ปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์ (Polymerization)

จากเนื้อหาครั้งที่แล้วนั้น ผมได้พูดถึงความหมายของพอลิเมอร์ และชนิดของพอลิเมอร์ซึ่งมีภาพประกอบให้ท่านผู้อ่านได้เข้าใจได้มากขึ้น ซึ่งบ้างครั้งในการดูแค่ภาพและอ่านนั้น ยากที่จะเข้าใจสำหรับบ้างคน เพราะจำเป็นต้องใช้จินตนาการอย่างมาก และความพยายามอย่างยิ่ง ดังนั้นในเนื้อหาในบทนี้และครั้งต่อๆไปผมจะมีเนื้อหาที่เป็นทั้งตัวหนังสือ ภาพที่สวยๆ และจะพยายามหาวีดีโอภาพเคลื่อนไหวเพื่อให้ท่านผู้อ่านทุกคนได้เข้ากับเนื้อหาได้มากขึ้น

 การเกิดพอลิเมอร์

พอลิเมอร์เกิดขึ้นจากการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันของมอนอเมอร์
พอลิเมอร์ไรเซชัน (Polymerization) คือ กระบวนการเกิดสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ( พอลิเมอร์) จากสารที่มีโมเลกุลเล็ก ( มอนอเมอร์)

ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน

1. ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบเติม (Addition polymerization reaction) คือปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันที่เกิดจากมอนอเมอร์ของสารอินทรีย์ชนิดเดียวกันที่มี C กับ C จับกันด้วยพันธะคู่มารวมตัวกันเกิดสารพอลิเมอร์เพียงชนิดเดียวเท่านั้น ดังภาพ

2. ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบควบแน่น (Condensation polymerization reaction) คือปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันที่เกิดจากมอนอเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชันมากกว่า 1 หมู่ ทำปฏิกิริยากันเป็นพอลิเมอร์และสารโมเลกุลเล็ก เช่น น้ำ ก๊าซแอมโมเนีย ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ เมทานอล เกิดขึ้นด้วย ดังภาพ

ขอบคุณเนื้อหาดีๆจาก http://nakhamwit.ac.th/pingpong_web/Polymer.htm
ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่นี่

Introduction พอลิเมอร์

            ได้เวลาที่จะเข้าเนื้อหาจริงๆของweblog เสียที่ครับ เพราะเนื้อหาที่ผ่านมานั้น ล้วนแต่เกี่ยวข้องแบบในทางอ้อมๆ หรือไม่ก็ไม่เกี่ยวข้องอะไรกับความตั้งใจจริงของผมที่จะทำweblogนี้ขึ้นเพื่อให้ความรู้เกี่ยวกับพอลิเมอร์เป็นหลัก ซึ่งอาจจะถือฤกษ์วันนี้ วันพฤหัสบดีซึ่งเป็นวันครู ขอเริ่มเนื้อหากันเป็นจริงเป็นจังเลยดีกว่าครับ

พอลิเมอร์ (Polymer)

พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วยหน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ 

มอนอเมอร์ (Monomer) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์ ดังภาพ

ประเภทของพอลิเมอร์ แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้ 

1. แบ่งตามการเกิดเป็นเกณฑ์ เป็น 2 ชนิด คือ

ก . พอลิเมอร์ธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น โปรตีน แป้ง เซลลูโลส ไกโคเจน กรดนิวคลีอิก และยางธรรมชาติ (พอลีไอโซปรีน)
ข . พอลิเมอร์สังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก ไนลอน ดาครอน และลูไซต์ เป็นต้น (เอาที่รู้จักก็แล้วนะครับ เช่นPE, PP, PS, Nylon, PET อีกมากมายครับ)


2. แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ เป็น 2 ชนิด คือ
ก . โฮมอลิเมอร์ (Homopolymer) เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น แป้ง(ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นกลูโคสทั้งหมด) พอลิเอทิลีน PVC (ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นเอทิลีนทั้งหมด) ซึ่งรูปกลมๆแทนด้วย monomer หรือ หน่วยที่ซ้ำๆกันซึ่งเป็นชนิดเดียวกันนั้นเอง

ข . เฮเทอโรพอลิเมอร์ (Heteropolymer) เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน (ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นกรดอะมิโนต่างชนิดกัน) พอลิเอสเทอร์ พอลิเอไมด์ เป็นต้น 

3. แบ่งตามโครงสร้างของพอลิเมอร์ แบ่งออกเป็น 3 แบบ คือ

ก. พอลิเมอร์แบบเส้น (Linear polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะต่อกันเป็นสายยาว โซ่พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ จึงมีความหนาแน่น และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง ขุ่นเหนียวกว่าโครงสร้างอื่นๆ ตัวอย่าง PVC พอลิสไตรีน พอลิเอทิลีน ดังภาพ

 ซึ่งทุกครั้งที่พูดถึงเจ้าพอลิเมอร์แบบเส้น หรือ Linear polymer ผมจะคิดถึงเส้นขนมจีนทุกครั้งเพราะมันใกล้เคียงกันมาก ทำให้สามารถคิดเปรียบเทียบความอยู่ใกล้ชิดกันของสายโซ่พอลิเมอร์ซึ่งทำให้เกิดผลึกได้ง่ายขึ้นครับ 

ข. พอลิเมอร์แบบกิ่ง (Branched polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ยึดกันแตกกิ่งก้านสาขา มีทั้งโซ่สั้นและโซ่ยาว กิ่งที่แตกจาก พอลิเมอร์ของโซ่หลัก ทำให้ไม่สามารถจัดเรียงโซ่พอลิเมอร์ให้ชิดกันได้มาก จึงมีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวต่ำยืดหยุ่นได้ ความเหนียวต่ำ โครงสร้างเปลี่ยนรูปได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่าง พอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำ ดังภาพ 

ค. พอลิเมอร์แบบร่างแห (Croos -linking หรือ network polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ต่อเชื่อมกันเป็นร่างแห พอลิเมอร์ชนิดนี้มีความแข็งแกร่ง และเปราะหักง่าย ตัวอย่างเบกาไลต์ เมลามีนใช้ทำถ้วยชาม ดังภาพ 

หมายเหตุ พอลิเมอร์บางชนิดเป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากสารอนินทรีย์ เช่น ฟอสฟาซีน ซิลิโคน

ขอบคุณเนื้อหาจาก http://nakhamwit.ac.th/pingpong_web/Polymer.htm ดูเนื้อหาเพิ่มเติมได้ที่นี่