- คุณสมบัติ
- ประเภท
- เทอร์โมพลาสติก
- เทอร์โม
- อีลาสโตเมอร์
- เส้นใย
- ตัวอย่าง
- ไนลอน
- โพลีคาร์บอเนต
- โพลีสไตรีน
- พอลิเตตราฟลูออโรเอทิลีน
- อ้างอิง
โพลิเมอร์สังเคราะห์เป็นผู้ผลิตโดยมือมนุษย์ในห้องปฏิบัติการหรืออุตสาหกรรมเครื่องชั่งน้ำหนัก โครงสร้างประกอบด้วยการรวมกันของหน่วยเล็ก ๆ ที่เรียกว่าโมโนเมอร์ซึ่งเชื่อมโยงเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าโซ่โพลีเมอร์หรือเครือข่าย
ส่วนบนล่างแสดงโครงสร้างพอลิเมอร์ประเภท "สปาเก็ตตี้" จุดสีดำแต่ละจุดแทนโมโนเมอร์ซึ่งเชื่อมโยงกับอีกจุดหนึ่งด้วยพันธะโควาเลนต์ การต่อเนื่องของจุดส่งผลให้เกิดการเติบโตของโซ่โพลีเมอร์ซึ่งเอกลักษณ์จะขึ้นอยู่กับลักษณะของโมโนเมอร์
นอกจากนี้โมโนเมอร์ส่วนใหญ่ได้มาจากปิโตรเลียม สิ่งนี้ทำได้โดยกระบวนการต่างๆที่ประกอบด้วยการลดขนาดของไฮโดรคาร์บอนและสิ่งมีชีวิตอินทรีย์อื่น ๆ เพื่อให้ได้โมเลกุลที่มีขนาดเล็กและสังเคราะห์ได้หลากหลาย
คุณสมบัติ
เช่นเดียวกับโครงสร้างที่เป็นไปได้ของโพลีเมอร์มีความหลากหลายคุณสมบัติของมัน สิ่งเหล่านี้ไปพร้อมกับความเป็นเส้นตรงการแตกแขนง (ไม่มีอยู่ในรูปของโซ่) พันธะและน้ำหนักโมเลกุลของโมโนเมอร์
อย่างไรก็ตามแม้ว่าจะมีรูปแบบโครงสร้างที่กำหนดคุณสมบัติของพอลิเมอร์ - และประเภทของมัน - ส่วนใหญ่มีคุณสมบัติและลักษณะบางอย่างที่เหมือนกัน บางส่วน ได้แก่ :
- มีต้นทุนการผลิตค่อนข้างต่ำ แต่ต้นทุนการรีไซเคิลสูง
- เนื่องจากโครงสร้างของพวกเขาสามารถครอบครองได้ปริมาณมากจึงไม่ได้เป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นมากนักและนอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อกลไกมาก
- มีความเฉื่อยทางเคมีหรือเพียงพอที่จะต้านทานการโจมตีของสารที่เป็นกรด (HF) และสารพื้นฐาน (NaOH)
- ขาดแถบการนำ; ดังนั้นจึงเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี
ประเภท
พอลิเมอร์สามารถจำแนกได้ตามโมโนเมอร์กลไกการเกิดพอลิเมอไรเซชันและคุณสมบัติของมัน
โฮโมพอลิเมอร์คือหน่วยที่ประกอบด้วยหน่วยโมโนเมอร์ประเภทเดียว:
100A => AAAAAAA …
ในขณะที่โคพอลิเมอร์เป็นหน่วยที่ประกอบด้วยหน่วยโมโนเมอริกที่แตกต่างกันสองหน่วยขึ้นไป:
20A + 20B + 20C => ABCABCABC …
สมการเคมีข้างต้นสอดคล้องกับพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์โดยการบวก ในสิ่งเหล่านี้โซ่โพลีเมอร์หรือเครือข่ายจะเติบโตขึ้นเมื่อโมโนเมอร์เกาะติดกับมันมากขึ้น
ในทางกลับกันสำหรับโพลีเมอร์ผ่านการควบแน่นการจับตัวของโมโนเมอร์จะมาพร้อมกับการปลดปล่อยโมเลกุลขนาดเล็กที่ "ควบแน่น":
A + A => AA + หน้า
AA + A => AAA + p …
ในหลาย ๆ พอลิเมอไรเซชัน p = H 2 O เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับโพลีฟีนอลที่สังเคราะห์ด้วยฟอร์มาลดีไฮด์ (HC 2 = O)
ตามคุณสมบัติของพวกเขาโพลีเมอร์สังเคราะห์สามารถจำแนกได้เป็น:
เทอร์โมพลาสติก
พวกมันเป็นพอลิเมอร์เชิงเส้นหรือแตกแขนงเล็กน้อยซึ่งปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลสามารถเอาชนะได้โดยผลของอุณหภูมิ ส่งผลให้เกิดการอ่อนตัวและการขึ้นรูปและทำให้รีไซเคิลได้ง่ายขึ้น
เทอร์โม
ซึ่งแตกต่างจากเทอร์โมพลาสติกพอลิเมอร์เทอร์โมเซ็ตมีหลายสาขาในโครงสร้างพอลิเมอร์ สิ่งนี้ช่วยให้สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้โดยไม่ทำให้เสียรูปหรือละลายเนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่รุนแรง
อีลาสโตเมอร์
พวกเขาเป็นโพลีเมอร์ที่สามารถทนต่อแรงกดดันภายนอกได้โดยไม่แตกหักทำให้เสียรูปทรง แต่กลับสู่รูปร่างเดิม
นี่เป็นเพราะโซ่โพลีเมอร์ของพวกมันเชื่อมต่อกัน แต่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลระหว่างพวกมันอ่อนแอพอที่จะหลีกทางภายใต้แรงกดดัน
เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นวัสดุที่บิดเบี้ยวมีแนวโน้มที่จะจัดโซ่ของมันในลักษณะผลึก "ชะลอ" การเคลื่อนไหวที่เกิดจากแรงกด จากนั้นเมื่อสิ่งนี้หายไปโพลีเมอร์จะกลับสู่การจัดเรียงแบบอสัณฐานเดิม
เส้นใย
พวกมันเป็นโพลีเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นและความสามารถในการยืดตัวต่ำเนื่องจากความสมมาตรของโซ่โพลีเมอร์และความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างกัน ความสัมพันธ์นี้ทำให้พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างรุนแรงก่อให้เกิดการจัดเรียงของผลึกเชิงเส้นที่ทนทานต่อการทำงานของเครื่องจักรกล
พอลิเมอร์ประเภทนี้ใช้ในการผลิตผ้าเช่นผ้าฝ้ายผ้าไหมขนสัตว์ไนลอนเป็นต้น
ตัวอย่าง
ไนลอน
ไนลอนเป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของพอลิเมอร์ชนิดเส้นใยซึ่งพบว่ามีประโยชน์มากมายในอุตสาหกรรมสิ่งทอ โซ่โพลีเมอร์ประกอบด้วยโพลีเอไมด์ที่มีโครงสร้างดังนี้
โซ่นี้สอดคล้องกับโครงสร้างของไนลอน 6,6 ถ้าคุณนับอะตอมของคาร์บอน (สีเทา) ที่เริ่มต้นและลงท้ายด้วยอะตอมที่ติดอยู่กับทรงกลมสีแดงจะมีหก
ในทำนองเดียวกันมีหกคาร์บอนที่แยกทรงกลมสีน้ำเงิน ในทางกลับกันทรงกลมสีน้ำเงินและสีแดงสอดคล้องกับกลุ่มเอไมด์ (C = ONH)
กลุ่มนี้มีความสามารถในการโต้ตอบผ่านพันธะไฮโดรเจนกับโซ่อื่น ๆ ซึ่งสามารถใช้การจัดเรียงแบบผลึกได้ด้วยความสม่ำเสมอและสมมาตร
กล่าวอีกนัยหนึ่งไนลอนมีคุณสมบัติทั้งหมดที่จำเป็นในการมีคุณสมบัติเป็นเส้นใย
โพลีคาร์บอเนต
เป็นพลาสติกโพลีเมอร์โปร่งใส (ส่วนใหญ่เป็นเทอร์โมพลาสติก) ซึ่งใช้ทำหน้าต่างเลนส์เพดานผนัง ฯลฯ ภาพด้านบนแสดงเรือนกระจกที่ทำด้วยโพลีคาร์บอเนต
โครงสร้างโพลีเมอร์เป็นอย่างไรและชื่อโพลีคาร์บอเนตมาจากไหน? ในกรณีนี้ไม่ได้กล่าวถึงไอออน CO 3 2-อย่างเคร่งครัดแต่สำหรับกลุ่มนี้ที่เข้าร่วมในพันธะโควาเลนต์ภายในห่วงโซ่โมเลกุล:
ดังนั้น R สามารถเป็นโมเลกุลประเภทใดก็ได้ (อิ่มตัวไม่อิ่มตัวอะโรมาติก ฯลฯ ) ส่งผลให้มีโพลีเมอร์โพลีคาร์บอเนตตระกูลกว้าง
โพลีสไตรีน
เป็นโพลีเมอร์ชนิดหนึ่งที่พบบ่อยในชีวิตประจำวัน ถ้วยพลาสติกของเล่นคอมพิวเตอร์และโทรทัศน์และส่วนหัวของนางแบบในภาพด้านบน (รวมถึงวัตถุอื่น ๆ ) ทำจากโพลีสไตรีน
โครงสร้างโพลีเมอร์ประกอบด้วยการรวมกันของ n สไตรีนสร้างห่วงโซ่ที่มีส่วนประกอบของอะโรมาติกสูง (วงแหวนหกเหลี่ยม):
โพลีสไตรีนสามารถใช้ในการสังเคราะห์โคพอลิเมอร์อื่น ๆ เช่น SBS (โพลี (สไตรีน - บิวทาไดอีน - สไตรีน)) ซึ่งใช้ในงานที่ต้องใช้ยางทน
พอลิเตตราฟลูออโรเอทิลีน
หรือที่เรียกว่าเทฟลอนเป็นโพลีเมอร์ที่มีอยู่ในเครื่องครัวหลายชนิดที่มีฤทธิ์ป้องกันการติด (กระทะดำ) วิธีนี้ช่วยให้สามารถทอดอาหารได้โดยไม่ต้องใส่เนยหรือไขมันอื่น ๆ
โครงสร้างของมันประกอบด้วยโซ่พอลิเมอร์ "ปกคลุม" โดยอะตอม F ทั้งสองด้าน F เหล่านี้มีปฏิกิริยากับอนุภาคอื่น ๆ อย่างอ่อนมากเช่นอนุภาคที่มันเยิ้มทำให้ไม่เกาะติดกับพื้นผิวของกระทะ
อ้างอิง
- ชาร์ลส์อีคาร์ราเฮอร์จูเนียร์ (2018). โพลีเมอร์สังเคราะห์. สืบค้นเมื่อ 7 พฤษภาคม 2018 จาก: chemistryexplained.com
- วิกิพีเดีย (2018) รายชื่อโพลีเมอร์สังเคราะห์ สืบค้นเมื่อ 7 พฤษภาคม 2018 จาก: en.wikipedia.org
- มหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน (2016) โพลีเมอร์ธรรมชาติและสังเคราะห์ สืบค้นเมื่อ 7 พฤษภาคม 2561, จาก: cmu.edu
- ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์พอลิเมอร์. (2018) โพลีเมอร์สังเคราะห์. สืบค้นเมื่อ 7 พฤษภาคม 2561, จาก: pslc.ws
- ยัสซีนมราเบท. (29 มกราคม 2553). ไนลอน 3D . สืบค้นเมื่อ 07 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org
- พอร์ทัลการศึกษา (2018) คุณสมบัติของโพลีเมอร์ สืบค้นเมื่อ 7 พฤษภาคม 2561 จาก: portaleducativo.net
- ตำราทางวิทยาศาสตร์. (23 มิถุนายน 2556). โพลีเมอร์สังเคราะห์. สืบค้นเมื่อ 7 พฤษภาคม 2018 จาก: textscientificos.com