และขออภัยมา ณ ที่นี้
ด้วย
ผู้จัดทำ
สารบัญ หน้า
เรื่อง 1-4
5-6
ความหมายและการเกิดพอลิเมอร์ 7-13
14-21
ประเภทของพอลิเมอร์
โครงสร้างของพอลิเมอร์ 22-25
ประโยชน์ของพอลิเมอร์
ผลกระทบจากการใช้ผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์
และการป้องกัน
ความหมายของพอลิเมอร์
พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่
และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจ
จะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์
มอนอเมอร์ (Monomer) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์
1
การเกิดพอลิเมอร์
การเกิดพอลิเมอร์ (polymerization)คือ
กระบวนการที่สารโมเลกุลเล็กหลายๆโมเลกุลมา
รวมกันเป็นโมเลกุลใหญ่
การเกิดปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์มี 2 แบบดังนี้
2
การเกิดพอลิเมอร์แบบเติม
พอลิเมอร์ไรเซชันแบบเติม (Addition polymerization
หรือ Polyaddition) เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจาก มอนอเมอร์ไม่
อิ่มตัวซึ่งประกอบด้วยพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนอย่างน้อย 1
พันธะมาทำปฏิกิริยากันโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิและ
ความดันที่เหมาะสม ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีแต่พอลิเมอร์เท่านั้นไม่มี
ผลพลอยได้อื่นๆ
3
การเกิดพอลิเมอร์แบบควบแน่น
พอลิเมอร์ไรเซชันแบบควบแน่น (Condensation polymerization
หรือ Polyconden-sation) เกิดจากมอนอเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชัน 2 หมู่
ในหนึ่งโมเลกุลมาเชื่อมต่อกันโดยมีการสูญเสียโมเลกุลเล็กๆออกมา
พร้อมพอลิเมอร์เช่น น้ำ แอมโมเนีย เมทานอล ตัวอย่างของมอนอเมอร์
ที่เกิดปฏิกิริยานี้ เช่น
4
ประเภทของพอลิเมอร์
พอลิเมอร์ แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้
แบ่งตามการเกิด
1. พอลิเมอร์ธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตาม
ธรรมชาติ เช่น โปรตีน แป้ง เซลลูโลส ยางธรรมชาติ
2 . พอลิเมอร์สังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการ
สังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก ไนลอน ดา
ครอนและลูไซต์
5
แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ
1. โฮมอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์
ชนิดเดียวกัน เช่น แป้ง พอลิเอทิลีน PVC
2. โคพอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอ
เมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน พอลิเอสเทอร์
6
โครงสร้างและสมบัติของพอลิเมอร์
พอลิเมอร์แบบโซ่ตรง (linear polymer)
เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะโคเวเลนต์ต่อกันเป็นสายยาวไม่มีกิ่งแยก
คล้ายกับการร้อยลูกปัดจะเป็นฮอร์โมพอลิเมอร์หรือพอลิเมอร์ร่วมก็ได้
โซ่พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ จึงมีความหนา
แน่น และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง ขุ่นเหนียวกว่าโครงสร้างอื่นๆ
ตัวอย่าง PVC พอลิสไตรีน พอลิเอทิลีน
พอลิเมอร์แบบกิ่ง (branched polymer)
เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอ
เมอร์ยึดกันแตกกิ่งก้านสาขา มีทั้ง
โซ่สั้นและโซ่ยาว กิ่งที่แตกจาก พอลิเมอร์ของโซ่หลัก ทำให้ไม่
สามารถจัดเรียงโซ่พอลิเมอร์ให้ชิดกันได้มาก จึงมีความหนา
แน่นและจุดหลอมเหลวต่ำยืดหยุ่นได้ ความเหนียวต่ำ โครงสร้าง
เปลี่ยนรูปได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่าง พอลิเอทิลีนชนิด
ความหนาแน่นต่ำ
8
พอลิเมอร์แบบร่างแห (network polymer)
เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ต่อเชื่อมกันเป็นร่างแห พอ
ลิเมอร์ชนิดนี้มีความแข็งแกร่ง และเปราะหักง่าย ตัวอย่างเบ
กาไลต์ เมลามีนใช้ทำถ้วยชาม
9
พลาสติก (plastic)
พลาสติกหมายถึง วัสดุที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นจากธาตุพื้นฐาน 2 ชนิด คือ คาร์บอนและโฮโดร
เจนซึ่งเมื่อเติมสารบางอย่างลงไปจะทำให้พลาสติกมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น แข็งแกร่ง ทน
ความร้อน ลื่นและยืดหยุ่น เราอาจสังเคราะห์พลาสติกชนิดต่าง ๆ ได้มากมาย โดยการเติมสาร
เคมีชนิดต่าง ๆ เข้าไปโดยใช้สัดส่วนและกรรมวิธีที่แตกต่างกัน
พลาสติกประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่เรียกว่า พอลิเมอร์ ( polymer) ซึ่งเกิดจากโมเลกุล
ขนาดเล็กที่มาต่อเข้าด้วยกันเป็นสายยาวเหมือนโซ่ สายโมเลกุลเหล่านี้จะเกี่ยวพันกัน ทำให้
พลาสติกแข็งแกร่ง แต่กว่าจะดึงสายโมเลกุลพลาสติกให้แยกจากกันได้ก็ต้องใช้แรงมากพอ
สมควร กระบวนการที่ทำให้โมเลกุลขนาดเล็กมาต่อรวมกันเข้าจนมีขนาดใหญ่ขึ้นนั้น เรียก
ว่าการเกิดพอลิเมอร์ (polimerisation) ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามชนิดของพลาสติก
(catalyst) กระตุ้นให้โมเลกุลขนาดเล็ก มายึดต่อ เข้าด้วยกัน
10
พลาสติกแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
เทอร์มอพลาสติก (thermoplastic) พลาสติกที่อ่อนตัว
เมื่อถูกความร้อนและเมื่อทำให้เย็นลงจะแข็งตัวติดไฟได้
เป็นพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างแบบโซ่ตรงหรือแบบโซ่กิ่ง
ได้แก่พอลิเอทิลีนพอลิสไตรีน PVC และพอลิโพรพิลีนพลา
สติกชนิดนี้เมื่อใช้แล้วสามารถนำกลับมาหลอมแล้วขึ้นรูป
เป็นผลิตภัณฑ์นำมาใช้ใหม่ได้(รีไซเคิล)
11
พลาสติกเทอร์มอเซต (thermoset plastic) เป็นพลาสติกที่
คงรูปได้ดีไม่อ่อนตัวเมื่อถูกความร้อนถ้าถูกไฟไหม้เกรียมแตก
เป็นรอยหลอมนำกลับมาใช้ใหม่ไม่ได้โครงสร้างเป็นแบบ
ร่างแหได้แก่ เบกาไลต์ เมลามีน ยูเรียฟอร์เเมลดีไฮด์ ซิลิโคน
อีพอกซี และยูรีเทน
12
พลาสติกใช้ผลิตสิ่งของต่างๆเช่น วัสดุสำนักงาน ถุงพลาสติก
ภาชนะ รองเท้า เก้าอี้ ของเล่น เป็นต้นด้วยวิธีการดังนี้
1 ทำให้มีรูปทรงต่างๆตามต้องการโดยการอัดแบบ เป่าขึ้นรูป
และหล่อแบบ
2 ทำโฟมโดยปรับอากาศหรือสารเคมีเช่นสารซีเอฟซี เข้าไปใน
พอลิเมอร์ที่กำลังหลอมเหลว เช่น พอลิสไพรีนที่ใช้ทำบอร์ดจาก
การผ่านอากาศเข้าไป
13
ประโยชน์ของพอลิเมอร์
ประโยชน์ของพอลิเมอร์ที่เกิดจากปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์แบบเติม
1 พอลิเอทิ
ลีน (PE)
มอนอเมอร์ : เอทิลีน CH2=CH2
สมบัติ : เหนียว ใส ทนสารเคมีกรดและเบสน้ำผ่าน
ไม่ได้อากาศผ่านได้เล็กน้อย และไม่ทนความร้อน
การใช้ประโยชน์ : ถุงใส่ของเย็น ถุงขยะแผ่นพลาสติก
บางๆที่ใช้ห่อหุ้มอาหาร เคลือบกล่องน้ำผลไม้และน้ำนม ของเล่น
ขวด เเละคลือบสายไฟฟ้า
14
2 พอลิไวนิลคลอไรด์ (PVC)
มอนอเมอร์ : ไวนิลคลอไรด์ CH2=CHCl
สมบัติ : มีทั้งชนิดแข็งและนิ่มคงรูป ทนความชื้น ทน
ต่อสารเคมี และไม่ทนความร้อนและแสง
การใช้ประโยชน์ : หุ้มสายไฟฟ้า กระเบื้องยาง บัตร
เครดิต หนังเทียม ท่อน้ำ เสื้อกันฝน และแผ่นเสียง
3 พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน (เทฟรอน)
มอนอเมอร์ : เตตระฟลูออโรเอทิลีน CF2=CF2
สมบัติ : เหนียว ทนสารเคมีและความร้อน ผิวลื่นไม่ยึดติดอาหาร และทนแรง
กระแทก
การใช้ประโยชน์ : เพื่อภาชนะด้านในป้องกันอาหารติดภาชนะฉนวนไฟฟ้า ปะเก็น
แหวนลูกสูบ ลูกปืนในเครื่องยนต์ และเคลือบสายเคเบิลและสายไฟฟ้า
15
4 พอลิโพรพิลีน (PP)
มอนอเมอร์ : โพรพิลีน CH3-CH=CH2
สมบัติ : แข็งกว่าพอลิเอทิลีน ใส ผิวเป็นมันวาว และทนต่อการขีดข่วน สารเคมี
และน้ำ
ใช้ประโยชน์ : ถุงใส่ของร้อนไม้บรรทัด หลอดฉีดยา พรมเชือก และภาชนะบรรจุ
สารเคมี
5 พอลิสไตรรีน(PS)
มอนอเมอร์ : สไตรีน CH=CH2
สมบัติ : แข็งแต่เปราะ ไม่ทนต่อตัวทำละลายอินทรีย์และความร้อน ทนกรดและเบส
ใสและไม่นำไฟฟ้า
การใช้ประโยชน์ : บรรจุภัณฑ์ต่างๆ กล่องใส่อาหารร้อนกล่องใส่ขนม วัตถุลอยน้ำ
โดยการผ่านฟองอากาศเข้าไปในพอลิเมอร์ ทำให้เนื้อเบาและขุ่นใช้ทำบอร์ดเป็น
ฉนวนสำหรับภาชนะใส่ของเย็นและร้อน
16
6 พอลิเมทิลเมทาคริเลต (PMMA)
มอนอเมอร์ : เมทิลเมทาคริเลต CH2=CH
|
CO2CH3
สมบัติ : ใส โปร่งแสง ทนแรงกระแทกการขีดข่วนและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
การใช้ประโยชน์ : กระจกครอบไฟรถยนต์ เลนส์แว่นตาเลนส์สัมผัส ไม้บรรทัดชนิดใส
และวัสดุทันตกรรม
7 พอลิอะคริโลไนไตรล์(PAN)
มอนอเมอร์ : อะคริโลไนไตรล์ CH2=CH
|
CN
สมบัติ : แข็ง เหนียว ทนต่อความชื้นและสารเคมี
การใช้ประโยชน์ : ผ้าโอรอน ด้ายสำหรับถักพรม ถุงเท้า และเสื้อผ้าเด็ก
17
ประโยชน์ของพอลิเมอร์ที่เกิดจากปฏิกิริยา
การเกิดพอลิเมอร์แบบควบแน่น
1 พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET)
มอนอเมอร์ : ไดเมทิลเทเรฟทาเลตกับเอทิลีนไกลคอล
สมบัติ : แข็ง ง่ายต่อการย้อมสีทนต่อความชื้นและการขัดถูและเหนียว
การใช้ประโยชน์ : เส้นใย เอ็นแห อวน เชือก ด้าย ขวดน้ำอัดลมและ
ขวดน้ำดื่มชนิดแข็งและใส่สารเคลือบรูปภาพ หินอ่อนเทียม และแก้วเทียม
2 พอลิเอไมด์ (PA หรือไนลอน6,6)
มอนอเมอร์ : เฮกซะเอทิลีนไดเอมีนกับกรดอะคริลิค
สมบัติ : เหนียว ผิวเรียบทำความสะอาดง่ายและแห้งเร็วยืดหดได้ ทนต่อการ
ขัดถูและไม่ทนต่อการใช้งานนอกอาคาร
การใช้ประโยชน์ : เชือก เส้นด้าย ถุงน่อง ชุดชั้นใน ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล เช่น
เกียร์ เฟืองเเละปลอกหุ้มสายไฟ 18
3 พอลิคาร์บอเนต (PC)
มอนอเมอร์ : บีส-ฟีนอลเอกับฟอสจีน
สมบัติ : เหนียว ใส ทนความร้อนและแรงกระแทกไม่ชื้นง่าย และติดไฟแล้วดับเอง
การใช้ประโยชน์ : กล่องบรรจุเครื่องมือ กล่องเครื่องโทรศัพท์ ขวดบรรจุน้ำดื่มขนาด
ใหญ่ ขวดนมเด็ก และภาชนะใสที่ใช้ทดแทนเครื่องแก้ว
4 พอลิเมลามีนฟอร์แมลดีไฮด์ (MF หรือเมลามีน)
มอนอเมอร์ : เมลามีนกับฟอร์มาลดีไฮด์
สมบัติ : ความร้อน น้ำ และสารเคมี
การใช้ประโยชน์ : ทำแผงวงจรไฟฟ้า หูหม้อ และหูกระทะ
19
5 พอลิยูเรียฟอร์แมลดีไฮด์ (UF)
มอนอเมอร์ : ยูเรียกับฟอร์มาลดีไฮด์
สมบัติ : แข็งแต่เปราะ ทนสารเคมีและทนความร้อนที่อุณหภูมิสูง
การใช้ประโยชน์ : ของที่ระลึกพวงกุญแจ อุปกรณ์ไฟฟ้า กาวและโฟม
6 พอลิฟีนอลฟอร์แมลดีไฮด์ (PF หรือเบกาไลต์)
มอนอเมอร์ : ฟีนอลกับฟอร์มาลดีไฮด์
สมบัติ : แข็งแต่เปราะ ทนสารเคมีและความร้อนที่อุณหภูมิสูง และเป็น
ฉนวนไฟฟ้า
การใช้ประโยชน์ : หูหม้อ หูกระทะ ด้ามมีด ลูกบิลเลียด แผงวงจรไฟฟ้า
โครงวิทยุโทรทัศน์และแผ่นกันความร้อน
20
7 พอลิยูรีเทน (PU)
มอนอเมอร์ : 1,4-บิวเทนไดออลกับเฮกซะเมทิลีนไดไอโซไซยาเนต
สมบัติ : ยืดหยุ่น ทนการขีดข่วน ตัวทำละลายและแรงกระแทรก
การใช้ประโยชน์ : เส้นใยชุดว่ายน้ำ ล้อรถเข็น น้ำยาเคลือบผิวพื้นห้อง
และโฟมบุเก้าอี้
21
ผลกระทบจากการใช้ผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์
และการป้องกัน
การใช้พลาสติกในชีวิตประจำวันให้ถูกต้อง
1 ขวดบรรจุน้ำดื่มควรเป็นพลาสติกใสไม่มีสี
2 พลาสติกประเภทเทอร์มอพลาสติกไม่ควรนำ
ไปไว้ใกล้เปลวไฟ ความร้อนหรือแสงแดด
3 ไม่ควรใช้ภาชนะที่ทำจากพลาสติกประเภทเท
อร์มอพลาสติกใส่อาหารร้อนจัด
22
4 ถุงพลาสติกใส่ที่ใส่อาหารร้อนทำจากพอลิโพรพิลีนไม่ควร
นำไปใส่น้ำแข็งหรือของเย็น
5 ไม่ใช้ภาชนะที่ทำด้วยพลาสติกใส่น้ำส้มสายชูหรือน้ำส้ม
เนื่องจากกรดในน้ำส้มอาจละลายสีหรือมอนอเมอร์ปนออกมาได้
6 ถุงพลาสติกเนื้อขุ่นที่ใช้โดยทั่วไปเช่นถุงใส่น้ำแข็งไม่ควรนำ
ไปใส่อาหารร้อนหรือของร้อน
7 การกำจัดพลาสติกที่ไม่ใช้แล้วไม่ควรกำจัดโดยการเผาไฟ
เพราะอาจจะเกิดควันพิษ
23
การป้องกันหรือแก้ไขมลพิษที่เกิดจากการใช้พลาสติก
1 ปรับปรุงคุณภาพของพลาสติกเพื่อให้ย่อยสลายง่าย
2 ลดปริมาณการใช้พลาสติกซึ่งในปัจจุบันมีการรณรงค์ให้
ใช้ถุงผ้าแทนถุงพลาสติก
3 นำพลาสติกประเภทเทอร์โมพลาสติกที่ใช้แล้วมาหลอม
แล้วนำไปเข้าสู่กระบวนการขึ้นรูปใหม่เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่
พลาสติกเหล่านี้เรียกว่าพลาสติกแปรรูปหรือใช้ใหม่หรือพลาสติก
รีไซเคิล
24
4 นำพลาสติกที่ใช้แล้วมาใช้ซ้ำ
5 พลาสติกจากขยะมูลฝอยนำมาทำความสะอาด
ตัดเป็นชิ้นเล็กๆก่อนนำไปหลอมละลาย
25
สมาชิกในกลุ่ม
นางสาวบวรรัตน์ สุวรรณมณี ม.5/2 เลขที่14
นางสาวปุณิกา คงเขียว ม.5/2 เลขที่16
นางสาวเสริมศิริ กูลเกื้อ ม.5/2 เลขที่27
นางสาวอริศรา แก้วคำตา ม.5/2 เลขที่29