พอล เมอร ม โครงสร างอส ณฐาน ค อ

(ประกอบด้วยมอนอเมอร์ทเ่ี ป็นกลโู คสทั้งหมด) พอลิเอทลิ ีน PVC (ประกอบด้วยมอนอเมอรท์ ี่เปน็ เอทิลนี ทั้งหมด)

2 . โคพอลเิ มอร์ หรือ เฮเทอโรพอลิเมอร์ (Heteropolymer) โคพอลิเมอร์ เปน็ พอลเิ มอรท์ ี่ ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนดิ กนั เชน่ โปรตีน (ประกอบด้วยมอนอเมอร์ท่ีเปน็ กรดอะมโิ นตา่ งชนิดกนั ) พอลิเอส เทอร์ พอลิเอไมด์ เป็นต้น โคพอลเิ มอรม์ ีการเรียงตัวของมอนอเมอร์ได้หลายชนดิ ดงั นี้

· แบบเรยี งสลับกนั (alternating copolymer) [A-B-A-B-A-B-A-B-A] n · แบบเรียงสุ่ม (random copolymer) [A-B-A-B-B-B-A-A-B] n · แบบเรียงบล็อก (block copolymer) [A-A-A-B-B-B-A-A-A] n

พอลิเมอร์มีขนาดโมเลกุลใหญ่กว่ามอนอเมอร์ซึ่งส่งผลให้สมบัติทางกายภาพของพอลิเมอร์ต่างกับมอนอ เมอร์ ส่วนใหญม่ จี ดุ หลอมเหลวสงู กว่ามอนอเมอรม์ ากและละลายในตวั ทำละลายได้น้อยกวา่

3

สาร สถานะ จดุ หลอมเหลว ( ๐c) สภาพการละลายในนำ้ ( g/L) เอทิลีน (มอนอเมอร)์ แก๊ส -169.2 0.035 (17๐c) พอลิเอทลิ ีน (พอลเิ มอร์) ของแขง็ 115-135 กลโู คส (มอนอเมอร์) ของแขง็ 146 ไม่ละลายในน้ำ พอลแิ ซกคาไรด์ในแป้ง (พอลิเมอร์) ของแข็ง สลายตวั 909 (25๐c)

ไม่ละลายในน้ำ

โดยทั่วไปพอลิเมอร์มีความแข็งแรงและเหนียวมากกว่ามอนอเมอร์ เมื่อพอลิเมอร์ละลายในตัวทำละลาย สารละลายพอลเิ มอรจ์ ะมีความหนดื มากกว่าสารละลายของมอนิเมอร์ เนอื่ งจากพอลิเมอร์มีโมเลกุลขนาดใหญ่จึงมี แรงยดึ เหนยี่ วระหว่างโมเลกลุ มากกว่ามอนอเมอร์

ตรวจสอบความเขา้ ใจ 1

ขนมสายไหมทำจากน้ำตาลซูโครสซ่งึ เป็นไดแซก็ คาไรด์ ส่วนสำลี เป็นพอลแิ ซ็กคาไรดจ์ งเปรยี บเทยี บและอธบิ ายสมบตั กิ ารละลายนำ้

และการทนแรงดงึ ของขนมสายไหมและสำลี

............................................................................................................................. ......................................................... ...................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ......................................................... ............................................................................................................................. ......................................................... ..................................................................................................................................................................... ................. ................................................................................................................. .....................................................................

ปฏิกริ ยิ าการเกดิ พอลิเมอร์

ปฏกิ ิรยิ าเคมีท่ีทำให้มอนอเมอร์เชอ่ื มตอ่ กนั เป็นพอลเิ มอร์ เรยี กว่า ปฏิกริ ยิ าการเกดิ พอลเิ มอร์ (polymerization reaction) หรอื อาจเรียกสัน้ ๆว่า การเกิดพอลิเมอร์ (polymerization) ซ่ึงแบ่งเป็น 2 แบบ ดังน้ี

4

1. ปฏกิ ริ ยิ าพอลเิ มอรไ์ รเซชันแบบเตมิ (Addition polymerization reaction) เปน็ พอลิเมอร์ ที่เกิดจากปฏิกิริยารวมตัว การเกิดพอลิเมอร์ชนิดนี้เกิดจากมอนอเมอร์ท่ีไม่อิ่มตัวเกิดปฏิกิริยาพอลิ เมอร์ไรเซชันแลว้ ไม่มโี มเลกลุ เลก็ ๆ ขาดหายไป

ตัวอยา่ งเชน่ พอลเิ อทิลนี (polyethalene)

พอลิสไตรนี (polystyrene,PS)

ปฏกิ ริ ยิ าการเกิดพอลิเมอร์แบบเตมิ มีสมบตั แิ ละนำไปใช้เป็นผลติ ภณั ฑ์ท่พี บในชวี ติ ประจำวนั ได้ หลากหลาย ตามข้อมลู ดังตารางที่ 1 ตารางที่ 1 พอลิเมอร์ทเี่ ตรยี มได้จากปฏกิ ิริยาพอลเิ มอร์ไรเซชันแบบเตมิ (Addition polymerization reaction)

มอนอเมอร์ พอลเิ มอร์ สมบัติ ผลิตภณั ฑ์

เอทลิ ีน พอลิเอทลิ ีน ▪ โค้งงอได้ ▪ ถุงใสข่ องเย็น ถุงหูห้วิ (ethylene ) (polyethylene,PE) ▪ กลอ่ งพลาสตกิ เหนยี ว ▪ ป้องกันการ ▪ ขวดพลาสตกิ ขนุ่ ▪ ฝาขวด ผ่านของไอน้ำ

ไดด้ แี ต่อากาศ

ผ่านได้ เลก็ นอ้ ย

5

▪ จุดหลอมเหลว ต่ำกวา่ พอลิ เมอร์ สังเคราะห์ ชนิดอ่นื

โพรพิลีน พอลเิ อทิลีน ▪ มสี มบัตคิ ล้าย ▪ ถุงใส่ของรอ้ น (propylene) (polypropylene,PP) พอลเิ อทิลีน ▪ หลอดพลาสติก แต่ทนความ ▪ ภาชนะท่ีใชก้ บั ไวนลิ คลอไรด์ พอลไิ วนลิ คลอไรด์ รอ้ นได้ดีกวา่ (vinyl c hloride) (vinyl chloride,PVC) และแข็งแรง ไมโครเวฟ กว่า ▪ หลอดฉดี ยา สไตรีน พอลสิ ไตรีน (styrene) (polystyrene,PS) ▪ ทนต่อแรงดึง ▪ ท่อน้ำ สายยาง และการขีด ▪ ไม้เทยี ม ขว่ น ▪ แผ่นยางปูพื้น ▪ หนงั เทยี ม ▪ แขง็ และคงรปู ▪ ปลอกฉนวนสายไฟ ▪ ทนตอ่

ความชื้น สารเคมแี ละ การขดั ถู

▪ แข็งแต่เปราะ ▪ โฟมกนั กระแทก ▪ ใส โปรง่ แสง ▪ โฟมบรรจอุ าหาร ▪ วสั ดุชว่ ยพยงุ ใหล้ อย

น้ำ ▪ ชอ้ นส้อมพลาสติก ▪ กลอ่ งพลาสติกใส

6

เตตระฟลอู อโรเอทิลีน พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลนี ▪ ทนความร้อน ▪ สารเคลอื บผวิ ภาชนะ (tetrafluorethylene (polytetrafluorethylene, ไดส้ งู เพ่ือป้องกันการ ) PTFE หรือ เทฟลอน) ▪ ทนสารเคมี เกาะติดและการกัด และตวั ทำ กร่อน ละลาย ▪ ฉนวนหมุ้ สายส่ง

สญั ญาน ▪ ภาชนะใช้ใน

หอ้ งปฏบิ ัตกิ ารทาง

วทิ ยาศาสตร์

หมายเหตุ - การเรียกชือ่ มอนอเมอรแ์ ละพอลิเมอร์นยิ มใชช้ ่ือสามัญ - เทฟลอนเป็นชื่อทางการคา้

2. ปฏิกิริยาพอลิเมอรไ์ รเซชันแบบควบแนน่ (Condensation polymerization reaction) เป็นพอ ลิเมอร์ที่เกิดจากปฏิกิริยาการสังเคราะห์พอลิเมอร์แบบควบแน่น (Condensation polymerization) ซึ่งพอลิเม อร์ชนิดนี้ เกิดจากมอนอเมอร์ที่มี หมู่ฟังก์ชันมากกว่า 1 หมู่ ทำปฏิกิริยากันเกิดเป็นพอลิเมอร์ และได้สาร โมเลกลุ ขนาดเล็ก เช่น น้ำ แก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์ แอมโมเนยี หรอื เมทานอล เปน็ ต้น

ตวั อยา่ งเช่น เอทลิ ีนไกลคอล เกิดปฏิกิริยากบั ไดเมทิลเทเลฟทาเลต เกดิ เปน็ พอลิเอสเตอร์

7

พอลิเมอรท์ ี่ได้จากปฏิกิรยิ าการเกดิ พอลิเมอรแ์ บบควบแนน่ มสี มบัติและนำไปใชเ้ ปน็ ผลิตภณั ฑ์ท่ีพบใน ชีวิตประจำวนั ไดห้ ลากหลาย ตามข้อมลู ดังตารางที่ 2 ตาราง ที่ 2 พอลิเมอรท์ ่ีเตรียมได้จากปฏกิ ิริยาพอลเิ มอร์ไรเซชันแบบควบแน่น ((Condensation

polymerization reaction)

มอนอเมอร์ พอลิเมอร์ สมบัติ ผลติ ภณั ฑ์

กรดเทเรฟแทลกิ พอลิเอทลิ นี เทเรฟแทลิก ▪ แข็งและเหนียว ▪ ขวดน้ำด่ืม (terephtalic acid ) (polyethylene ▪ ทนต่อความชืน้ ▪ ถุงขนทขบ

+ terephthalate,PET หรือ และการขัดถู เคยี้ ว เอทลิ นี ไกลคอน PETE ) ▪ เสน้ ใย

สังเคราะห์ ▪ เชือกเอน็ ▪ เส้นเอ็น

เฮกซะเมทิลนี ไดเอมีน ไนลอน 6,6 ▪ แข็งแรงเหนียว ▪ เชอื ก (hexmethylenediamine) (nylon 6,6) ▪ ต้านทานแรงดงึ ไนลอน H2N(CH2)6NH2 และแรงฉดี ขาด ▪ ถุงนอ่ ง ถงุ + ▪ ทนต่อการกัดกร่อน เท้า ไนลอน กรดแอดิปิก และการเสียดสี ▪ เฟือง ล้อ (adipic acid) ▪ ยืดหยุ่นได้ HOOC(CH2)4COOH ลกู กล้ิง ▪ รม่ ชชู พี

กรดแลกติก พอลแิ ลกตกิ แอซิด ▪ สามารถยอ่ ยสลาย ▪ ไหมละลาย (lactic acid) (polylactic acid,PLA) ▪ ถุงเพาะชำ ไดใ้ นธรรมชาติ ▪ แก้ว หรือ ▪ แข็ง เปราะ ชอ้ นสอ้ ม

พลาสติก ▪ ใช้เคลอื บ

แก้วกระ

ดาษ

8

รว่ ม กนั คิด 1

1. เขยี นโครงสรา้ งพอลิเมอร์ท่ีได้จากมอนอเมอร์ตอ่ ไปนี้ พร้อมท้งั ระบวุ ่าปฏิกิริยาการเกดิ พอลเิ มอรเ์ ปน็ แบบใด 1.1 CH2 = C(CH3)2 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.2 CH2 = CHCN …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.3 CH2 = CHCOO CH3 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.4 H2N – CH2-COOH …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.5 HO – CH2– CH2– CH2– CH2-OH กบั HO2C– CH2– CO2H …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. เขยี นโครงสร้างของมอนอเมอรจ์ ากสายพอลเิ มอร์ต่อไปน้ีพรอ้ มท้งั ระบวุ ่าปฏกิ ิริยาการเกิดพอลเิ มอรเ์ ป็นแบบใด

พอลิเมอร์ที่ใช้ในชีวิตประจำวันมีอะไรบ้าง

พอลิเมอร์ใช้ในชีวิตประจ าวันมี3 กลุ่มคือ พลาสติก ยาง เส้นใย พลาสติก ยาง และเส้นใย เป็นพอลิเมอร์ที่มีสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน เนื่องจากมีโครงสร้างแตกต่างกัน

Polymer ธรรมชาติ มีอะไรบ้าง

1. พอลิเมอร์ธรรมชาติ (Natural polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น แป้ง ไกลโคเจน เซลลูโลส (ทั้งสามชนิด นี้มีน้าตาลกลูโคสเป็นมอนอเมอร์) โปรตีน (มีกรดอะมิโนเป็นมอนอเมอร์) DNA RNA (มีนิวคลีโอไทด์เป็นมอนอเมอร์) ยางธรรมชาติ เส้นใยธรรมชาติ เป็นต้น

โครงสร้างของพอลิเมอร์มี 3 ประเภทอะไรบ้าง

โครงสร้างพอลิเมอร์ (polymer) ขึ้นอยู่กับการเรียงตัวของมอนอเมอร์ (monomer) และมีผลต่อสมบัติทางกายภาพบางประการของพอลิเมอร์ โครงสร้างของพอลิเมอร์แบ่งได้เป็น 3 แบบ คือ พอลิเมอร์แบบเส้น พอลิเมอร์แบบกิ่ง และพอลิเมอร์แบบร่างแห ภาพ : shutterstock.com.

พอลิเมอร์และมอนอเมอร์คืออะไร

พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ มอนอเมอร์ (Monomer) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์ พอลิเมอร์ แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้ แบ่งตามการเกิด