บทเรียนที่ 1 พอลิเมอร์
พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์
มอนอเมอร์ (Monomer) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์
พอลิเมอร์ แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้
แบ่งตามการเกิด
ก. พอลิเมอร์ธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น โปรตีน แป้ง เซลลูโลส ยางธรรมชาติ
ข. พอลิเมอร์สังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก ไนลอน ดาครอนและลูไซต์
แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ
ก. โฮมอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น แป้ง พอลิเอทิลีน PVC
ข. โคพอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน พอลิเอสเทอร์
โครงสร้างของพอลิเมอร์
ก. พอลิเมอร์แบบเส้น
เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะต่อกันเป็นสายยาว โซ่พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ จึงมีความหนาแน่น และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง ขุ่นเหนียวกว่าโครงสร้างอื่นๆ ตัวอย่าง PVC พอลิสไตรีน พอลิเอทิลีน
ข. พอลิเมอร์แบบกิ่ง
เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ยึดกันแตกกิ่งก้านสาขา มีทั้งโซ่สั้นและโซ่ยาว กิ่งที่แตกจาก พอลิเมอร์ของโซ่หลัก ทำให้ไม่สามารถจัดเรียงโซ่พอลิเมอร์ให้ชิดกันได้มาก จึงมีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวต่ำยืดหยุ่นได้ ความเหนียวต่ำ โครงสร้างเปลี่ยนรูปได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่าง พอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำ
ค. พอลิเมอร์แบบร่างแห
เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ต่อเชื่อมกันเป็นร่างแห พอลิเมอร์ชนิดนี้มีความแข็งแกร่ง และเปราะหักง่าย ตัวอย่างเบกาไลต์ เมลามีนใช้ทำถ้วยชาม
บทเรียนที่ 2 การจำแนกพอลิเมอร์
1. การจำแนกประเภทของพอลิเมอร์ | ||
1.1 จำแนกตามแหล่งกำเนิดของพอลิเมอร์ (Classification by origin) | ||
1.1.1 พอลิเมอร์จากการสังเคราะห์สารอินทรีย์ (Synthetic organic polymers) | ||
พอลิเมอร์ในกลุ่มนี้มีความสำคัญเป็นที่รู้จัก และถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันของเรามากที่สุด โมเลกุลของพอลิเมอร์ประกอบไปด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นสารอินทรีย์ ถ้าในหนึ่งโมเลกุลประกอบไปด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกันทั้งหมด เรียกพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นนี้ว่า โฮโมพอลิเมอร์ แต่ถ้าประกอบไปด้วยมอนอเมอร์สองชนิดหรือมากกว่าเรียกพอลิเมอร์นี้ว่า โคพอลิเมอร์ โดยทั่วไปแล้วพอลิเมอร์ในกลุ่มนี้มีลักษณะที่เรียกว่า พอลิดิสเพอร์ส (polydisperse) ความยาวของแต่ละโมเลกุลไม่เท่ากัน และน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน เมื่อกล่าวถึงน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์จึงหมายถึงค่าเฉลี่ยของน้ำหนักโมเลกุลทั้งหมด |
||
1.1.2 ไบโอพอลิเมอร์ (Biopolymers) | ||
พอลิเมอร์ประเภทนี้รวมถึง ยางธรรมชาติ พอลินิวคลีโอไทด์ พอลิแซคคาไรด์ (เซลลูโลส แป้ง) และ โปรตีน เป็นต้น ในโมเลกุลของไบโอพอลิเมอร์บางชนิด เช่น โปรตีน ประกอบไปด้วยมอนอเมอร์หลายชนิด (กรดอะมิโนมากถึง 20 ชนิด) เชื่อมต่อกันด้วยลำดับที่เฉพาะเจาะจง และด้วยความยาวที่แน่นอน ดังนั้นแต่ละโมเลกุลจึงมีลักษณะเหมือนกัน น้ำหนักโมเลกุลเท่ากันหรือมีลักษณะที่เรียกว่า โมโนดิสเพอร์ส (monodisperse) ไบโอพอลิเมอร์อื่นที่มีลักษณะนี้คือ พอลินิวคลีโอไทด์ เช่น ดีเอ็นเอ (DNA) |
||
1.1.3 พอลิเมอร์กึ่งสังเคราะห์ (Semi-synthetic polymers) | ||
พอลิเมอร์ประเภทนี้เกิดจากปฎิกิริยาเคมีของพอลิเมอร์ไบโอพอลิเมอร์ ตัวอย่างเช่น เอสเทอร์ หรือ อีเทอร์ของเซลลูโลส หรือ อะไมโลส รวมทั้งยางที่ผ่านการวัลคาไนซ์มาแล้ว ปฏิกิริยาดังกล่าวมักเกิดกับหมู่แทนที่ (substituent) หรือหมู่ข้างเคียง (side group) ของไบโอพอลิเมอร์ โดยไม่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างหลักของสายโซ่โมเลกุล ดังตัวอย่าง |
||
หมู่ –OH ซึ่งเป็นหมู่แทนที่ในเซลลูโลสสามารถเกิดปฏิกิริยา และถูกเปลี่ยนเป็นโซเดียมเซนเทท (sodium xanthate) เมื่ออยู่ในโครงสร้างนี้ทำให้เซลลูโลสอยู่ในสภาพที่ละลายได้ สามารถนำไปผ่าน กระบวนการเพื่อขึ้นรูปเป็นเส้นใย (เรยอน) หรือฟิลม์ (เซลโลเฟน) ได้ |
||
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับหมู่แทนที่ หรือ หมู่ข้างเคียงในโมเลกุลพอลิเมอร์ เรียกว่า polymer analogous reaction สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์ได้ เช่น พอลิไวนิลแอลกอฮอล์สังเคราะห์ได้จากการ methanolysis ของพอลิไวนิลอะซีเตต |
||
ปฏิกิริยานี้มีความสำคัญมาก เพราะไวนิลแอลกอฮอล์มอนอเมอร์ (CH2=CHOH) ไม่เสถียร สามารถเกิด tautomerize ไปเป็นอะเซตัลดีไฮด์ (CH3CHO) ได้ง่าย จึงไม่นิยมเตรียมพอลิไวนิลแอลกอฮอล์จากพอลิเมอไรเซชันของไวนิลแอลกอฮอล์มอนอเมอร์โดยตรง |
||
1.1.4 พอลิเมอร์อนินทรีย์ (Inorganic polymers) | ||
คำจำกัดความของพอลิเมอร์ประเภทนี้อาจแตกต่างกันในตำราแต่ละเล่ม ในที่นี้จะจำแนกพอลิเมอร์อนินทรีย์โดยใช้โครงสร้างของสายโซ่หลัก (back bone) ในโมเลกุลของพอลิเมอร์ ซึ่งจะประกอบไปด้วยอะตอมชนิดอื่น ๆ นอกจากคาร์บอน ออกซิเจน และไนโตรเจน เช่น พอลิไดเมทิลไซลอกเซน ที่มีอะตอม Si เป็นส่วนประกอบของสายโซ่หลัก |
||
|
บทเรียนที่ 3 พลาสติก
พลาสติกได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์สำคัญอย่างหนึ่งและมีแนวโน้มที่จะเข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันเพิ่มมากขึ้นเนื่องจากพลาสติกมีราคาถูก น้ำหนักเบาและมีขอบข่ายการใช้งานได้กว้าง
ปัจจุบันพลาสติกได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์สำคัญอย่างหนึ่ง และมีแนวโน้มที่จะเข้ามามีบทบาทในชีวิต
ประจำวันเพิ่มมากขึ้น โดยการนำมาใช้แทนทรัพยากรธรรมชาติได้หลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นไม้ เหล็ก เนื่องจากพลาสติกมีราคาถูก มีน้ำหนักเบา และมีขอบข่ายการใช้งานได้กว้าง เนื่องจากเราสามารถผลิตพลาสติกให้มีคุณสมบัติต่าง ๆ ตามที่ต้องการได้โดยขึ้นกับการเลือกใช้วัตถุดิบปฏิกิริยาเคมี กระบวนการผลิต และกระบวนการ
ขึ้นรูปทรงต่าง ๆ ได้อย่างมากมาย และยังสามารถปรุงแต่งคุณสมบัติได้ง่าย โดยการเติมสารเติมแต่ง (apitives) เช่น สารเสริมสภาพพลาสติก (plasticizer) สารปรับปรุงคุณภาพ (modifier) สารเสริม (filler) สารคงสภาพ (stabilizer) สารยับยั้งปฏิกิริยา (inhibitor) สารหล่อลื่น (lubricant) และผงสี (pigment) เป็นต้น
พลาสติกหมายถึง วัสดุที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้นจากธาตุพื้นฐาน 2 ชนิด คือ คาร์บอนและโฮโดรเจนซึ่งเมื่อเติมสารบางอย่างลงไปจะทำให้พลาสติกมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น แข็งแกร่ง ทนความร้อน ลื่นและยืดหยุ่น เราอาจสังเคราะห์พลาสติกชนิดต่าง ๆ ได้มากมาย โดยการเติมสารเคมีชนิดต่าง ๆ เข้าไปโดยใช้สัดส่วนและกรรมวิธีที่แตกต่างกัน
พลาสติกประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่เรียกว่า พอลิเมอร์ ( polymer) ซึ่งเกิดจากโมเลกุลขนาดเล็กที่มาต่อเข้าด้วยกันเป็นสายยาวเหมือนโซ่ สายโมเลกุลเหล่านี้จะเกี่ยวพันกัน ทำให้พลาสติกแข็งแกร่ง แต่กว่าจะดึงสายโมเลกุลพลาสติกให้แยกจากกันได้ก็ต้องใช้แรงมากพอสมควร กระบวนการที่ทำให้โมเลกุลขนาดเล็กมาต่อรวมกันเข้าจนมีขนาดใหญ่ขึ้นนั้น เรียกว่าการเกิดพอลิเมอร์ (polimerisation) ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามชนิดของพลาสติก (catalyst) กระตุ้นให้โมเลกุลขนาดเล็ก มายึดต่อ เข้าด้วยกัน
พลาสติกแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
เทอร์โมเซตติ้ง (thermosetting)พลาสติกประเภทนี้จะมีรูปทรงที่ถาวรเมื่อผ่านกรรมวิธีการผลิตโดยให้ความร้อน ความดันหรือตัวเร่งปฏิกิริยา การขึ้นรูปทำได้ยากและไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ นอกจากนี้ยังมีต้นทุนการผลิตสูงรวมทั้งการใช้งานค่อนข้างจำกัด ทำให้ในปัจจุบันมีใช้ในอุตสาหกรรม
ไม่กี่ประเภท ได้แก่ เมลามีน ฟีนอลิก ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ โพลีเอสเตอร์ที่ไม่อิ่มตัวเป็นต้น โดยส่วนใหญ่จะใช้ผลิตเครื่องครัว ชิ้นส่วนปลั๊กไฟ ชิ้นส่วนรถยนต์ และชิ้นส่วนในเครื่องบิน เป็นต้น
เทอร์โมพลาสติก(Thermoplastic) พลาสติกประเภทนี้เมื่อได้รับความร้อนหรือความดันระหว่างกระบวนการขึ้นรูป จะเปลี่ยนแปลงสถานะทางกายภาพ กล่าวคือ เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนนิ่มเละเมื่อเย็นลง
จะแข็งตัวโดยที่โครงสร้างทางเคมีจะไม่เปลี่ยนแปลงทำให้พลาสติกประเภทนี้มีคุณสมบัติที่สามารถนำกลับมาเข้าสู่กระบวนการผลิตซ้ำ ๆ ได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำมาขึ้นรูปได้ง่ายด้วยต้นทุนการผลิตที่ต่ำ และมีหลายชนิด
ที่สามารถนำมาใช้งานได้อย่างกว้างขวาง ปัจจุบันมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมประเภทของเด็กเล่น ดอกไม้ประดิษฐ์ บรรจุภัณฑ์ชิ้นส่วนรถยนต์ และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ พลาสติกประเภทนี้ ได้แก่ โพลีเอทิลีน (PE), โพลีโพรพิลีน (PP), โพลิไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลิสไตรีน (PS), โพลิเอทิลีนเทเรพทาเลต (PET) เป็นต้น
ในประเทศไทยนิยมใช้พลาสติกจำพวกเทอร์โมพลาสติกกันมากที่สุดเนื่องจากสามารถใช้งานได้หลายประเภทโดยเฉพาะด้านบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่มีการผลิตในรูปแบบต่าง ๆ กัน เช่น
จากการเพิ่มจำนวนบรรจุภัณฑ์พลาสติกปัจจุบันซึ่งมีแนวโน้มความต้องการจะขยายตัวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในอนาคตนั้น ก่อให้เกิดปัญหาขยะพลาสติกที่ใช้แล้วตามมา ซึ่งทำให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งการกำจัดขยะพลาสติกในปัจจุบันยังมีอุปสรรคอีกมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่สามารถกำจัดพลาสติกบางชนิดได้ เนื่องจากยังไม่สามารถหลอมเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก จึงได้มีนักวิจัยค้นคว้าที่จะนำบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่ใช้แล้วกลับเข้าสู่กระบวนการผลิตเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ หรือที่เรียกว่า Recycle โดยนำพลาสติก
ที่ใช้แล้วตามบ้านเรือนหรือตามกองขยะมาป้อนเข้าสู่โรงงานแปรรูปพลาสติก เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้ หรือ
การทำลายพลาสติกในระยะสั้น ซึ่งนอกจากเป็นการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพแล้วยังช่วยให้เกิดการขยายตัวของธุรกิจอย่างต่อเนื่องด้วย
อย่างไรก็ตาม การนำพลาสติกกลับมาหมุนเวียนใช้ใหม่นั้นประเด็นสำคัญอยู่ที่การแยกประเภทของพลาสติกก่อนที่จะนำไปรีไซเคิล และการกำจัดสิ่งที่ไม่ต้องการออกไป โดยปกติแล้วพลาสติกผสมเกือบทุกประเภทจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป เนื่องจากพอลิเมอร์ที่แม้จะมีโครงสร้างทางเคมีที่เหมือนกัน แต่ไม่สามารถเข้ากันได้เสมอไป (incompatible) ตัวอย่างเช่น โพลีเอสเตอร์ ที่ใช้ทำขวดพลาสติก จะเป็นโพลีเอ-สเตอร์ที่มีมวลโมเลกุลสูงกว่า เมื่อเทียบกับโพลีเอสเตอร์ที่ใช้ในการผลิตเส้นใย (fiber)
นอกจากนี้ ยังมีสารเติมแต่งอีกประเภท ได้แก่ พวก Compatibilizer ซึ่งมีผลโดยตรงต่อการรีไซเคิล
ของพลาสติก สารเติมแต่งนี้จะช่วยให้เกิดพันธะทางเคมีระหว่างพอลิเมอร์ 2 ประเภทที่เข้ากันไม่ได้ ดังนั้น Compatibilizer จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการรีไซเคิล ตัวอย่างเช่น การใช้ Chlorinated PE สำหรับพลาสติกผสม PE/PVC
บทเรียนที่ 4 พลาสติกในชีวิตประจำวัน : ตอนที่ 1 โพลีสไตรีน
|
บทเรียนที่ 5 พอลีไวนิลคลอไรด์
|
บทเรียนที่ 6 โพลีเอทิลีนเทอพาทาเลท
|
บทเรียนที่ 7 พอลิเมอร์พื้นฐาน(1)
พอลิเมอร์
พอลิเมอร์ (Polymer)คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วยหน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์
มอนอเมอร์(Monomer)คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์ ดังภาพ
ประเภทของพอลิเมอร์แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้
1. แบ่งตามการเกิดเป็นเกณฑ์ เป็น 2 ชนิด คือ
ก . พอลิเมอร์ธรรมชาติเป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น โปรตีน แป้ง เซลลูโลส ไกโคเจน กรดนิวคลีอิก และยางธรรมชาติ (พอลีไอโซปรีน)
ข . พอลิเมอร์สังเคราะห์เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก ไนลอน ดาครอน และลูไซต์ เป็นต้น
2. แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ เป็น 2 ชนิด คือ
ก . โฮมอลิเมอร์ (Homopolymer) เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น แป้ง(ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นกลูโคสทั้งหมด) พอลิเอทิลีน PVC (ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นเอทิลีนทั้งหมด)
ข . เฮเทอโรพอลิเมอร์(Heteropolymer) เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน (ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นกรดอะมิโนต่างชนิดกัน) พอลิเอสเทอร์ พอลิเอไมด์ เป็นต้น
3. แบ่งตามโครงสร้างของพอลิเมอร์ แบ่งออกเป็น 3 แบบ คือ
ก. พอลิเมอร์แบบเส้น (Chain length polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะต่อกันเป็นสายยาว โซ่พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ จึงมีความหนาแน่น และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง ขุ่นเหนียวกว่าโครงสร้างอื่นๆ ตัวอย่าง PVC พอลิสไตรีน พอลิเอทิลีน ดังภาพ
ข. พอลิเมอร์แบบกิ่ง (Branched polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ยึดกันแตกกิ่งก้านสาขา มีทั้งโซ่สั้นและโซ่ยาว กิ่งที่แตกจาก พอลิเมอร์ของโซ่หลัก ทำให้ไม่สามารถจัดเรียงโซ่พอลิเมอร์ให้ชิดกันได้มาก จึงมีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวต่ำยืดหยุ่นได้ ความเหนียวต่ำ โครงสร้างเปลี่ยนรูปได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่าง พอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำ ดังภาพ
ค. พอลิเมอร์แบบร่างแห (Croos -linking polymer) เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ต่อเชื่อมกันเป็นร่างแห พอลิเมอร์ชนิดนี้มีความแข็งแกร่ง และเปราะหักง่าย ตัวอย่างเบกาไลต์ เมลามีนใช้ทำถ้วยชาม ดังภาพ
หมายเหตุ พอลิเมอร์บางชนิดเป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากสารอนินทรีย์ เช่น ฟอสฟาซีน ซิลิโคน
การเกิดพอลิเมอร์
พอลิเมอร์เกิดขึ้นจากการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันของมอนอเมอร์
พอลิเมอร์ไรเซชัน (Polymerization)คือ กระบวนการเกิดสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ( พอลิเมอร์) จากสารที่มีโมเลกุลเล็ก ( มอนอเมอร์)
ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน
1. ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบเติม(Apition polymerization reaction) คือปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันที่เกิดจากมอนอเมอร์ของสารอินทรีย์ชนิดเดียวกันที่มี C กับ C จับกันด้วยพันธะคู่มารวมตัวกันเกิดสารพอลิเมอร์เพียงชนิดเดียวเท่านั้น ดังภาพ
2. ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบควบแน่น(Condensation polymerization reaction) คือปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันที่เกิดจากมอนอเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชันมากกว่า 1 หมุ่ ทำปฏิกิริยากันเป็นพอลิเมอร์และสารโมเลกุลเล็ก เช่น น้ำ ก๊าซแอมโมเนีย ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ เมทานอล เกิดขึ้นด้วย ดังภาพ
บทเรียนที่ 8 พลาสติกและเส้นใย
พลาสติก
พลาสติก (Plastic) คือ สารที่สามารถทำให้เป็นรูปต่าง ๆ ได้ด้วยความร้อน พลาสติกเป็นพอลิเมอร์ ขนาดใหญ่ มวลโมเลกุลมาก
สมบัติทั่วไปของพลาสติก
ประเภทของพลาสติก
1. เทอร์มอพลาสติกเมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่อเย็นลงจะแข็งตัว สามารถเปลี่ยนรูปได้ พลาสติกประเภทนี้โครงสร้างโมเลกุลเป็นโซ่ตรงยาว มีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่พอลิเมอร์น้อยมาก จึงสามารถหลอมเหลว หรือเมื่อผ่านการอัดแรงมากจะไม่ทำลายโครงสร้างเดิม ตัวอย่าง พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีนพอลิสไตรีน
2. พลาสติกเทอร์มอเซตจะคงรูปหลังการผ่านความร้อนหรือแรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นลงจะแข็งมาก ทนความร้อนและความดัน ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างไม่ได้ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงก็จะแตกและไหม้เป็นขี้เถ้าสีดำ พลาสติกประเภทนี้โมเลกุลจะเชื่อมโยงกันเป็นร่างแหจับกันแน่น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแข็งแรงมาก จึงไม่สามารถนำมาหลอมเหลวได้ ตัวอย่าง เมลามีน พอลิยูรีเทน
ตาราง แสดงสมบัติบางประการของพลาสติกบางชนิด
ชนิดของพลาสติก |
ประเภทของพลาสติก |
สมบัติบางประการ |
ตัวอย่างการนำไปใช้ประโยชน์ |
|
สภาพการไหม้ไฟ |
ข้อสังเกตอื่น |
|||
พอลิเอทิลีน |
เทอร์มอพลาสติก |
เปลวไฟสีน้ำเงินขอบเหลือง กลิ่นเหมือนพาราฟิน เปลวไฟไม่ดับเอง |
เล็บขีดเป็นรอย ไม่ละลายในสารละลายทั่วไป ลอยน้ำ |
ถุง ภาชนะ ฟิล์มถ่ายภาพ ของเล่นเด็ก ดอกไม้พลาสติก |
พอลิโพรพิลีน |
เทอร์มอพลาสติก |
เปลวไฟสีน้ำเงินขอบเหลือง ควันขาว กลิ่นเหมือนพาราฟิน |
ขีดด้วยเล็บไม่เป็นรอย ไม่แตก |
โต๊ะ เก้าอี้ เชือก พรม บรรจุภัณฑ์อาหาร ชิ้นส่วนรถยนต์ |
พอลิสไตรีน |
เทอร์มอพลาสติก |
เปลวไฟสีเหลือง เขม่ามาก กลิ่นเหมือนก๊าซจุดตะเกียง |
เปาะ ละลายได้ในคาร์บอนเตตระคลอไรด์ และโทลูอีน ลอยน้ำ |
โฟม อุปกรณ์ไฟฟ้า เลนส์ ของเล่นเด็ก อุปกรณ์กีฬา เครื่องมือสื่อสาร |
พอลิวินิลคลอไรด์ |
เทอร์มอพลาสติก |
ติดไฟยาก เปลวสีเหลืองขอบเขียว ควันขาว กลิ่นกรดเกลือ |
อ่อนตัวได้คล้ายยาง ลอยน้ำ |
กระดาษติดผนัง ภาชนะบรรจุสารเคมี รองเท้า กระเบื้องปูพื้น ฉนวนหุ้มสายไฟ ท่อพีวีซี |
ไนลอน |
เทอร์มอพลาสติก |
เปลวไฟสีน้ำเงินขอบเหลือง กลิ่นคล้ายเขาสัตว์ติดไฟ |
เหนียว ยืดหยุ่น ไม่แตก จมน้ำ |
เครื่องนุ่งห่ม ถุงน่องสตรี พรม อวน แห |
พอลิยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ |
พลาสติกเทอร์มอเซต |
ติดไฟยาก เปลวสีเหลืองอ่อน ขอบฟ้าแกมเขียว กลิ่นแอมโมเนีย |
แตกร้าว จมน้ำ |
เต้าเสียบไฟฟ้า วัสดุเชิงวิศวกรรม |
อีพอกซี |
พลาสติกเทอร์มอเซต |
ติดไฟง่าย เปลวสีเหลือง ควันดำ กล่นคล้ายข้าวคั่ว |
ไม่ละลายในสารไฮโดรคาร์บอนและน้ำ |
กาว สี สารเคลือบผิวหน้าวัตถุ |
พอลิเอสเทอร์ |
เทอร์มอพลาสติก |
ติดไฟยาก เปลวสีเหลือง ควันกลิ่นฉุน |
อ่อนตัว ยืดหยุ่น |
เส้นใยผ้า |
พลาสติกเทอร์มอเซต |
ติดไฟยาก เปลวสีเหลือง ควันดำ กลิ่นฉุน |
เปราะ หรือแข็งเหนียว |
ตัวถังรถยนต์ ตัวถังเรือ ใช้บุภายในเครื่องบิน |
พลาสติกรีไซเคิล ( Plastic recycle)
ปัจจุบันเราใช้พลาสติกฟุ่มเฟือยมาก แต่ละปีประเทศไทยมีขยะพลาสติกจำนวนมาก ซึ่งเป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมของโลก จึงมีความพยายามคิดค้นทำพลาสติกที่ย่อยสลายทางชีวภาพ (Biodedradable) มาใช้แทน แต่พลาสติกบางชนิดก้ยังไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ ในทางปฏิบัติยังคงกำจัดขยะพลาสติกด้วยวิธีฝังกลบใต้ดิน และเผา ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมตามมา
วิธีที่ดีที่สุดในการดูแลสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับขยะพลาสติก คือ ลดปริมาณการใช้ให้เหลือเท่าที่จำเป็น และมีการนำพลาสติกบางชนิดกลับไปผ่านบางขั้นตอนในการผลิต แล้วนำกลับมาใช้งานใหม่ได้ตามเดิม
สมาคมอุตสาหกรรมพลาสติก ประเทศสหรัฐอเมริกา (The Society of Plastics Industry ; SPI) ได้กำหนดสัญลักษณ์เพื่อบ่งชี่ประเภทของพลาสติกรีไซเคิล ซึ่งจะกำกับไว้ในผลิตภัณฑ์สินค้าที่ทำด้วยพลาสติก ดังภาพในตาราง
ตาราง แสดงสัญลักษณ์เพื่อบ่งชี่ประเภทของพลาสติกรีไซเคิล
ประเภทของพลาสติก |
ชื่อย่อ |
สัญลักษณ์ |
มอนอเมอร์ |
การนำไปใช้งาน |
Polyethylene Terephthalate |
PETE |
|||
High Density Polyethylene |
HDPE |
|||
Polyvinyl Chloride (PVC) |
V |
|||
Low Lensity Polyethylene |
LDPE |
|||
Polypropylene |
PP |
|||
Polystyrene |
PS |
|||
Polycarbonate |
PC |
|||
Polymethyl-Methacrylate |
PMMA |
|||
Nylon-66 |
N-66 |
เส้นใย
เส้นใย (Fibers) คือ พอลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างของโมเลกุลสามารถนำมาเป็นเส้นด้าย หรือเส้นใย จำแนกตามลักษณะการเกิดได้ดังนี้
ประเภทของเส้นใย
เส้นใยธรรมชาติที่รู้จักกันดีและใกล้ตัว คือ
เส้นใยเซลลูโลสเช่น ลินิน ปอ เส้นใยสับปะรด
เส้นใยโปรตีนจากขนสัตว์ เช่น ขนแกะ ขนแพะ
เส้นใยไหมเป็นเส้นใยจากรังไหม
เส้นใยสังเคราะห์มีหลายชนิดที่ใช้กันทั่วไปคือ
ยาง
ยาง (Rubber)คือ สารที่มีสมบัติยืดหยุ่นได้ ทำให้เป็นรูปร่างต่างๆ ได้ เป็นสารประกอบพอลิเมอร์ ประโยชน์ใช้ทำยางลบ รองเท้า ยางรถ ตุ๊กตายาง
ประเภทของยาง
1. ยางธรรมชาติได้จากต้นยางพารา น้ำยางที่ได้เป็นของเหลวสีขาว ชื่อ พอลิไอโซปริน
สมบัติมีความยืดหยุ่น เพราะโครงสร้างโมเลกุลของยางมีลักษณะม้วนงอขดไปมาปิดเป็นเกลียว ได้ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ สมบัติเปลี่ยนง่ายคือเมื่อร้อนจะอ่อนตัวเหนียว แต่เย็นจะแข็งและเปราะ
2. ยางสังเคราะห์เป็นพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์ขึ้นจากสารผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เช่น
กระบวนการวัลคาไนเซชัน(Vulcanization process)คือ กระบวนการที่ใช้ในการเพิ่มคุณภาพของยางธรรมชาติ ( ยางดิบ) ให้มีความยืดหยุ่นได้ดีขึ้น มีความคงตัวสูง ไม่สึกกร่อนง่าย และไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ สมบัติเหล่านี้จะยังคงอยู่ ถึงแม้ว่าอุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงก็ตาม
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ เป็นหน่วยงานของรัฐที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำเว็บไซต์คลังความรู้ SciMath เพื่อส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีทุกระดับการศึกษา โดยเน้นการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นหลัก หากท่านพบว่ามีข้อมูลหรือเนื้อหาใด ๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุด
The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Ministry of Education, a non-profit organization under the Thai government, developed SciMath as a website that provides educational resources in Science, Mathematics and Technology. IPST invites visitors to use its online resources for personal, educational and other non-commercial purpose. If there are any problems, please contact us immediately.
Copyright © 2018 SCIMATH :: คลังความรู้ SciMath. Terms and Conditions. Privacy. , All Rights Reserved.
อีเมล: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (ให้บริการในวันและเวลาราชการเท่านั้น)