ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้าง สมบัติ และประโยชน์ของพอลิเมอร์

ยอดวิว 0

แบบฝึกหัด

EASY

ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้าง สมบัติ และประโยชน์ของพอลิเมอร์

MEDIUM

ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้าง สมบัติ และประโยชน์ของพอลิเมอร์

HARD

ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้าง สมบัติ และประโยชน์ของพอลิเมอร์

เนื้อหา

โครงสร้างและสมบัติของพอลิเมอร์

พอลิเมอร์ แต่ละชนิดมีสมบัติแตกต่างกันขึ้นอยู่กับการจัดเรียงตัวของโมเลกุลในโครงสร้างพอลิเมอร์

ซึ่งสามารถแบ่งแบ่งโครงสร้างและสมบัติของพอลิเมอร์ได้ 3 แบบ ดังนี้

พอลิเมอร์แบบเส้น

เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะโคเวเลนต์เป็นสายโซ่ยาว โดยโครงสร้างจะเรียงชิดติดกันมาก

สมบัติของพอลิเมอร์ชนิดนี้ มีความหนาแน่นสูง จุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง และเหนียว พอลิเมอร์ชนิดนี้จะอ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อน และแข็งตัวอีกครั้งเมื่อลดอุณหภูมิลง

เช่น

พอลิเอทิลีน (PE) พอลิโพรพิลีน (PP) พอลิไวนิลคลอไรด์ (PVC) พอลิสไตรีน (PS) พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต เซลลูโสล และไนลอน

พอลิเมอร์แบบเส้นสามารถแบ่งออกตามลักษณะของมอนอเมอร์เป็น 3 ประเภท ดังนี้

  1. พอลิเมอร์ที่สายโซ่เรียงชิดติดกันมาก ทำให้พอลิเมอร์ที่แข็งแรง ขุ่น และเหนียว เช่น พอลิเอทิลีน (PE)และพอลิโพรพิลีน (PP)
  2. พอลิเมอร์ที่โมเลกุลอยู่ห่างกัน ทำให้พอลิเมอร์ที่มีความใสมากขึ้น เช่น พอลิไวนิลคลอไรด์ เนื่องจากมีองค์ประกอบบางส่วนจัดวางตัวอยู่นอกสายโซ่จึงผลักให้โซ่หลักอยู่ห่างกัน
  3. พอลิเมอร์ที่มีอะโรมาติกเป็นองค์ประกอบในสายโซ่ ทำให้พอลิเมอร์เกิดผลึกได้ยาก พอลิเมอร์จะมีความใสกว่า พอลิเมอร์แบบเส้นชนิดอื่น เช่น พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต

พอลิเมอร์แบบกิ่ง

ลักษณะโครงสร้างของพอลิเมอร์แบบโซ่กิ่งทั้งชนิด โซ่กิ่งสั้นหรือโซ่กิ่งยาว ซึ่งแตกออกไปจากสายโซ่หลักของพอลิเมอร์ ทำให้สายโซ่พอลิเมอร์ไม่สามารถจัดเรียงตัวชิดกันได้

สมบัติของพอลิเมอร์ชนิดนี้ มีความยืดหยุ่นสูง มีความหนาแน่นต่ำ และมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าพอลิเมอร์แบบเส้น

เช่น

พอลีเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำ (Low Density Polyethylene: LDPE)

นอกจากนี้ ถ้าให้ความร้อนกับพอลิเมอร์แบบกิ่งจะสามารถหลอมเหลวและนำกลับมาใช้ใหม่ได้เช่นเดียวกับพอลิเมอร์แบบเส้น

พอลิเมอร์แบบร่างแห

เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการเชื่อมโยงพันธะระหว่างสายโซ่พอลิเมอร์ที่ต่อเนื่องกันเป็นร่างแห ถ้าพันธะที่เชื่อมระหว่างสายโซ่หลักมีน้อย พอลิเมอร์จะมีสมบัติยืดหยุ่นและอ่อนตัว แต่ถ้ามีจำนวนพันธะระหว่างสายโซ่หลักมาก พอลิเมอร์จะแข็งไม่ยืดหยุ่น

สมบัติของพอลิเมอร์ชนิดนี้ มีจุดหลอมเหลวสูง เมื่อขึ้นรูปแล้วไม่สามารถหลอม หรือเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้

เช่น

พอลิฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์หรือเบกาไลต์ พอลิเมลามีนฟอร์มาลดีไฮด์หรือเมลามีน ซึ่งใช้ทาถ้วยชามและภาชนะ ใส่อาหารต่างๆ

นอกจาก โครงสร้างของพอลิเมอร์จะมีผลต่อสมบัติทางกายภาพแล้ว ยังมีมวลโมเลกุล และแรงยึดเหนี่ยวระหว่างสายโซ่พอลิเมอร์ที่มีผลต่อสมบัติของพอลิเมอร์ โดยพอลิเมอร์ที่มีมวลโมเลกุลสูงและมีโครงสร้างแบบเส้นจะมีความเหนียว

ส่วนพอลิเมอร์ที่ไม่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างสายโซ่ แต่มีการยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างหมู่ฟังก์ชัน หรือยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์ จะมีจุดหลอมเหลวสูง พอลิเมอร์ที่โซ่เรียงชิดกันได้มากจะมีความหนาแน่นและมีความเป็นผลึกสูง พอลิเมอร์จะมีความแข็ง อากาศหรือน้ำผ่านไม่ได้ รวมทั้งมีลักษณะขุ่นหรือทึบแสง

สำหรับสมบัติทางเคมีของพอลิเมอร์จะขึ้นอยู่กับหมู่ฟังก์ชันในสายโซ่พอลิเมอร์ และมีสมบัติเหมือนกับ สารอินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชันเดียวกัน
เช่น พอลิไวนิลแอลกอฮอล์สามารถละลายน้ำได้ เนื่องจากมีหมู่ฟังก์ชัน –OH เช่นเดียวกับแอลกอฮอล์ เป็นต้น