Transcript พอลิเมอร์ ( Polymer)

พอลิเมอร์ ( Polymer) คือ สารประกอบที่มโี มเลกุลขนาด
ใหญ่ (โมเลกุลยักษ์ ) พอลิเมอร์ บางชนิดเกิดขึน้ ตามธรรมชาติ
เช่ น แป้ง ไกลโคเจน เซลลูโลส ยางธรรมชาติ กรดนิวคลิอกิ เป็ น
ต้ น ( พอลิเมอร์ สังเคราะห์ ส่วนใหญ่ มีมวลโมเลกุล 10000-1000000 )
- เป็ นสารอินทรีย์ทมี่ ขี นาดใหญ่
- มวลโมเลกุลสู งมาก
- มีจุดหลอมเหลวไม่ แน่ นอน (ขึน้ อยู่กบั ขนาดของพอลิเมอร์ )
พอลิเมอร์ เกิดจากการรวมตัวกันของสารตั้งต้ นโมเลกุลเล็ก ๆ
จานวนมาก สารตั้งต้ นเหล่ านี้ เรียกว่ า มอนอเมอร์
พอลิเมอร์ ประกอบด้ วย
หน่ วยย่ อยที่ เรียกว่ า มอนอเมอร์
มอนอเมอร์ ( Monomer) คือ หน่ วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์
มอนอเมอร์ + มอนอเมอร์ + มอนอเมอร์ + ........ = พอลิเมอร์
พอลิเมอร์ แบ่ งตามการเกิดเป็ นเกณฑ์
1. พอลิเมอร์ แบ่ งตามการเกิดเป็ นเกณฑ์
แยกออกเป็ น 2 ชนิด คือ
ก. พอลิเมอร์ ธรรมชาติ เป็ นพอลิเมอร์ ที่เกิดขึน้ เอง
ตามธรรมชาติ เช่ น โปรตีน แป้ง เซลลูโลส ยางธรรมชาติ
ไกลโคเจน กรดนิวคลีอิก ใยไหม และใยหิ น
ข. พอลิเมอร์ สังเคราะห์ เป็ นพอลิเมอร์ ที่เกิดจากการสั งเคราะห์
เพือ่ ใช้ ประโยชน์ ต่างๆ เช่ น พลาสติก พอลิเอทิลลีน พอลิไวนิลคลอไรด์
และ พอลิสไตรีน ไนลอน ดาครอน
ตัวอย่ างพอลิเมอร์ ในธรรมชาติ
กลูโคส
แป้ ง
กลูโคส
เซลลูโลส
กรดอะมิโนหลายชนิด
นิวคลีโอไทด์ หลายชนิด
ไอโซพรีน
ยางพารา
โปรตีน
กรดนิวคลีอิก
พอลิเมอร์ สังเคราะห์
- พอลิเมอร์ สังเคราะห์ เป็ นผลิตภัณฑ์ ปิโตรเลียม
- เกิดจากการนาผลิตภัณฑ์ ที่ได้ จากกลัน่ นา้ มันดิบมาเป็ น
สารตั้งต้ นในการผลิตมอนอเมอร์ และนามอนอเมอร์ มาผลิตเป็ น
พอลิเมอร์ เช่ น พลาสติก เส้ นใยสั งเคราะห์ เมลามีน
เบกาไลต์ พอลิยูรีเทน เป็ นต้ น
พอลิเมอร์ แบ่ งตามชนิดของมอนอเมอร์
2. พอลิเมอร์ แบ่ งตามชนิดของมอนอเมอร์
ที่เป็ นองค์ ประกอบในโมเลกุล เป็ น 2 ชนิด คือ
ก. โฮโมพอลิเมอร์ (Homopolymer) คือ พอลิเมอร์
ที่ประกอบหน่ วยเล็ก ๆ ของมอนอเมอร์ ชนิดเดียวกัน เช่ น
แป้งเป็ นพอลิเมอร์ ทปี่ ระกอบด้ วยมอนอเมอร์ ทเี่ ป็ นกลูโคส
เหมือนกันหมด พลาสติก PE เป็ นพอลิเมอร์ ที่ประกอบด้ วย
มอนอเมอร์ เอทิลนี
พอลิเมอร์ แบ่ งตามชนิดของมอนอเมอร์
ข. โคพอลิเมอร์ หรือพอลิเมอร์ ร่วม (Copolymer) คือ
พอลิเมอร์ ที่ประกอบด้ วยหน่ วยเล็ก ๆ ของมอนอเมอร์ ต่างชนิด
กันเช่ น โปรตีน ประกอบด้ วยกรดอะมิโนชนิดต่ าง ๆ
มาต่ อเชื่อมกันด้ วยพันธะเพปไทด์ พอลิเอสเทอร์
พอลิเอไมด์ ยาง เอสบีอาร์
โครงสร้ างของพอลิเมอร์ .....
ก. พอลิเมอร์ แบบเส้ น (Chain length polymer)
เป็ นพอลิเมอร์ ที่เกิดจากมอนอเมอร์ สร้ างพันธะ โคเวเลนต์
ยึดกันเป็ นสายโซ่ ยาว ประกอบด้ วยมอนอเมอร์ เฉลีย่ 50หน่ วยถึง
500 หน่ วย เช่ น พอลิไวนิลคลอไรด์ พอลิเอทิลนี ความหนาแน่ นสู ง
และพอลิแอทิลนี เทเรฟทาเลต PS (พอลิสไตรีน) พอลิโพรพิลนี
PP
พอลิเมอร์ แบบเส้ น
โครงสร้ างพอลิเมอร์ แบบเส้ น (linear polymer)
เกิดจากมอนอเมอร์ยดึ ต่อกันเป็ นสายยาว
โซ่พอลิเมอร์เรี ยงชิดกันมากกว่าแบบอื่น
มีความหนาแน่นสูง
มีจุดหลอมเหลวสูง
มีความยืดหยุน่ ได้มาก
ลักษณะแข็ง เหนียวและขุ่นมากกว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ
ได้รับความร้อนจะอ่อนตัวและเมื่ออุณหภูมิลดลงจะแข็งตัวใหม่
สามารถเปลี่ยนสถานะกลับไป-มาได้โดยไม่ทาให้สมบัติของ
พอลิเมอร์ เปลี่ยนแปลง
คุณสมบัติ
โครงสร้ างแบบเส้ น
1.โค้งงอได้มาก
2.อ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อนแข็งตัวเมื่ออุณหภูมิลดลง และ
เปลี่ยนรู ปร่ างกลับไปมาได้
3.มีความหนาแน่นและมีจุดหลอมเหลวสูง ยืดหยุน่ ได้มากที่สุด
ข. พอลิเมอร์ แบบกิง่ (Branched polymer)
เป็ นพอลิเมอร์ ที่เกิดจากมอนอเมอร์ ยดึ กันแตกกิง่ ก้ านสาขา มี
ทั้งโซ่ ส้ั นและโซ่ ยาว กิง่ ที่แตกออกจากพอลิเมอร์ ของโซ่ หลักทาให้
ไม่ สามารถจัดเรียงโซ่ พอลิเมอร์ ให้ ชิดกันได้ มาก
ตัวอย่ าง
PE (พอลิเอทิลนี ) ชนิดความหนาแน่ นต่า
พอลิเมอร์ แบบกิง่
โครงสร้ างพอลิเมอร์ แบบกิง่ (branched polymer)
เป็ นโครงสร้างที่มีโซ่กิ่งแตกออกจากโครงสร้างหลัก
โซ่กิ่งมีท้ งั ชนิดโซ่ส้ นั และโซ่ยาว
โซ่พอลิเมอร์ไม่สามารถจัดเรี ยงให้ชิดกันได้มาก
ความหนาแน่นจึงต่า
มีจุดหลอมเหลวต่า
มีความยืดหยุน่ ได้นอ้ ย
ได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่ออุณหภูมิลดลงจะแข็งตัวใหม่
สามารถเปลี่ยนสถานะกลับไปกลับมาได้โดยไม่ทาให้สมบัติของพอ
ลิเมอร์เปลี่ยนแปลง
ได้แก่ พอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่า
คุณสมบัติ
2. โครงสร้างแบบกิ่ง
1. โค้งงอได้
2. ยืดหยุน่ ได้ มีความหนาแน่นต่า และมีจุดหลอมเหลวต่ากว่า
พอลิเมอร์แบบเส้น
3. อ่อนตัวเมื่อได้ รับความร้ อนแข็งตัวเมื่ออุณหภูมิลดลง
และเปลีย่ นรูปร่ างกลับไปมาได้
ค. พอลิเมอร์ แบบร่ างแห (Cross-linking polymer)
เป็ นพอลิเมอร์ ที่เกิดจากมอนอเมอร์ ต่อเชื่อมกันเป็ น
ร่ างแห พอลิเมอร์ ชนิดนีม้ ีความแข็งแกร่ งและเปราะหักง่ าย
ตัวอย่ าง
เบกาไลต์ เมลามีนใช้ ทาถ้ วยชาม
พอลิเมอร์ แบบร่ างแห
โครงสร้างพอลิเมอร์ แบบร่ างแห
โครงสร้างมีความแข็งแรงมาก ไม่ยดื หยุน่
ได้รับความร้อนจะไม่อ่อนตัว ไม่ติดไฟ
ได้แก่ พอลิยเู รี ยฟอร์ มลั ดีไฮด์ ใช้ทา เบกาไลด์ เมลามีน ใช้
ทาถ้วยชาม
3. โครงสร้ างแบบร่ างแห
1. มีความแข็งมาก ไม่ ยดื หยุ่นหรือโค้ งงอ
2. เมื่อได้ รับความร้ อนจะไม่ หลอม และไม่ สามารถเปลีย่ นแปลง
รู ปร่ างได้
พอลิเมอร์ ไรเซชัน (Polymerization)
พอลิเมอร์ ไรเซชัน (Polymerization) คือ
กระบวนการเกิดสารที่มโี มเลกุลขนาดใหญ่ (พอลิเมอร์ )
จากสารที่มีโมเลกุลเล็ก (มอนอเมอร์ ) ปฏิกริ ิยาเคมีทเี่ กิดขึน้
จากกระบวนการนี้ เรียกว่ า ปฏิกริ ิยาพอลิเมอร์ ไรเซชัน
(Plymerization reaction)
ก.ปฏิกริ ิยาพอลิเมอร์ ไรเซชันแบบเดิม
(Addition polymerization reaction)
 ปฏิกริ ิยาพอลิเมอร์ ไรเซชันแบบเติม หมายถึง ปฏิกริ ิยาทีเ่ กิดจาก
มอนอเมอร์ มารวมกันโดยไม่ มีสารโมเลกุลเล็ก ๆเกิดขึน้ ส่ วนใหญ่ จะ
เกิดจากมอนอเมอร์ ที่เป็ นสารอินทรีย์ไม่ อมิ่ ตัว เช่ น เอทิลนี
โพรพิลนี ไวนิลคลอไรด์ และสไตรีน เป็ นต้ น
ข. ปฏิกริ ิยาพอลิเมอร์ ไรเซชันแบบควบแน่ น
(Condensationpolymerization reaction)
ปฏิกริ ิยาพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่ น หมายถึง ปฏิกริ ิยาทีเ่ กิดจาก
มอนอเมอร์ ทมี่ ีหมู่ฟังก์ชันมากกว่ า 1 หมู่ มาทาปฏิกริ ิยากัน และเกิด
ผลิตภัณฑ์ เป็ นโมเลกุลเล็ก ๆ ด้ วย เช่ น H2O , HCl , NH3 ,
CH3OH เป็ นต้ น เช่ น พอลิยูเรียฟอร์ มัลดีไฮด์ โปรตีน แป้ง ไนลอน
เป็ นต้ น
ปฏิกริ ิยาพอลิเมอร์ ไรเซชัน(POLYMERIZATION)
พอลิเมอร์ ไรเซชัน
แบบควบแน่ น
เกิดจากมอนอเมอร์ ทมี่ ีหมู่ฟังก์ชัน
ต่ างกันทาปฏิกริ ิยากัน
ตัวอย่ างเช่ น - NH2กับ -COOH
- OH กับ -COOH
ได้ พอลิเมอร์ และสารโมเลกุลเล็ก เช่ น
H2O,HCl, NH3, CH3OH เกิดขึน้ ด้ วย
แบบเติม
เกิดจากมอนอเมอร์ ที่เป็ น
สารไฮโดรคาร์ บอนไม่ อมิ่ ตัว
ตัวอย่ างเช่ นเอทิลนี โพรพิลนี
สไตรีน ไวนิลคลอไรด์
ได้ ผลิตภัณฑ์ เป็ นพอลิเมอร์
เพียงสารเดียว
พอลิเมอร์ สังเคราะห์ ที่เตรียมจากปฏิกิริยา
พอลิเมอร์ ไรเซชันแบบเติม
1. พอลิเอทิลนี
สมบัติ
สูตรโมเลกุล : - CH2- CH2 -
1. ป้ องกันการผ่ านของไอน้าได้ ดี แต่ ยอมให้ อากาศผ่ านได้ เล็กน้ อย
2. เป็ นแผ่ นฟิ ล์ มใส เหนียว ทนสารเคมี ทนกรด-เบส
การนาไปใช้
1. ถุงพลาสติกชนิดใส่ ของเย็น ถุงขยะ
2. ของเล่ น ท่ อน้า ฉนวนห้ ุมสายไฟฟ้ า
3. เคลือบกล่ องกระดาษใส่ นม
2. พอลิโพรพิลีน
สู ตรโมเลกุล : - CH2- CH CH3
สมบัติ
1. เหนียว แข็งแรง และผิวเป็ นมันวาว
2. ทนต่ อแรงดึง ทนต่ อการขีดข่ วน
3. ไม่ ว่องไวต่ อสารเคมี ทนน้า
การนาไปใช้
1. ทาภาชนะบรรจสุ ารเคมี
2. กระเป๋ าเดินทาง พรม เชือก
3. เครื่ องมือแพทย์ เช่ น หลอดฉีดยา และเครื่ องมือ
ในห้ องปฏิบัติการ
3. พอลิไวนิลคลอไรด์
สู ตรโมเลกุล : - CH2 - CH Cl
สมบัติ
1. แข็งและคงรูป ทนต่ อความชื้น สารเคมีและการขัดถู
2. ทนต่ อการกัดแทะของแมลง และไม่ เป็ นเชื้อรา
3. ไม่ ทนความร้ อนและแสง
การนาไปใช้
1. กระเบื้องยางปพู นื้ ท่ อน้า หนังเทียม เสื้อกันฝน
2. บัตรเครดิต ฉนวนห้ ุมสายไฟฟ้ า แผ่ นเสียง
4. พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน(Teflon)
สูตรโมเลกุล : - CF2 - CF2 สมบัติ
1. เหนียว ทนสารเคมีดที ุกช่ วงอณ
ุ หภูมิ ทนความร้ อนได้ ดมี าก
ทีอ่ ณ
ุ หภูมิสูง
2. ไม่ นาไฟฟ้ า ผิวลืน่ ไม่ ยดึ ติดภาชนะ ทนต่ อแรงกระแทก
การนาไปใช้
1. เคลือบผิวภาชนะหุงต้ มเพือ่ ไม่ ให้ อาหารติดภาชนะ ฉนวนไฟฟ้ า
2. ปะเก็น วงแหวนลกู สูบ และลกู ปื นในเครื่ องยนต์
3. เคลือบสายเคเบิล สายไฟฟ้ า
5. พอลิสไตรีน
สมบัติ
1. แข็งมากแต่ เปราะ ไม่ ทนต่ อตัวทาละลายอินทรี ย์ แต่ ทนต่ อกรด
และเบส
2. ใส โปร่ งแสง ผิวเรี ยบ ไม่ นาไฟฟ้ า
การนาไปใช้
1. ภาชนะบรรจตุ ่ างๆ ทีใ่ ช้ แล้ วทิง้ ชิ้นส่ วนประกอบของต้ ูเย็น
เครื่ องเรื อน ตลับเทป กล่ องใสใส่ อาหาร
2. โฟมบรรจอุ าหาร
3. ฉนวนสาหรั บกระติกน้าร้ อน น้าเย็น วัสดลุ อยน้า
6. พอลิเมทิลเมทาคริเลต
สมบัติ
สู ตรโครงสร้ าง : - CH2 – CH CO2CH3
1. ใส โปร่ งแสง ทนต่ อแรงกระแทก ทนต่ อสภาพดินฟ้ าอากาศ
2. ทนต่ อการขีดข่ วนได้ น้อยกว่ าแก้ ว
การนาไปใช้
1. กระจกครอบไฟท้ ายรถยนต์
2. เลนส์ แว่ นตา เลนส์ สัมผัส
3. ไม้ บรรทัดชนิดใส วัสดทุ นั ตกรรม
7. พอลิอะคริโลไนไตรด์
สู ตรโมเลกุล : - CH2 – CH CN
สมบัติ
1. แข็ง เหนียว ทนต่ อความชื้นสารเคมี และเชื้อรา
2. ทนต่ อสภาพดินฟ้าอากาศ ทนต่ อการขีดข่ วน
การนาไปใช้
1. ผ้ าโอรอน
2. ด้ ายสาหรับถักพรม ถุงเท้ า
3. เสื้อผ้ าเด็ก
ผลิตภัณฑ์ จากพอลิเมอร์
1. พลาสติก เป็ นพอลิเมอร์ สังเคราะห์ มีคุณสมบัติอ่อนตัวเมื่อได้ รับความ
ร้ อนจึงทาให้ สามารถหลอมขึน้ รูปเป็ นผลิตภัณฑ์ ต่างๆ ได้ มากมายหลายรูป
แบบ และยังเป็ นวัสดุเอนกประสงค์ ทมี่ ีประโยชน์ สามารถใช้ แทนวัสดุอนื่ ได้
นานับประการ
การศึกษาชนิดของพลาสติกทาได้ โดยการตรวจสอบสมบัติบาง
ประการ เช่ น ความเหนียว ความแข็ง ความทนทานต่ อการขีดข่ วน ความ
หนาแน่ น การละลาย และการเผาไหม้ เป็ นต้ น พลาสติกต่ างชนิดกันย่ อม
มีสมบัติแตกต่ างกัน และจะไม่ ละลายในนา้ แต่ ละลายได้ ดีในตัวทาละลาย
อินทรีย์และละลายได้ ดีในตัวทาละลายทีม่ ีข้วั เช่ น เฮกเซน โทลูอนี ไซลีน
พลาสติก.....
พลาสติก (Plastic) คือ สารที่สามารถทาให้ เป็ นรูปต่ างๆได้ ด้วย
ความร้ อน พลาสติกเป็ นพอลิเมอร์ ขนาดใหญ่ มวลโมเลกุลมาก
สมบัติ เสถียร สลายตัวยาก มีมวลน้ อย เบา เป็ นฉนวนความร้ อน
และไฟฟ้าที่ดี ส่ วนมากอ่ อนตัวและหลอมเหลว เมื่อได้ รับความร้ อน
การจาแนกพลาสติกตามกรรมวิธีการผลิต
1) เทอร์ มอพลาสติก(Thermoplastic)
เป็ นพลาสติกที่อ่อนตัวเมื่อได้ รับความร้ อน และเมื่ออุณหภูมิ
ลดลงจะแข็งตัว ถ้ าให้ ความร้ อนอีกก็จะอ่ อนตัว และสามารถทา
ให้ กลับเป็ นรู ปร่ างเดิมหรือเปลีย่ นรู ปร่ างได้ โดยสมบัติของ
พลาสติกไม่ เปลีย่ นแปลง จึงสามารถนากลับมาใช้ ใหม่ ได้ พอลิ
เมอร์ แบบนีม้ ีโครงสร้ างแบบเส้ นหรือโซ่ กงิ่ มีการเชื่ อมต่ อ
ระหว่ างโซ่ พอลิเมอร์ น้อยมาก เช่ น พอลิเอทิลนี พอลิโพรพิลนี
พอสไตรีน
2) พลาสติกเทอร์ มอเซ็ต (Thermosettingplastic)
เป็ นพลาสติกที่ขนึ้ รู ปด้ วยการผ่ านความร้ อนหรือแรงดัน
แล้ วจะไม่ สามารถนากลับมาขึน้ รู ปใหม่ ได้ อกี เพราะพอลิเม
อร์ ประเภทนีม้ ีการเชื่อมต่ อระหว่างโซ่ โมเลกุลแบบร่ างแห เมื่อ
แข็งตัวแล้ วจะมีความแข็งมาก ทนต่ อความร้ อนและความดัน
ได้ ดกี ว่ าเทอร์ มอพลาสติก ถ้ าทาให้ มีอุณหภูมิสูงมากจะแตก
และไหม้ เป็ นเถ้ า เช่ น พอลิฟีนอลฟอร์ มาลดีไฮด์ พอลิเมลามีน
ฟอร์ มาลดีไฮด์ และพอลิยูรีเทน
การผลิตพลาสติกโดยอาศัยแม่ แบบ 5 วิธี ดังนี้
1. การอัดแบบ (compression moulding) ทาโดยเอาผงหรือเม็ดพลาสติก
ใส่ ลงไปในเบ้ าของแบบทีร่ ้ อน เมื่อพลาสติกหลอมเหลวก็ใช้ แม่ แบบที่ร้อน
อีกอัน อัดลงไปทาให้ พลาสติกนั้นไหลเข้ าเต็มแบบ เมื่อพลาสติกเย็นลง
จะแข็งตัว มีรูปทรงเหมือนแม่ แบบ เช่ น จาน ชาม อ่างซักผ้ า
2.การฉีดเข้ าแบบ (injection moulding ) ใส่ เม็ดพลาสติกลงในเครื่องทีใ่ ห้
ความร้ อนเพือ่ หลอมเป็ นของเหลว แล้วใช้ แรงอัดฉีดพลาสติกเข้ าไปในแบบ
เมื่อพลาสติกเย็นจะเกิดรูปร่ างตามแบบ จากนั้นเปิ ดแบบแกะเอาพลาสติก
สาเร็จรูปออกมา เช่ น โทรศัพท์ ถังนา้ ตะกร้ าใส่ ผง
3.การอัดแบบดูดเอาอากาศออก( vacuum moulding) ทาโดยนาพลาสติก
แผ่ นมายึดติดกับแบบ แล้วให้ ความร้ อนจนพลาสติกอ่อนตัว แล้วดูดอากาศ
ออกจนกระทัง่ พลาสติกแนบติดกับแม่ แบบ เช่ น ทีว่ างไข่ ในตู้เย็น ที่ทานา้ แข็ง
(ต่อ)
4. การอัดแบบลมเป่ า(blow moulding) ทาโดยอัดพลาสติกเหลวเข้ าไป
ในช่ องแม่ แบบทีอ่ ยู่ด้านล่ าง เมื่อแม่ แบบเข้ ามาประกบติดกัน จากนั้น
ฉีดอากาศเข้ าไปทางปลายบนของพลาสติก อากาศจะดันพลาสติกให้
โป่ งออกไปแนบกับแม่ แบบ เช่ น ขวดพลาสติก ของเล่ นสาหรับเด็ก
5. การอัดต่ อเนื่อง (extrusion) ทาโดยใส่ เม็ดพลาสติกผงหรือเม็ดลงใน
เครื่องอัดแบบเกลียวทีม่ ีเครื่องทาความร้ อนอยู่ ทาให้ พลาสติกอ่ อนตัว
แล้ วเกลียวในเครื่องก้ จะดันพลาสติกผ่ านหัวฉีดทีม่ ีรูปร่ างต่ างๆออกมา
ต่ อเนื่องกัน เช่ น ท่ อนา้ สายฉีดนา้ เส้ นใยต่ างๆ ถุงพลาสติก
FIBERS
เส้ นใย....
เส้ นใย (Fibers) คือ พอลิเมอร์ ชนิดหนึ่งที่
มีโครงสร้ างของโมเลกุลสามารถนามาเป็ นเส้ นด้ าย
เส้ นใยจาแนกตามลักษณะการเกิดได้ ดังนี้
เส้ นใยเซลลูโลส
เส้ นใยธรรมชาติ
เส้ นใยสั งเคราะห์
เส้ นใยโปรตีน
เส้ นใยไหม
ลินิน ปอ เส้ นใยสั บปะรด นุ่น
ใยมะพร้ าว ขนแกะ ขนแพะ
ขนสั ตว์ เช่ น ขนแกะ ขนแพะ
เส้ นใยจากรังไหม
เซลลูโลสแอซีเตด ไนลอน ดาครอน Orlon
เส้ นใย (FIBERS)
เส้ นใย
เส้ นใยธรรมชาติ
เส้ นใยจากพืช
เส้ นใยจากสัตว์
เส้ นใยจากสินแร่
เส้ นใยสังเคราะห์
เส้ นใยสังเคราะห์ จากสารเคมี
สารธรรมชาติมาปรุ งแต่ งขึน้
ใหม่
เส้ นใย แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. เส้ นใยธรรมชาติ ได้ จากแหล่งธรรมชาติโดยตรง ดังนี้
1.1 เส้ นใยจากพืช ประกอบด้ วยเซลลูโลสเป็ นส่ วนใหญ่ ได้ จาก
ส่ วนต่ างๆของพืช เช่ น จากเมล็ด ได้ แก่ นุ่น ฝ้ าย จากลาต้ น ได้ แก่ ลินิน
ป่ าน ปอ จากใบ ได้ แก่ อะบากา สั บปะรด ป่ านศรนารายณ์
1.2 เส้ นใยจากสั ตว์ ประกอบด้ วยโปรตีนเป็ นส่ วนใหญ่ เช่ น ไหม
แกะ แพะ ไก่ นก กระต่ าย อูฐ มิงค์
1.3 เส้ นใยจากสิ นแร่ เช่ น ใยหิน
2. เส้ นใยสังเคราะห์ ซึ่งทนความร้ อน และทนต่ อสารเคมีได้ ดีกว่าเส้ นใย
ธรรมชาติ และทนแรงดึงสู ง ดังนี้
2.1 เส้ นใยสั งเคราะห์ จากสารเคมี เช่ น พอลิเอไมด์ พอลิเอสเทอร์
2.2 เส้ นใยทีไ่ ด้ จากการนาสารธรรมชาติมาปรุงแต่ งขึน้ ใหม่ เช่ น
เซลลูโลสจากพืช โปรตีนจากพืชและสั ตว์ ได้ แก่ เรยอน พอลิอะคริโลไนไตรด์
ยาง....
ยาง (Rubber) คือ สารที่มีสมบัตยิ ดื หยุ่นได้ ทาให้ เป็ น
รู ปร่ างต่ าง ๆ ได้ เป็ นสารประกอบพอลิเมอร์
กระบวนการวัลคาไนเซชัน
(Vulcanization process) คือ กระบวนการที่ใช้ ในการเพิม่
คุณภาพของยางธรรมชาติ
สมบัติสาคัญประการหนึ่งของยางคือมีความยืดหยุ่นสู ง
ซึ่งเกิดจากโครงสร้ างโมเลกุลของยางทีม่ ีลกั ษณะม้ วนขดไปมา
เป็ นวงและบิดเป็ นเกลียว โดยมีแรงแวนเดอร์ วาลส์ ยดึ เหนี่ยว
ระหว่ างโซ่ ของพอลิเมอร์ เข้ าไว้ด้วยกัน ยางพารามีความ
ต้ านทานแรงดึงสู ง ทนต่ อการขัดถู เป็ นฉนวนที่ดมี ากทนนา้ ทน
นา้ มันจากพืชและจากสั ตว์ แต่ ไม่ ทนต่ อนา้ มันเบนซินและตัวทา
ละลายอินทรีย์ เมื่อได้ รับความร้ อนจะเหนียวและอ่ อนตัว แต่ จะ
แข็งและเปราะที่อณ
ุ หภูมิตา่ กว่าอุณหภูมิห้อง
โครงสร้ างโมเลกุลของยาง
...ยางพารา...
ยางพาราเป็ นพอลิเมอร์ ธรรมชาติที่มนุษย์ นามาใช้ ประโยชน์ เป็ น
เวลาหลายร้ อยปี แล้ ว นา้ ยางสดจากต้ นยางมีลกั ษณะข้ นสี ขาวคล้ าย
นา้ นม มีสารหลายชนิดผสมอยู่ด้วยกัน เมื่อทิง้ ไว้ จะบูดเน่ าได้ ถ้ า
ต้ องการเก็บนา้ ยางดิบไว้เป็ นเวลานานจะต้ องเติมแอมโมเนียลงไปเพือ่
เป็ นสารกันบูดและป้องกันการจับตัวของนา้ ยาง การแยกเนือ้ ยางจากนา้
ยางทาได้ โดยเติมกรดบางชนิด เช่ น กรดแอซีติก (CH3COOH) หรือ
กรดฟอร์ มิก (HCOOH) เจือจาง เพือ่ ทาให้ เนือ้ ยางรวมตัวเป็ นก้ อน
ตกตะกอนแยกออกมา โดยทั่วไปนา้ ยางสดมีเนือ้ ยางอยู่ประมาณร้ อยละ
25-45 ทั้งนี้ ขึน้ กับพันธุ์ยาง อายุของต้ นยาง และฤดูกาลกรีดยาง เนือ้
ยางที่ได้ เรียกว่ า ยางดิบ
สวนยางพารา
การกรีดนา้ ยาง
นา้ ยางพาราดิบที่กรีดจากต้ น
โครงสร้ างทางเคมีของเนือ้ ยาง
ประกอบด้ วยมอนอเมอร์ ไอโซพรีน
(isoprene) ที่เชื่อมต่ อกันอยู่ในช่ วง 1500 ถึง
15000 หน่ วย มีสูตรดังนี้
ยางพารา (ซิสพอลิไอโซพรีน)
สู ตรเคมีของไอโซพรีนคือ C5H8
มีสูตรโครงสร้ างดังนี้
H2C
H3C
C
C
ยางกัตตา
CH2
H
...โฟม...
พลาสติกที่ฟูหรือขยายตัว ซึ่งพลาสติกก็มีอยู่ มากมาย
หลายประเภท และ ในบรรดาพลาสติกหลายประเภทที่มีใน
โลกนั้น หากผ่ านกระบวนการที่ใช้ สารขยายตัว (Blowing
Agent) ก็จะทาให้ พลาสติกนั้นกลายเป็ นโฟมได้ ซึ่ง เรียกกัน
ทั่วไปว่ า Foam Plastic ตัวอย่ างของโฟมพลาสติกที่รู้ จักกัน
ทั่วไปเช่ น ฟองนา้ กล่ องโฟมใส่ อาหาร โฟมแผ่ น โฟมฉีดพ่ น
เพือ่ เป็ นฉนวน เป็ นต้ น ซึ่งโฟมพลาสติกเหล่ านี้ ล้ วนแต่ ผลิต
จากพลาสติกแตกต่ างประเภทกันไป
โฟมพลาสติกประเภท / PS มี 2 ประเภท
1. Expandable / EPS ที่ใช้ บรรจุสินค้ ามีค่าต่ าง ๆ เช่ น
โทรทัศน์ ,ตู้เย็น,เครื่องใช้ ไฟฟ้า และ หมวกกันน็อค โฟมกล่ อง
นา้ แข็ง รวมถึงโฟมแผ่ น และ โฟมก้ อนที่ใช้ ทาถนน เป็ นต้ น
2. Paper / PSP ที่ใช้ ทาถาด หรือ กล่ องโฟมบรรจุอาหาร
1. Expandable หรือ EPS คือโฟม PS ที่ใช้ ก๊ าซ Pentane
(C5H12) ซึ่งเป็ นตระกูลเดียวกับก๊ าซหุงต้ ม หรือ Butane (C4H10)
เป็ นสารที่ทาให้ ขยายตัว (Blowing Agent)
ในระหว่ าง กระบวนการผลิตวัตถุดบิ ที่เรียกว่ า
Polymerization เนือ้ พลาสติก PS จะทาปฏิกริ ิยากักเก็บก๊ าซ
Pentane เอาไว้ ภายในเมื่อนามาผลิตโฟม EPS วัตถุดบิ จะขยาย
ตัว และเมื่อได้ รับความร้ อนจากไอนา้ (Steam) ก็จะกลายเป็ น
เม็ดโฟมขาว ๆ จากนั้นจึงนาไปขึน้ รู ป (Molding)
2. Paper / PSP คือโฟม PS ที่ใช้ ก๊าซหุงต้ มหรือ Butane
(C4H10) เป็ นสารที่ทาให้ ขยายตัววัตถุดบิ ที่ใช้ ก็ คือเม็ดพลาสติก PS
ทั่วไปซึ่งเข้ าสู่ กระบวนการฉีดโดยใช้ สกรู ซึ่งมีความร้ อนจาก
ไฟฟ้า เช่ น เดียวกับการฉีดพลาสติกทั่วไป (Screw Extrusion) เมื่อ
เม็ดพลาสติก PS ผ่ านสกรู ความร้ อนก็จะหลอมตัว ขณะที่จะออก
จากปลายสกรู กจ็ ะ ถูกฉีดก๊ าซ Butane (C4H10) ซึ่งก็คอื แก๊ สหุงต้ ม
ผสม เข้ า ไป ทาปฏิกริ ิยาให้ พลาสติกที่กาลังหลอมนั้นเกิดการ
ขยายตัวประมาณ 20 เท่ า ฉีดออกเป็ นแผ่ นแล้ วม้ วนเข้ า คล้ ายม้ วน
กระดาษ จากนั้นก็จะนาม้ วนโฟม PSP ที่ได้ ไปขึน้ รู ปด้ วยความ
ร้ อนตามลักษณะแม่ พมิ พ์ (Thermal Forming)
ความก้ าวหน้ าทางเทคโนโลยี
ของ
ผลิตภัณฑ์ พอลิเมอร์ สังเคราะห์
ความก้ าวหน้ าทางเทคโนโลยีของ
ผลิตภัณฑ์ พอลิเมอร์ สังเคราะห์
พอลิเมอร์ สังเคราะห์ ที่ใช้ กนั ค่ อนข้ างมากได้ แก่ พลาสติกจะมี
ทั้งชนิดเทอร์ มอพลาสติก เทอร์ มอเซต แต่ จะเป็ นชนิดใดนั้นขึน้ อยู่
กับกระบวนการผลิตและพลาสติกแต่ ละชนิดสามารถนาไปใช้ งาน
แตกต่ างกัน การเพิม่ สมบัติของพลาสติกด้ วยวิธีเติมสารบางชนิด
ลงไปเช่ นเติมสี ให้ เกิดความสวยงามเติมใยแก้ วเพือ่ ให้ เกิดความ
แข็งเพิม่ ขึน้ ทนแรงกระแทกได้ ดีเรียกว่ าไพเบอร์ กลาสเติมผง
แกรไฟต์ เพือ่ ให้ มีสมบัตินาไฟฟ้ า ได้ สาหรับการใช้ ประโยชน์ มี
หลายด้ าน
พลาสติกและการใช้ ประโยชน์ ในแง่ ต่างๆ
พอลิไวนิลคลอไรด์ ผลิตถุงใส่ เลือด
เส้ นเลือดเทียม พอลิเอทิลนิ ใช้ ทาฟันปลอม
ลิน้ หัวใจ กระเพาะปัสสาวะท่ อนา้ ดี
พลาสติกพอลิไวนิลคลอไรด์ (PVC)นามาใช้ คลุมดินเพือ่
รักษาความชุ่ มชื่นและป้องกัน การถูกทาลายของผิวดินทาตาข่ าย
กันแมลงสาหรับการปลูกผักปลอดสารพิษ พอลิเอทิลนิ ใช้ ปูพนื้
ในภาคอีสานเพราะเป็ นดินร่ วนหรือดินทรายไม่ สามารถกักนา้ ไว้
ใช้ ได้
เส้ นใยและการใช้ ประโยชน์ ในงานต่ างๆ
เส้ นใยมีท้ังชนิดพอลิเมอร์ ธรรมชาติและพอลิเมอร์
สั งเคราะห์ พอลิเมอร์ ที่เรียกว่ าเส้ นใยนั้นจะต้ องมี โมเลกุลที่มี
ความยาวอย่ างน้ อย100เท่ าของเส้ นผ่ าศูนย์ กลางปัจจุบนั
ผลิตภัณฑ์ จากเส้ นใยใช้ ทาเชือก ผ้ า ใช้ ทาเสื้อผ้ า
มลพิษทางนา้
แหล่ งที่มาและสาเหตุท่ กี ่ อให้ เกิดมลพิษทางนา้
1. นา้ ทิง้ จากอาคารบ้ านเรือน
2. ฟอสเฟตจากปุ๋ย หรือผงซักฝอก
3. สารเคมีและวัตถุมีพษิ ที่ใช้ ในการเกษตร
4. นา้ มัน
5. จากมลพิษทางอากาศ
ผลกระทบจากมลพิษทางนา้ มีดังนี ้
1. ผลต่ อสุขภาพอนามัย
2. การประมง
3. การเกษตรกรรม
4. ระบบนิเวศ
5. อุตสาหกรรม
การควบคุมและป้องกันมลพิษทางนา้
1. กาหนดมาตรฐานนา้ ทิง้ ของโรงงาน
อุตสาหกรรม
2. ออกกฎหมายบังคับให้ มีระบบบาบัด
นา้ เสีย และมีบทลงโทษที่ชัดเจน
3. ลดการใช้ สารมลพิษในด้ านการเกษตร
อุตสาหกรรม และอื่นๆ
4. เผยแพร่ ข้อมูลความรู้แก่ ประชาชน
ค่ า DO, BOD และ COD
1. DO (Dissolved Oxygen):ค่ าปริมาณออกซิเจนที่
ละลายในนา้ ซึ่งในธรรมชาติ มีค่า DO 5-7 mg/l
2. BOD(Biological Oxygen Demand):ค่ าปริมาณ O2
ที่จุลินทรีย์ต้องการใช้ ย่อยสลายสารอินทรีย์ในนา้
3. COD(Chemical Oxygen Demand):ปริมาณ
ความต้ องการ O2 ของสารเคมีท่ มี ีอยู่ในนา้
ค่ า COD > BOD เสมอ
การพิจารณาคุณภาพของนา้
BODสูง
สารอินทรีย์มาก
ค่ าBOD >100 mg/l
ปริมาณ < 3 mg/l
จัดเป็ นนา้ เสีย
ใช้ O2 มาก
ในนา้ เหลือ O2 อยู่น้อย
การพิจารณาคุณภาพของนา้ (ต่ อ)
BODต่า
ค่ า BOD < 100 mg/l
ปริมาณ O2> 3 mg/l
นา้ ยังไม่ เสีย
สารอินทรีย์น้อย
ใช้ O2 น้ อย
ในนา้ มี O2 มาก
สูตรการคานวณ
1. ปริมาณ O2ในนา้ (1 ลิตร) = 8000CV1
V2
เมื่อกาหนดให้
C= ความเข้ มข้ นของสารละลาย Na2S2O3(mol/l)
V1= ปริมาตรของ Na2S2O3 ที่ใช้ ไทเทรต(ml)
V2= ปริมาตรของนา้ ตัวอย่ างที่นามาวิเคราะห์ (ml)
2. BOD( mg/l) = ปริมาณ O2 ที่ถูกใช้ ไป(mg)
ปริมาตรของนา้
วิธีการกาจัดพลาสติกที่ใช้ แล้ ว
1. ใช้ ปฏิกิริยาทางชีวเคมี
2. ใช้ สมบัตกิ ารละลายในนา้
3. ใช้ แสงแดด
4. ใช้ ความร้ อน
5. นากลับมาใช้ ใหม่
สารประกอบ
ของโลหะที่
เติมเข้ าไปใน
เชื้อเพลิง
โลหะหนัก
การเผาไหม้ ใน
โรงงาน และ
เครื่ องยนต์
CO
CO2
เชื้อเพลิงทีม่ ี N
เป็ นองค์ ประกอบ
NXOY
NO
NO2
การเผาไหม้
เชื้อเพลิง
CXHY
โรงงานทีใ่ ช้ แร่ ถ่าน
หินเป็ นเชื้อเพลิง
สเปรย์ ฉีด และสารที่ใช้
ในเครื่ องทาความเย็น
SO2
CFC
มลพิษทางอากาศ
โลกร้ อนเพิ่มขึ้น
เกิดปรากฏการณ์
เรือนกระจก
CO2
มีผลต่ อฮีโมโกลบิน
CO
H2SO3
H2SO4
ทาลาย O3
รั งสีUVมาก
CFC
เกิดฝนกรด
HNO2
HNO3
SO2
NXOY
ผลของมลพิษทางอากาศ
คาถาม
1. พอลิเมอร์ แบ่ งตามการเกิดเป็ นเกณฑ์ แยกออกเป็ นกี่
ชนิด อะไรบ้ าง
2. โฮโมพอลิเมอร์ และโคพอลิเมอร์ เหมือนหรือต่ างกัน
อย่ างไร
3. จงยกตัวอย่ างพอลิเมอร์ แบบเส้ น
เฉลย
1. ตอบ 2 ชนิด คือพอลิเมอร์ ธรรมชาติและพอลิเมอร์
สั งเคราะห์
2. ตอบ ต่ างกัน ที่ว่าโฮโมพอลิเมอร์ ประกอบไปด้ วยหน่ วย
เล็กๆของมอนอเมอร์ ชนิดเดียวกัน ส่ วนโคพอลิเมอร์ ประ
กอบไปด้ วยหน่ วยเล็กๆ ของมอนอเมอร์ ต่างชนิดกัน
3. ตอบ PVC (พอลิไวนิลคลอไรด์ ) PS (พอลิสไตรีน PE (
พอลิเอทิลนี )
คาถาม
4. กระบวนการเกิดสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ (พอลิมอร์ )
จากสารที่มีโมเลกุลเล็ก (มอนอเมอร์ )เรียกว่ ากระบวนการใด
5. ปฏิกริ ิยาพอลิเมอร์ ไรเซชันแบ่ งออกเป็ นกีแ่ บบ มีอะไรบ้ าง
6. จงยกตัวอย่ างการจาแนกพลาสติกตามกรรมวิธีการผลิตมา
5 อย่ าง
เฉลย
4. ตอบ พอลิเมอร์ ไรเซชัน (Polymerization)
5. ตอบ 2 แบบ คือ ปฏิกริ ิยาพอลิเมอร์ ไรเซชันแบบเดิม
และ ปฏิกริ ิยาพอลิเมอร์ ไรเซชันแบบควบแน่ น
6. ตอบ อัดแบบ หล่ อแบบ เป่ าขึน้ รู ป เส้ นใย โฟม
คาถาม
7. เทอร์ มอพลาสติกและพลาสติกเทอร์ มอเซ็ตแตกต่ าง
กันหรือไม่ อย่ างไร
8.กระบวนการวัลคาไนเซชันเกิดขึน้ ในผลิตภัณฑ์ ชนิด
ใดของพอลิเมอร์
9. Expandable หรือ EPS ใช้ ก๊าซชนิดใดที่ทาให้้โฟม
ขยายตัว
เฉลย
7. ตอบ ต่ างกัน ที่ว่าเทอร์ มอพลาสติกเป็ นพลาสติกที่อ่อนตัวเมื่อ
ได้ รับความร้ อน และเมื่ออุณหภูมิลดลงจะแข็งตัวทาให้ กลับเป็ น
รู ปร่ างเดิมหรือเปลีย่ นรู ปร่ างส่ วนพลาสติกเทอร์ มอเซ็ตเป็ น
พลาสติกที่ขนึ้ รู ปด้ วยการผ่ านความร้ อนหรือแรงดันแล้ วจะไม่
สามารถนากลับมาขึน้ รู ปใหม่ ได้ อกี
8. ตอบ ยาง
9. ตอบ ก๊ าซ Pentane (C5H12) ซึ่งเป็ นตระกูลเดียวกับก๊ าซหุง
ต้ ม หรือ Butane (C4H10) เป็ นสารที่ทาให้ ขยายตัว (Blowing
Agent )
คาถาม
10. จงยกตัวอย่ างพลาสติกที่ใช้ ประโยชน์ ด้านการแพทย์
เฉลย
10. ตอบ พอลิไวนิลคลอไรด์ ผลิตถุงใส่ เลือดเส้ นเลือด
เทียม พอลิเอทิลนิ ใช้ ทาฟันปลอม ลิน้ หัวใจ กระ
เพราะปัสสาวะท่ อนา้ ดี