19
211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย ประเภท ชนิด การเกิด และสมบัติของพอลิเมอร์ พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ มอนอเมอร์ (Monomer) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์ ดังภาพ ประเภทของพอลิเมอร์ แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี 1. แบ่งตามการเกิดเป็นเกณฑ์ เป็น 2 ชนิด คือ ก . พอลิเมอร์ธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ ้นเองตามธรรมชาติ เช่น โปรตีน แป ้ ง เซลลูโลส ไกล โคเจน กรดนิวคลีอิกและยางธรรมชาติ(พอลีไอโซปรีน) ข . พอลิเมอร์สังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก ไนลอน ดาครอน และลูไซต์ เป็นต้น 2. แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ เป็น 2 ชนิด คือ ก . โฮมอพอลิเมอร์ (Homopolymer) เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น แป้ ง(ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นกลูโคสทั ้งหมด) พอลิเอทิลีน PVC (ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นเอ ทิลีนทั ้งหมด) ข . เฮเทอโรพอลิเมอร์ (Heteropolymer) เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน (ประกอบด้วยมอนอเมอร์ที่เป็นกรดอะมิโนต่างชนิดกัน) พอลิเอสเทอร์ พอลิเอไมด์ เป็นต้น

เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

211

เรองท 2 พอลเมอร 2.1 ความหมาย ประเภท ชนด การเกด และสมบตของพอลเมอร พอลเมอร (Polymer) คอ สารประกอบทมโมเลกลขนาดใหญ และมมวลโมเลกลมากประกอบดวยหนวยเลก ๆ ของสารทอาจจะเหมอนกนหรอตางกนมาเชอมตอกนดวยพนธะโควาเลนต

มอนอเมอร (Monomer) คอ หนวยเลก ๆ ของสารในพอลเมอร ดงภาพ

ประเภทของพอลเมอร แบงตามเกณฑตาง ๆ ดงน 1. แบงตามการเกดเปนเกณฑ เปน 2 ชนด คอ ก . พอลเมอรธรรมชาต เปนพอลเมอรทเกดขนเองตามธรรมชาต เชน โปรตน แปง เซลลโลส ไกล

โคเจน กรดนวคลอกและยางธรรมชาต(พอลไอโซปรน) ข . พอลเมอรสงเคราะห เปนพอลเมอรทเกดจากการสงเคราะหเพอใชประโยชนตาง ๆ เชน พลาสตก ไนลอน ดาครอน และลไซต เปนตน

2. แบงตามชนดของมอนอเมอรทเปนองคประกอบ เปน 2 ชนด คอ ก . โฮมอพอลเมอร (Homopolymer) เปนพอลเมอรทประกอบดวยมอนอเมอรชนดเดยวกน เชน

แปง(ประกอบดวยมอนอเมอรทเปนกลโคสทงหมด) พอลเอทลน PVC (ประกอบดวยมอนอเมอรทเปนเอทลนทงหมด)

ข . เฮเทอโรพอลเมอร (Heteropolymer) เปนพอลเมอรทประกอบดวยมอนอเมอรตางชนดกน เชน

โปรตน (ประกอบดวยมอนอเมอรทเปนกรดอะมโนตางชนดกน) พอลเอสเทอร พอลเอไมด เปนตน

Page 2: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

212

3. แบงตามโครงสรางของพอลเมอร แบงออกเปน 3 แบบ คอ ก. พอลเมอรแบบเสน (Chain length polymer) เปนพอลเมอรทเกดจากมอนอเมอรสรางพนธะตอ

กนเปนสายยาว โซพอลเมอรเรยงชดกนมากวาโครงสรางแบบอน ๆ จงมความหนาแนน และจดหลอมเหลวสง มลกษณะแขง ขนเหนยวกวาโครงสรางอนๆ ตวอยาง PVC พอลสไตรน พอลเอทลน ดงภาพ

ข. พอลเมอรแบบกง (Branched polymer) เปนพอลเมอรทเกดจากมอนอเมอรยดกนแตก

กงกานสาขา มทงโซสนและโซยาว กงทแตกจาก พอลเมอรของโซหลก ท าใหไมสามารถจดเรยงโซพอลเมอรใหชดกนไดมาก จงมความหนาแนนและจดหลอมเหลวต ายดหยนได ความเหนยวต า โครงสรางเปลยนรปไดงายเมออณหภมเพมขน ตวอยาง พอลเอทลนชนดความหนาแนนต า ดงภาพ

ค. พอลเมอรแบบรางแห (Croos -linking polymer) เปนพอลเมอรทเกดจากมอนอเมอรตอเชอมกน

เปนรางแห พอลเมอรชนดนมความแขงแกรง และเปราะหกงาย ตวอยางเบกาไลต เมลามนใชท าถวยชาม ดงภาพ หมายเหต พอลเมอรบางชนดเปนพอลเมอรทเกดจากสารอนนทรย เชน ฟอสฟาซน ซลโคน

การเกดพอลเมอร พอลเมอรเกดขนจากการเกดปฏกรยาพอลเมอรไรเซชนของมอนอเมอร พอลเมอรไรเซชน (Polymerization) คอ กระบวนการเกดสารทมโมเลกลขนาดใหญ ( พอลเมอร) จากสารทมโมเลกลเลก ( มอนอเมอร)

Page 3: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

213

ปฏกรยาพอลเมอรไรเซชน

1. ปฏกรยาพอลเมอรไรเซชนแบบเตม (Addition polymerization reaction) คอปฏกรยาพอลเมอรไรเซชนทเกดจากมอนอเมอรของสารอนทรยชนดเดยวกนทม C กบ C จบกนดวยพนธะคมารวมตวกนเกดสารพอลเมอรเพยงชนดเดยวเทานน ดงภาพ

2. ปฏกรยาพอลเมอรไรเซชนแบบควบแนน (Condensation polymerization reaction) คอปฏกรยาพอลเมอรไรเซชนทเกดจากมอนอเมอรทมหมฟงกชนมากกวา 1 หม ท าปฏกรยากนเปนพอลเมอรและสารโมเลกลเลก เชน น า กาซแอมโมเนย กาซไฮโดรเจนคลอไรด เมทานอล เกดขนดวย ดงภาพ

Page 4: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

214

คณสมบตของพอลเมอร

ชนดของคณสมบตของพอลเมอรแบงอยางกวางๆไดเปนหลายหมวดขนกบความละเอยด ในระดบนาโนหรอไมโครเปนคณสมบตทอธบายลกษณะของสายโดยตรงโดยเฉพาะโครงสรางของพอลเมอร ในระดบกลาง เปนคณสมบตทอธบายสณฐานของพอลเมอรเมออยในทวาง ในระดบกวางเปนการอธบายพฤตกรรมโดยรวมของ พอลเมอร ซงเปนคณสมบตในระดบการใชงาน

คณสมบตในการขนสง เปนคณสมบตของอตราการแพรหรอโมเลกลเคลอนไปไดเรวเทาใดในสารละลายของพอลเมอร มความส าคญมากในการน าพอลเมอรไปใชเปนเยอหม

จดหลอมเหลว ค าวาจดหลอมเหลวทใชกบพอลเมอรไมใชการเปลยนสถานะจากของแขงเปนของเหลวแตเปนการเปลยนจากรปผลกหรอกงผลกมาเปนรปของแขง บางครงเรยกวาจดหลอมเหลวผลก ในกลมของพอลเมอรสงเคราะห จดหลอมเหลวผลกยงเปนทถกเถยงในกรณของเทอรโมพลาสตกเชนเทอรโมเซต พอลเมอรทสลายตวในอณหภมสงมากกวาจะหลอมเหลว

พฤตกรรมการผสม โดยทวไปสวนผสมของพอลเมอรมการผสมกนไดนอยกวาการผสมของโมเลกลเลกๆ ผลกระทบนเปนผลจากขอเทจจรงทวาแรงขบเคลอนส าหรบการผสมมกเปนแบบระบบปดไมใชแบบใชพลงงาน หรออกอยางหนง วสดทผสมกนไดทเกดเปนสารละลายไมใชเพราะปฏสมพนธระหวางโมเลกลทชอบท าปฏกรยากนแตเปนเพราะการเพมคาเอนโทรปและพลงงานอสระทเกยวของกบการเพมปรมาตรทใชงานไดของแตละสวนประกอบ การเพมขนในระดบเอนโทรปขนกบจ านวนของอนภาคทน ามาผสมกน เพราะโมเลกลของพอลเมอรมขนาดใหญกวาและมความจ าเพาะกบปรมาตรเฉพาะมากกวาโมเลกลขนาดเลก จ านวนของโมเลกลทเกยวของในสวนผสมของพอลเมอรมคานอยกวาจ านวนในสวนผสมของโมเลกลขนาดเลกทมปรมาตรเทากน คาพลงงานในการผสมเปรยบเทยบไดตอหนวยปรมาตรส าหรบสวนผสมของพอลเมอรและโมเลกลขนาดเลก มแนวโนมเพมขนของพลงงานอสระในการผสมสารละลายพอลเมอรและท าใหการละลายของพอลเมอรเกดไดนอย สารละลายพอลเมอรทเขมขนพบนอยกวาทพบในสารละลายของโมเลกลขนาดเลก ในสารละลายทเจอจาง คณสมบตของพอลเมอรจ าแนกโดยปฏกรยาระหวางตวท าละลายและพอลเมอร ในตวท าละลายทด พอลเมอรจะพองและมปรมาตรมากขน แรงระหวางโมเลกลของตวท าละลายกบหนวยยอยจะสงกวาแรงภายในโมเลกล ในตวท าละลายทไมด แรงภายในโมเลกลสงกวาและสายจะหดตว ในตวท าละลายแบบธตา หรอสถานะทสารละลายพอลเมอรซงมคาของสมประสทธ วเรยลทสองเปนศนย แรงผลกระหวางโมเลกลของพอลเมอรกบตวท าละลายเทากบแรงภายในโมเลกลระหวางหนวยยอย ในสภาวะน พอลเมอรอยในรปเกลยวอดมคต

Page 5: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

215

การแตกกง การแตกกงของสายพอลเมอรมผลกระทบตอคณสมบตทงหมดของพอลเมอร สายยาวทแตกกงจะเพมความเหนยว เนองจากการเพมจ านวนของความซบซอนตอสาย ความยาวอยางสมและสายสนจะลดแรงภายในพอลเมอรเพราะการรบกวนการจดตว โซขางส นๆลดความเปนผลกเพราะรบกวนโครงสรางผลก การลดความเปนผลกเกยวของกบการเพมลกษณะโปรงใสแบบกระจกเพราะแสงผานบรเวณทเปนผลกขนาดเลก ตวอยางทดของผลกระทบนเกยวของกบขอบเขตของลกษณะทางกายภาพของพอลเอทลน พอลเอทลนความหนาแนนสงมระดบการแตกกงต า มความแขงและใชเปนเหยอกนม พอลเอทลนความหนาแนนต า มการแตกกงขนาดสนๆจ านวนมาก มความยดหยนกวาและใชในการท าฟลมพลาสตก ดชนการแตกกงของพอลเมอรเปนคณสมบตทใชจ าแนกผลกระทบของการแตกกงสายยาวตอขนาดของโมเลกลทแตกกงในสารละลาย เดนไดรเมอรเปนกรณพเศษของพอลเมอรทหนวยยอยทกตวแตกกง ซงมแนวโนมลดแรงระหวางโมเลกลและการเกดผลก พอลเมอรแบบเดนดรตกไมไดแตกกงอยางสมบรณแตมคณสมบตใกลเคยงกบเดนไดรเมอรเพราะมการแตกกงมากเหมอนกน

การเตมพลาตซเซอร การเตมพลาสตซเซอรมแนวโนมเพมความยดหยนของพอลเมอร พลาสตซเซอรโดยทวไปเปนโมเลกลขนาดเลกทมคณสมบตทางเคมคลายกบพอลเมอร เขาเตมในชองวางของพอลเมอรทเคลอนไหวไดดและลดปฏกรยาระหวางสาย ตวอยางทดของพลาสตซเซอรเกยวของกบพอลไวนลคลอไรดหรอพวซ พวซทไมไดเตมพลาสตซเซอรใชท าทอ สวนพวซทเตมพลาสตซเซอรใชท าผาเพราะมความยดหยนมากกวา

2.2 พอลเมอรในชวตประจ าวน 2.2.1 พลาสตก พลาสตก เปนสารประกอบอนทรยทสงเคราะหขนใชแทนวสดธรรมชาต บางชนดเมอเยนกแขงตว เมอถกความรอนกออนตว บางชนดแขงตวถาวร มหลายชนด เชน ไนลอน ยางเทยม ใชท าสงตาง ๆ เชน เสอผา ฟลม ภาชนะ สวนประกอบเรอหรอรถยนต สมบตทวไปของพลาสตก

มความเสถยรมากในธรรมชาต สลายตวยาก มมวลนอย และเบา เปนฉนวนความรอนและไฟฟาทด สวนมากออนตวและหลอมเหลวเมอไดรบความรอน จงเปลยนเปนรปตางๆ ไดตามประสงค

ประเภทของพลาสตก พลาสตกแบงออกเปน 2 ประเภท คอ เทอรโมพลาสตก และ เทอรโมเซตตงพลาสตก

เทอรโมพลาสตก (Thermoplastic) หรอเรซน เปนพลาสตกทใชกนแพรหลายทสด ไดรบความรอนจะออนตว และเมอเยนลงจะแขงตว สามารถเปลยนรปได พลาสตกประเภทนโครงสรางโมเลกลเปนโซตรง

Page 6: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

216

ยาว มการเชอมตอระหวางโซพอลเมอรนอย มาก จงสามารถหลอมเหลว หรอเมอผานการอดแรงมากจะไมท าลายโครงสรางเดม ตวอยาง พอลเอทลน พอลโพรพลน พอลสไตรน มสมบตพเศษคอ เมอหลอมแลวสามารถน ามาขนรปกลบมาใชใหมได ชนดของพลาสตกใน ตระกลเทอรโมพลาสตก ไดแก

โพลเอทลน (Polyethylene: PE) เปนพลาสตกทไอน าซมผานไดเลกนอย แตอากาศผานเขาออกได มลกษณะขนและทนความรอนไดพอควร เปนพลาสตกทน ามาใชมากทสดในอตสาหกรรม เชน ทอน า ถง ถง ขวด แทนรองรบสนคา

โพลโพรพลน (Polypropylene: PP) เปนพลาสตกทไอน าซมผานไดเลกนอย แขงกวาโพลเอทลนทนตอสารไขมนและความรอนสงใชท าแผนพลาสตกถงพลาสตกบรรจอาหารททนรอน หลอดดดพลาสตก เปนตน

โพลสไตรน (Polystyrene: PS) มลกษณะโปรงใส เปราะ ทนตอกรดและดาง ไอน าและอากาศซมผานไดพอควร ใชท าชนสวนอปกรณไฟฟาและอเลกทรอนกส เครองใชส านกงาน เปนตน

SAN (styrene-acrylonitrile) เปนพลาสตกโปรงใส ใชผลตชนสวน เครองใชไฟฟา ชนสวนยานยนต

ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) สมบตคลายโพลสไตรน แตทนสารเคมดกวา เหนยวกวา โปรงแสง ใชผลตถวย ถาด เปนตน

โพลไวนลคลอไรด (Polyvinylchloride: PVC) ไอน าและอากาศซมผานไดพอควร แตปองกนไขมนไดดมลกษณะใส ใชท าขวดบรรจน ามนและไขมนปรงอาหาร ขวดบรรจเครองดมทมแอลกอฮอล เชน ไวน เบยร ใชท าแผนพลาสตก หอเนยแขง ท าแผนแลมเนตชนในของถงพลาสตก

ไนลอน (Nylon) เปนพลาสตกทมความเหนยวมาก คงทนตอการเพมอณหภม ท าแผนแลมเนตส าหรบท าถงพลาสตกบรรจอาหารแบบสญญากาศ

โพลเอทลน เทอรฟะธาเลต (Terylene: polyethylene terephthalate) เหนยวมากโปรงใส ราคาแพง ใชท าแผนฟลมบาง ๆ บรรจอาหาร

โพลคารบอเนต (Polycarbonate: PC) มลกษณะโปรงใส แขง ทนแรงยดและแรงกระแทกไดด ทนความรอนสง ทนกรด แตไมทนดาง เปนรอยหรอคราบอาหาร จบยาก ใชท าถวย จาน ชาม ขวดนมเดก และขวดบรรจอาหารเดก

โครงสรางของเทอรโมพลาสตก (Thermoplastic)

Page 7: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

217

เทอรโมเซตตงพลาสตก (Thermosetting plastic) เปนพลาสตกทมสมบตพเศษ คอทนทานตอการเปลยนแปลงอณหภมและทนปฏกรยาเคมไดด เกดคราบและรอยเปอนไดยาก คงรปหลงการผานความรอนหรอแรงดนเพยงครงเดยว เมอเยนลงจะแขงมาก ทนความรอนและความดน ไมออนตวและเปลยนรปรางไมได แตถาอณหภมสงกจะแตกและไหมเปนขเถาสด า พลาสตกประเภทนโมเลกลจะเชอมโยงกนเปนรางแหจบกนแนน แรงยดเหนยวระหวางโมเลกลแขงแรงมาก จงไมสามารถน ามาหลอมเหลวได กลาวคอ เกดการเชอมตอขามไปมาระหวางสายโซของโมเลกลของโพลเมอร (cross linking among polymer chains) เหตนหลงจาก พลาสตกเยนจนแขงตวแลว จะไมสามารถท าใหออนไดอกโดยใชความรอน หากแตจะสลายตวทนททอณหภมสงถงระดบ การท าพลาสตกชนดนใหเปนรปลกษณะตาง ๆ ตองใชความรอนสง และโดยมากตองการแรงอดดวย เทอรโมเซตตงพลาสตก ไดแก

เมลามน ฟอรมาลดไฮด (melamine formaldehyde) มสมบตทางเคมทนแรงดนได 7,000-135,000 ปอนดตอตารางนว ทนแรงอดได 25,000-50,000 ปอนดตอตารางนว ทนแรงกระแทกได 0.25-0.35 ทนทานตอการเปลยนแปลงอณหภม ทนความรอนไดถง 140 องศาเซลเซยส และทนปฏกรยาเคมไดด เกดคราบและรอยเปอนยาก เมลามนใชท าภาชนะบรรจอาหารหลายชนด และนยมใชกนมาก มทงทเปนสเรยบและลวดลายสวยงาม ขอเสยคอ น าสมสายชจะซมเขาเนอพลาสตกไดงาย ท าใหเกดรอยดาง แตไมมพษภยเพราะไมมปฏกรยากบพลาสตก

ฟนอลฟอรมาดไฮต (phenol-formaldehyde) มความตานทานตอตวท าละลายสารละลายเกลอและน ามน แตพลาสตกอาจพองบวมไดเนองจากน าหรอแอลกอฮอลพลาสตกชนดนใชท าฝาจกขวดและหมอ

อพอกซ (epoxy) ใชเคลอบผวของอปกรณภายในบานเรอน และทอเกบกาซ ใชในการเชอมสวนประกอบโลหะ แกว และเซรามก ใชในการหลออปกรณทท าจากโลหะและเคลอบผวอปกรณ ใชใสในสวนประกอบของอปกรณไฟฟา เสนใยของทอ และทอความดน ใชเคลอบผวของพนและผนง ใชเปนวสดของแผนก าบงนวตรอน ซเมนต และปนขาว ใชเคลอบผวถนน เพอกนลน ใชท าโฟมแขง ใชเปนสารในการท าสของแกว

โพลเอสเตอร (polyester) กลมของโพลเมอรทมหมเอสเทอร (-O•CO-) ในหนวยซ าเปนโพลเมอรทน ามาใชงานไดหลากหลาย เชน ใชท าพลาสตกส าหรบเคลอบผว ขวดน า เสนใย ฟลมและยาง เปนตน ตวอยางโพลเมอรในกลมน เชน โพลเอทลนเทเรฟทาเลต โพลบวทลนเทเรฟทาเลต และโพลเมอรผลกเหลวบางชนด

ยรเทน (ure tha ne ) ชอเรยกทวไปของเอทลคารบาเมต มสตรทางเคมคอ NH2COOC2H5 โพลยรเทน (polyurethane) โพลเมอรประกอบดวยหมยรเทน (–NH•CO•O-) เตรยมจาก

ปฏกรยาระหวางไดไอโซยาเนต (di-isocyanates) กบ ไดออล(diols) หรอไทรออล (triols) ทเหมาะสม ใชเปนกาว และน ามนชกเงา พลาสตกและยาง ชอยอคอ PU

Page 8: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

218

ตาราง แสดงสมบตบางประการของพลาสตกบางชนด

ชนดของพลาสตก

ประเภทของพลาสตก

สมบตบางประการ ตวอยางการน าไปใชประโยชน สภาพการไหมไฟ ขอสงเกตอน

พอลเอทลน เทอรมอพลาสตก

เปลวไฟสน าเงนขอบเหลอง กลนเหมอนพาราฟน เปลวไฟไมดบเอง

เลบขดเปนรอย ไมละลายในสารละลายทวไป ลอยน า

ถง ภาชนะ ฟลมถายภาพ ของเลนเดก ดอกไมพลาสตก

พอลโพรพลน เทอรมอพลาสตก

เปลวไฟสน าเงนขอบเหลอง ควนขาว กลนเหมอนพาราฟน

ขดดวยเลบไมเปนรอย ไมแตก

โตะ เกาอ เชอก พรม บรรจภณฑอาหาร ชนสวนรถยนต

พอลสไตรน เทอรมอพลาสตก

เปลวไฟสเหลอง เขมามาก กลนเหมอนกาซจดตะเกยง

เปาะ ละลายไดในคารบอนเตตระคลอไรด และโทลอน ลอยน า

โฟม อปกรณไฟฟา เลนส ของเลนเดก อปกรณกฬา เครองมอสอสาร

พอลวนลคลอไรด

เทอรมอพลาสตก

ตดไฟยาก เปลวสเหลองขอบเขยว ควนขาว กลนกรดเกลอ

ออนตวไดคลายยาง ลอยน า

กระดาษตดผนง ภาชนะบรรจสารเคม รองเทา กระเบองปพน ฉนวนหมสายไฟ ทอพวซ

ไนลอน เทอรมอพลาสตก

เปลวไฟสน าเงนขอบเหลอง กลนคลายเขาสตวตดไฟ

เหนยว ยดหยน ไมแตก จมน า

เครองนงหม ถงนองสตร พรม อวน แห

พอลยเรยฟอรมาลดไฮด

พลาสตกเทอรมอเซต

ตดไฟยาก เปลวสเหลองออน ขอบฟาแกมเขยว

แตกราว จมน า เตาเสยบไฟฟา วสดเชงวศวกรรม

โครงสรางของเทอรโมเซตตงพลาสตก (Thermosetting plastic)

Page 9: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

219

กลนแอมโมเนย

อพอกซ พลาสตกเทอร

มอเซต ตดไฟงาย เปลวสเหลอง ควนด า กลนคลายขาวคว

ไมละลายในสารไฮโดรคารบอนและน า

กาว ส สารเคลอบผวหนาวตถ

พอลเอสเทอร

เทอรมอพลาสตก

ตดไฟยาก เปลวสเหลอง ควนกลนฉน

ออนตว ยดหยน เสนใยผา

พลาสตกเทอรมอเซต

ตดไฟยาก เปลวสเหลอง ควนด า กลนฉน

เปราะ หรอแขงเหนยว ตวถงรถยนต ตวถงเรอ ใชบภายในเครองบน

Page 10: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

220

พลาสตกรไซเคล ( Plastic recycle) การแปรรปของใชแลวกลบมาใชใหม หรอกระบวนการทเรยกวา "รไซเคล" คอ การน าเอาของเสยทผานการใชแลวกลบมาใชใหมทอาจเหมอนเดม หรอไมเหมอนเดมกได ของใชแลวจากภาคอตสาหกรรม น ากลบมาใชใหม ไดแก กระดาษ แกว กระจก อะลมเนยม และพลาสตก "การรไซเคล" เปนหนงในวธการลดขยะ ลดมลพษใหกบสภาพแวดลอม ลดการใชพลงงานและลดการใชทรพยากรธรรมชาตของโลกไมใหถกน ามาใชสนเปลองมากเกนไป

การแปรรปของใชแลวกลบมาใชใหมมกระบวนการอย 4 ขนตอน ไดแก 1. การเกบรวบรวม 2. การแยกประเภทวสดแตละชนดออกจากกน 3. การผลตหรอปรบปรง 4. การน ามาใชประโยชนในขนตอนการผลตหรอปรบปรงนน วสดทแตกตางชนดกน จะมกรรมวธในการผลต แตกตางกน เชน ขวด แกวทตางส พลาสตกทตางชนด หรอกระดาษทเนอกระดาษ และสทแตกตางกน ตองแยกประเภทออกจากกน

ปจจบนเราใชพลาสตกฟมเฟอยมาก แตละปประเทศไทยมขยะพลาสตกจ านวนมาก ซงเปนปญหาดานสงแวดลอมของโลก จงมความพยายามคดคนท าพลาสตกทยอยสลายทางชวภาพ (Biodedradable) มาใชแทน แตพลาสตกบางชนดยงไมสามารถยอยสลายทางชวภาพได ในทางปฏบตยงคงก าจดขยะพลาสตกดวยวธฝงกลบใตดน และเผา ซงกอใหเกดปญหาดานสงแวดลอมตามมา วธทดทสดในการดแลสงแวดลอม

Page 11: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

221

เกยวกบขยะพลาสตก คอ ลดปรมาณการใชใหเหลอเทาทจ าเปน และมการน าพลาสตกบางชนดกลบไปผานบางขนตอนในการผลต แลวน ากลบมาใชงานใหมไดตามเดม อตสาหกรรมพลาสตก ประเทศสหรฐอเมรกา (The Society of Plastics Industry ; SPI) ไดก าหนดสญลกษณเพอบงชประเภทของพลาสตกรไซเคล ซงจะก ากบไวในผลตภณฑสนคาทท าดวยพลาสตก ดงตอไปน

พลาสตกกลมท 1 คอ เพท (PETE) สญลกษณคอ 1 เปนพลาสตกทสวนใหญมความใส มองทะลได มความแขงแรงทนทานและเหนยว ปองกนการผานของกาซไดด มจดหลอมเหลว 250-260 องศาเซลเซยส มความหนาแนน 1.38-1.39 นยมน ามาใชท าบรรจภณฑตางๆ เชน ขวดน าดม ขวดน าปลา ขวดน ามนพช เปนตน

พลาสตกกลมท 2 คอ HDPE สญลกษณคอ 2 เปนพลาสตกทมความหนาแนนสง คอนขางนม มความเหนยวไมแตกงาย มจดหลอมเหลว 130 องศาเซลเซยส มความหนาแนน 0.95-0.92 นยมน ามาใชท าบรรจภณฑท าความสะอาด เชน แชมพ ถงรอนชนดขน ขวดนม เปนตน

พลาสตกกลมท 3 คอ พวซ (PVC) สญลกษณคอ 3 เปนพลาสตกทมลกษณะทงแขงและนม สามารถผลตเปนผลตภณฑไดหลายรปแบบ มสสนสวยงาม มจดหลอมเหลว 75-90 องศาเซลเซยส เปนพลาสตกทนยมใชมาก เชน ทอพวซ สายยาง แผนฟลมหออาหาร เปนตน

พลาสตกกลมท 4 คอ LDPE สญลกษณคอ 4 เปนพลาสตกทมความหนาแนนต า มความนมกวา HDPE มความเหนยว ยดตวไดในระดบหนง สวนใหญใสมองเหนได จดหลอมเหลว 110 องศาเซลเซยส มความหนาแนน 0.92-0.94 นยมน ามาใชท าแผนฟลม หออาหารและหอของ

Page 12: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

222

2.2.2 ยางและยางสงเคราะห

ยางธรรมชาต คอวสดพอลเมอรทมตนก าเนดจากของเหลวของพชบางชนด ซงมลกษณะเปนของเหลวสขาว คลายน านม มสมบตเปนคอลลอยด อนภาคเลก มตวกลางเปนน า

ประวตยางธรรมชาต

ยางธรรมชาตเปนน ายางจากตนไมยนตน มชอเรยกอกชอหนงคอยางพาราหรอตนยางพารา ยางพารามถนก าเนดบรเวณลมน าอเมซอน ประเทศบราซล และเปร ทวปอเมรกาใต ซงชาวอนเดยนแดงเผามายน ในอเมรกากลาง ไดรจกการน ายางพารามาใชกอนป พ.ศ. 2000 โดยการจมเทาลงในน ายางดบเพอท าเปนรองเทา สวนเผาอน ๆ กน ายางไปใชประโยชน ในการท าผากนฝน ท าขวดใสน า และท าลกบอลยางเลนเกมสตาง ๆ เปนตน จนกระทงครสโตเฟอร โคลมบสไดเดนทางมาส ารวจทวปอเมรกาใต ในระหวางป พ.ศ. 2036-2039 และไดพบกบชาวพนเมองเกาะไฮตทก าลงเลนลกบอลยางซงสามารถกระดอนได ท าใหคณะผ เดนทางส ารวจประหลาดใจจงเรยกวา "ลกบอลผสง"

พลาสตกกลมท 5 คอ pp สญลกษณคอ 5 เปนพลาสตกทสวนใหญมความหนาแนนคอนขางต า มความแขงและเหนยว คงรปด ทนตอความรอน และสารเคม มจดหลอมเหลว 160-170 องศาเซลเซยส ความหนานน 0.90-0.91 นยมน ามาใชท าบรรจภณฑส าหรบอาหารในครวเรอน เชน ถงรอนชนดใส จาน ชาม อปกรณไฟฟาบางชนด พลาสตกกลมท 6 คอ PS สญลกษณคอ 6 เปนพลาสตกทมความใส แขงแตเปราะแตกงาย สามารถท าเปนโฟมได มจดหลอมเหลว 70-115 องศาเซลเซยส ความหนาแนน 0.90-0.91 นยมน ามาใชท าบรรจภณฑ เชน กลองไอศกรม กลองโฟม ฯลฯ

พลาสตกกลมท 7 คอ อนๆ เปนพลาสตกทนอกเหนอจากพลาสตกทง 6 กลม พบมากมายหลากหลายรปแบบ

น ายางจากตนยาง

Page 13: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

223

ตอมาในป พ.ศ. 2279 นกวทยาศาสตรชาวฝรงเศสชอชาลส มารเดอลา คองตามน (Charles Merie de la Condamine) ไดใหชอเรยกยางตามค าพนเมองของชาวไมกาวา "คาโอช" (Caoutchouc) ซงแปลวาตนไมรองไห และใหชอเรยกของเหลวทมลกษณะขนขาวคลายน านมซงไหลออกมาจากตนยางเมอกรดเปนรอยแผลวา ลาเทกซ (latex) และใน พ.ศ. 2369 ฟาราเดย (Faraday) ไดรายงานวายางธรรมชาตเปนสารทประกอบดวยธาตคารบอนและไฮโดรเจน มสตรเอมไพรเคล คอ C5H8 หลงจากนนจงไดมการปรบปรงสมบตของยางพาราเพอใหใชงานไดกวางขนเพอตอบสนองความตองการของมนษย

การผลตยางธรรมชาต แหลงผลตยางธรรมชาตทใหญทสดในโลกคอ แถบเอเชยตะวนออกเฉยงใตคดเปนรอยละ 90 ของ

แหลงผลตทงหมด สวนทเหลอมาจากแอฟรกากลาง ซงพนธยางทผลตในเอเชยตะวนออกเฉยงใต คอ พนธฮเวยบราซลเลยนซส (Hevea brasiliensis) น ายางทกรดไดจากตนจะเรยกวาน ายางสด (field latex) น ายางทไดจากตนยางมลกษณะเปนเมดยางเลก ๆ กระจายอยในน า (emulsion) มลกษณะเปนของเหลวสขาว มสภาพเปนคอลลอยด มปรมาณของแขงประมาณรอยละ 30-40 pH 6.5-7 น ายางมความหนาแนนประมาณ 0.975-0.980 กรมตอมลลลตร มความหนด 12-15 เซนตพอยส สวนประกอบในน ายางสดแบงออกไดเปน 2 สวน คอ

1. สวนทเปนเนอยาง 35% 2. สวนทไมใชยาง 65%

2.1 สวนทเปนน า 55% 2.2 สวนของลทอยด 10%

น ายางสดทกรดไดจากตนยาง จะคงสภาพความเปนน ายางอยไดไมเกน 6 ชวโมง เนองจากแบคทเรยในอากาศ และจากเปลอกของตนยางขณะกรดยางจะลงไปในน ายาง และกนสารอาหารทอยในน ายาง เชน โปรตน น าตาล ฟอสโฟไลปด โดยแบคทเรยจะเจรญเตบโตอยางรวดเรว ปฏกรยาทเกดขนหลงจากแบคทเรยกนสารอาหาร คอ จะเกดการยอยสลายไดเปนกาซชนดตาง ๆ เชน กาซคารบอนไดออกไซด กาซมเทน เรมเกดการบดเนาและสงกลนเหมน การทมกรดทระเหยงายเหลานในน ายางเพมมากขน จะสงผลใหคา pH ของน ายางเปลยนแปลงลดลง ดงนนน ายางจงเกดการสญเสยสภาพ ซงสงเกตไดจาก น ายางจะคอย ๆ หนดขน เนองจากอนภาคของยางเรมจบตวเปนเมดเลก ๆ และจบตวเปนกอนใหญขน จนน ายางสญเสยสภาพโดยน ายางจะแยกเปน 2 สวน คอ สวนทเปนเนอยาง และสวนทเปนเซรม[1] ดงนนเพอปองกนการสญเสยสภาพของน ายางไมใหอนภาคของเมดยางเกดการรวมตวกนเองตามธรรมชาต จงมการใสสารเคมลงไปในน ายางเพอเกบรกษาน ายางใหคงสภาพเปนของเหลว โดยสารเคมทใชในการเกบรกษาน ายางเรยกวา สารปองกนการจบตว (Anticoagulant) ไดแก แอมโมเนย โซเดยมซลไฟด ฟอรมาลดไฮด เปนตน เพอทรกษาน ายางไมใหเสยสญเสยสภาพ

Page 14: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

224

การน ายางธรรมชาตไปใชงานมอย 2 รปแบบคอ รปแบบน ายาง และรปแบบยางแหง ในรปแบบน ายางนนน ายางสดจะถกน ามาแยกน าออกเพอเพมความเขมขนของเนอยางขนตอนหนงกอนดวยวธการตาง ๆ แตทนยมใชในอตหสาหกรรมคอการใชเครองเซนตรฟวส ในขณะทการเตรยมยางแหงนนมกจะใชวธการใสกรดอะซตกลงในน ายางสด การใสกรดอะซตกเจอจางลงในน ายาง ท าใหน ายางจบตวเปนกอน เกดการแยกชนระหวางเนอยางและน า สวนน าทปนอยในยางจะถกก าจดออกไปโดยการรดดวยลกกลง 2 ลกกลง วธการหลก ๆ ทจะท าใหยางแหงสนทม 2 วธคอ การรมควนยาง และการท ายางเครพ แตเนองจากยางผลตไดมาจากเกษตรกรจากแหลงทแตกตางกน ท าใหตองมการแบงชนของยางตามความบรสทธของยางนน ๆ

รปแบบของยางธรรมชาต

ยางธรรมชาตสามารถแบงออกเปนหลายประเภทตามลกษณะรปแบบของยางดบ ไดแก น ายาง

o น ายางสด o น ายางขน

ยางแผนผงแหง : ยางทไดจากการน าน ายางมาจบตวเปนแผนโดยสารเคมทใชจะตองตามเกณฑทก าหนด สวนการท าใหแหงอาจใชวธการผงลมในทรม หรอ อบในโรงอบกไดแตตองปราศจากควน

ยางแผนรมควน ยางเครพ ยางแทง : กอนป 2508 ยางธรรมชาตทผลตขนมา สวนใหญจะผลตในรปของยางแผนรมควน ยางเค

รพ หรอน ายางขน ซงยางธรรมชาตเหลานจะไมมการระบมาตรฐานการจดช นยางทชดเจน ตามปกตจะใชสายตาในการพจารณาตดสนชนยาง ตอมาในป 2508 สถาบนวจยยางมาเลเซย (Rubber Research Institute of Malaysia) ไดมการผลตยางแทงขนเปนแหงแรก เพอเปนการปรบปรงและพฒนาคณภาพของยางธรรมชาตใหไดมาตรฐาน เหมาะสมกบการใชงาน จนท าใหยางแทงเปนยางธรรมชาตชนดแรกทผลตมาโดยมการควบคมคณภาพใหไดมาตรฐาน ตลอดจนมการระบคณภาพของยางดบทผลตไดแนนอน

ยางแทงความหนดคงท : เปนยางทผลตขนเพอใชในอตสาหกรรมท าผลตภณฑทตองการควบคมความหนดของยางทใชในการแปรรป เชน อตสาหกรรมยางทอ, อตสาหกรรมท ากาว

ยางสกม : ยางสกมเปนยางธรรมชาตทไดจากการจบตวน ายางสกม (skim latex) ดวยกรดแลวน ายางทไดไปท าการรดแผนและท าใหแหง โดยน ายางสกมเปนน าสวนทเหลอจากการท าน ายางขนดวยการน าน ายางสดมาท าการเซนตรฟวส แยกอนภาคเมดยางออกจากน า ซงอนภาคเมดยางเบากวาน า สวนใหญจงแยกตวออกไปเปนน ายางขน น ายางขนทไดมปรมาณเนอยางอยรอยละ 60-63 ซง

Page 15: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

225

น ายางสกมคอสวนทเหลอจากการเซนตรฟวสแยกเนอยางสวนใหญออกไปแลว กยงมสวนของเนอยางออกมาดวย ซงเปนเนอยางทมขนาดอนภาคเลก ๆ มปรมาณเนอยางอยรอยละ 3-6

การผสมยางธรรมชาตกบพอลเมอรชนดอน ยางธรรมชาตเปนยางทมสมบตเดนดานความเหนยวตดกนทด, สมบตดานการขนรปทด, ความรอนสะสมในขณะการใชงานต า เปนตน แตกมสมบตบางประการทเปนขอดอย ดงนนในการแกไขขอดอยนน สามารถท าไดโดยการเลอกเอาสมบตทดจากยางสงเคราะหชนดอนมาทดแทน เชน สมบตดานความทนทานตอการขดถของยางบวตาไดอน (BR), สมบตความทนทานตอน ามนของยางไนไตรล (NBR), สมบตความทนทานตอความรอนและโอโซนของยาง EPDM เปนตน โดยการผสมยางธรรมชาตกบยางสงเคราะหเหลานเขาดวยกน แตการทจะผสมใหเขากนไดนนยางสงเคราะหชนดนน ๆ ตองไมมความเปนขวเหมอนกบยางธรรมชาต จงจะท าใหยางผสมรวมเขากนเปนเฟสเดยวกนไดดขน เชน ยาง BR, SBR, EPDM และ NBR (เกรดทมอะครโลไนไตรลต า ๆ) ซงปจจยทมผลโดยตรงตอสมบตของยางผสมทไดนน มดงน ความหนดของยาง ยางธรรมชาตกอนทจะท าการผสมตองท าการบดเพอลดความหนดในตอนเรมตนการผสมใหเทากบยางสงเคราะหหรอใกลเคยงซงจะท าใหยางทงสองผสมเขากนไดดขน

ระบบการวลคาไนซของยาง ระบบทใชในการวลคาไนซตองมความเหมอนหรอแตกตางกนไมมากนก เพอปองกนการแยกเฟสของยางผสมขณะทท าการผสมยาง

ความเปนขวของยาง ในกรณทท าการผสมยางทมความเปนขวแตกตางกนมาก ควรพจารณาถงความสามารถในการกระจายตวของสารเคมในยางแตละชนด โดยเฉพาะสารตวเรงและสารตวเตม เพราะสารเหลานมแนวโนมทจะกระจายตวไดดในยางทมความเปนขว ซงอาจสงผลใหยางผสมมสมบตต าลงจากทควรจะเปน หากการกระจายตวของสารเคมไมดเทาทควร ยางสงเคราะหไดมการผลตมานานแลว ตงแต ค.ศ. 1940 ซงสาเหตทท าใหมการผลตยางสงเคราะห

ขนในอดต เนองจากการขาดแคลนยางธรรมชาตทใชในการผลตอาวธยทโธปกรณและปญหาในการขนสงจากแหลงผลตในชวงสงครามโลกครงท 2 จนถงปจจบนไดมการพฒนาการผลตยางสงเคราะหเพอใหไดยางทมคณสมบตตามตองการในการใชงานทสภาวะตาง ๆ เชน ทสภาวะทนตอน ามน ทนความรอน ทนความเยน เปนตน การใชงานยางสงเคราะหจะแบงตามการใชงานออกเปน 2 ประเภทคอ

ยางส าหรบงานทวไป (Commodity rubbers) เชน IR (Isoprene Rubber) BR (Butadiene Rubber) ยางส าหรบงานสภาวะพเศษ (Specialty rubbers) เชน การใชงานในสภาวะอากาศรอนจด หนาวจด

หรอ สภาวะทมการสมผสกบน ามน ไดแก Silicone, Acrylate rubber เปนตน

Page 16: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

226

การผลตยางสงเคราะหเปนจะผลตโดยการท าปฏกรยาพอลเมอไรเซชน (polymerization) ซงการพอลเมอไรเซชนคอ ปฏกรยาการเตรยมพอลเมอร (polymer) จากมอนอเมอร (monomer) โดยพอลเมอร ในทนคอ ยางสงเคราะหทตองการผลต ในสวนของมอนอเมอรคอสารตงตนในการท าปฏกรยานนเอง

ชนดของยางสงเคราะห 1. ยางบวไทล (Butyl Rubber, IIR) : ยางบวไทลเปนโคพอลเมอรระหวางมอนอเมอรของไอโซพรน

และไอโซบวทาลน เพอทจะรกษาสมบตเดนของไอโซบวทาลนไว ยางบวไทลจะมปรมาณไอโซพรนเพยงเลกนอย (ประมาณ 0.5-3 โมลเปอรเซนต) เพยงเพอใหสามารถวลคาไนซดวยก ามะถนไดเทานน เนองจากพอลไอโซบวทาลนไมมพนธะคทวองไวตอการท าปฏกรยา อยางไรกตามการทมปรมาณไอโซพรนเพยงเลกนอยนท าใหการวลคาไนซยางบวไทลเปนไปอยางชามาก ท าใหเกดปญหาในการสกรวมกบยางไมอมตวอน ๆ ยางบวไทลมน าหนกโมเลกลเฉลยอยในชวง 300,000 ถง 500,000 มคาความหนดมน (ML1+4 100°C) อยในชวง 40 ถง 70 การกระจายขนาดโมเลกลคอนขางจะกวาง ท าใหการแปรรปยางบวไทลท าไดงาย ยางบวไทลมสมบตทดหลายประการ คอ ทนตอการออกซเดชน ทนตอโอโซน ทนตอความดนไอน าไดสง และมความเปนฉนวนไฟฟาทด อยางไรกตาม เนองจากยางบวไทลปลอยใหกาซซมผานไดต ามาก ท าใหตลาดสวนใหญของยางบวไทล คอ ยางในรถยนตทกขนาด

2. ยางบวตาไดอน (Butadiene Rubber, BR) หรอ ยางบวนา (Buna Rubber) ผลตจากปฏกรยาพอลเมอไรเซชนแบบสารละลาย (solution polymerization) ซงมการจดเรยงตวไดทงแบบ cis-1,4 แบบ tran-1,4 และแบบ vinyl-1,2 โดยยางชนดนจะมน าหนกโมเลกลเฉลยประมาณ 250,000-300,000 มสมบตเดนดานความยดหยน ความตานทานตอการขดถ ความสามารถในการหกงอทอณหภมต า ความรอนสะสมในยางต า และเปนยางทไมมขวจงทนตอน ามนหรอตวท าละลายทไมมขว ยางบวตาไดอนสวนใหญใชในอตสาหกรรมยางลอ เพราะเปนยางทมความตานทานตอการขดถสง และมกถกน าไปท าใสในลกกอลฟและลกฟตบอลเนองจากมสมบตดานการกระเดงตวทด

3. ยางสไตรนบวตาไดอน (Styrene-Butadiene Rubber, SBR) : ยางสไตรนบวตาไดอน หรอยาง SBR เปนยางสงเคราะหทเตรยมขนโดยการน าสไตรนมาโคพอลเมอไรซกบบวตาไดอน โดยวธพอลเมอไรเซชนแบบอมลชน (emulsion polymerization) โดยเรยกยางทไดวา E-SBR และอาจใชวธพอลเมอไรเซชนแบบสารละลาย (solution polymerization) เรยกวา L-SBR โดยทวไปสดสวนของสไตรนตอบวตาไดอนอยในชวง 23-40%

4. ยางซลโคน (Silicone Rubber) : เปนยางสงเคราะหทใชงานเฉพาะอยางและราคาสง เปนไดทงสารอนทรยและอนนทรยพรอม ๆ กน เนองจากโมเลกลมโครงสรางของสายโซหลกประกอบดวย ซลกอน (Si) กบออกซเจน (O2) และมหมขางเคยงเปนสารพวกไฮโดรคารบอน ซงตางจากพอลเมอรชนดอน ๆ ท าใหยางซลโคน ทนทานตอความรอนไดสง และยงสามารถออกสตรยางใหทนทานความรอนไดสงประมาณ 300°C ยางซลโคนมชองวางระหวางโมเลกลทสงและมความทนทานตอแรงดงต า เนองจากมแรงดงดดระหวางโมเลกลต ามาก

Page 17: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

227

5. ยางคลอโรพรน (Chloroprene Rubber, CR) : มชอทางการคาวา ยางนโอพรน (Neoprene Rubber) เปนยางทสงเคราะหจากมอนอเมอรของคลอโรพรน ภายใตสภาวะทเหมาะสม โมเลกลของยาง CR สามารถจดเรยงตวไดอยางเปนระเบยบสามารถตกผลกไดเมอดง มสมบตคลายยางธรรมชาต ยาง CR เปนยางทมขว เนองจากประกอบดวยอะตอมของคลอรน ท าใหยางชนดนมสมบตดานการทนไฟ, ความทนตอสารเคมและน ามน ซงผลตภณฑยางทใชงานในลกษณะดงกลาวไดแก ยางซล, ยางสายพานล าเลยงในเหมองแร เปนตน

2.2.3 เสนใยธรรมชาตและเสนใยสงเคราะห เสนใย (Fibers) คอ พอลเมอรชนดหนงทมโครงสรางของโมเลกลสามารถน ามาเปนเสนดาย หรอ

เสนใย จ าแนกตามลกษณะการเกดไดดงน ประเภทของเสนใย

เสนใยธรรมชาต ทรจกกนดและใกลตว คอ เสนใยเซลลโลส เชน ลนน ปอ เสนใยสบปะรด เสนใยโปรตน จากขนสตว เชน ขนแกะ ขนแพะ เสนใยไหม เปนเสนใยจากรงไหม

เสนใยสงเคราะห มหลายชนดทใชกนทวไปคอ เซลลโลสแอซเตด เปนพอลเมอรทเตรยมไดจากการใชเซลลโลสท าปฏกรยากบกรดอซตกเขมขน โดยมกรอซลฟรกเปนตวเรงปฏกรยา การใชประโยชนจากเซลลโลสอะซเตด เชน ผลตเปนเ สนใยอา รแนล 60 ผ ลต เ ปนแผนพลาส ตก ท ใชท า แผงสว ตช และ ห มส ายไฟ ไนลอน (Nylon) เปนพอลเมอรสงเคราะหจ าพวกเสนใย เรยกวา “ เสนใยพอลเอไมด” มหลายชนด เชน ไนลอน 6,6 ไนลอน 6,10 ไนลอน 6 ซงตวเลขทเขยนก ากบหลงชอจะแสดงจ านวนคารบอนอะตอมในมอนอเมอรของเอมนและกรดคารบอกซลก ไนลอนจดเปนพวกเทอรมอพลาสตก มความแขงมากกวาพอลเมอรแบบเตมชนดอน (เพราะมแรงดงดดทแขงแรงของพนธะเพปไทด) เปนสารทตดไฟยาก (เพราะไนลอนมพนธะ C-H ในโมเลกลนอยกวาพอลเมอรแบบเตมชนดอน) ไนลอนสามารถทดสอบโดยผสมโซดาลาม (NaOH + Ca(OH)หรอเผาจะใหกาซแอมโมเนย ดาครอน (Dacron) เปนเสนใยสงเคราะหพวกพอลเอสเทอร ซงเรยกอกชอหนงวา Mylar มประโยชนท าเสนใยท าเชอก และฟลม Orlon เปนเสนใยสงเคราะห ทเตรยมไดจาก Polycrylonitrile

Page 18: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

228

2.2.4 ผลกระทบของการใชพอลเมอร ปจจบนมการใชผลตภณฑจากพอลเมอรอยางมากมาย ทงในดานยานยนต การกอสราง เครองใช

เฟอรนเจอร ของเลน รวมทงวงการแพทย และยงมแนวโนมทใชผลตภณฑจากพอลเมอรมากยงขน เนองจากวสด สงของเครองใชตางๆ ทผลตจากพอลเมอรไมวาจะเปนพลาสตก ยาง หรอเสนใย เมอใชแลวมกจะสลายตวยาก ยงเกดสงตกคางมากขนเรอยๆ และสารต งตนของพอลเมอรสวนใหญเปนสารประกอบไฮโดรคารบอน ซงเมอท าปฏกรยากบออกซเจนและไนโตรเจนไดออกไซด เกดเปนสารประกอบเปอรออกซแอซตลไนเตรต (PAN) ซงเปนพษท าใหเกดการระคายเคองตา และระบบทางเดนหายใจ และยงท าใหไฮโดรเจนในชนบรรยากาศลดลงดวย จะเหนไดวา ผลตภณฑพอลเมอรแมจะมประโยชนมากมาย แตกอใหเกดมลภาวะทางสงแวดลอมไดมากมายเชนกน ทงอากาศ ทางน า ทางดน สรปไดดงน

1. โรงงานอตสาหกรรมทผลตผลตภณฑพอลเมอรตางๆ มการเผาไหมเชอเพลง เกดหมอกควนและกาซคารบอนไดออกไซดซงเปนกาซพษ นอกจากนไฮโดรคารบอน ยงท าใหเกดสารประกอบออกซแอวตลไนเตรต ซงเปนพษกระจายไปในอากาศ ท าใหสดสวนของอากาศเปลยนแปลงไป และอณหภมของอากาศเปลยนแปลงไปดวย นอกจากเกดมลภาวะทางอากาศแลว ในกระบวนการผลตของโรงงานอตสาหกรรม มกปลอยสารพษลงสแหลงน า เชน อตสาหกรรมพลาสตกปลอยสารพซบ (PCB-polychlorinated biphenyls) ซงท าใหเกดผมรวง ผวหนงพพอง ออนเพลย และสารเคมบางอยางละลายลงน า ท าใหมสมบตเปนกรด ปรมาณออกซเจนลดลง เปนอนตรายกบสงมชวตในน า 2. การใชผลตภณฑพอลเมอรของผบรโภค เปนททราบแลววาผลตภณฑพอลเมอรสวนใหญ สลายตวอยาก มการน ามาใชมากขนทกวน ท าใหทซากเศษผลตภณฑมากยงขน เกดจากการทบถม หมกหมมบนดน เกดกลนกาซฟงกระจาย เพมมลภาวะในอากาศ พนทดนถกใชไปในการจดเกบทงซากผลตภณฑมากขน ท าใหพนทส าหรบใชสอยลดลง และดนไมเหมาะตอการใชประโยชนเปนมลภาะทางดนมากขน นอกจากนซากผลตภณฑ บางสวนถกทงลงในแหลงน า นอกจากท าใหน าเสยเพมมลภาวะทางน าแลว ยงทบถมปดกนการไหลของน า ท าใหการไหลถายเทของน าไมสะดวก อาจท าใหน าทวมได ผลตภณฑ ทผลตจากพอลเมอรสวนใหญเปนพลาสตก หลงจากใชงานพลาสตกเหลานไปชวงเวลาหนง มกถกทงเปนขยะพลาสตก ซงสวนหนงถกน ากลบมาใชอก ในลกษณะตางๆ กน และอกสวนหนงถกน าไปก าจดทงโดยวธการตางๆ การน าขยะพลาสตกไปก าจดทงโดยการฝงกลบเปนวธทสะดวกแตมผลเสยตอสงแวดลอม ทงนเพราะโดยธรรมชาตพลาสตกจะถกยอยสลาย เพราะโดยธรรมชาตพลาสตกจะถกยอยสลายไดยาก จงทบถมอยในดน และนบวนยงมปรมาณมากขนตามปรมาณการใชพลาสตกสวนการเผาขยะพลาสตกกกอใหเกดมลพษและเปนอนตรายอยางมาก วธการแกปญหาขยะพลาสตกทไดผลดทสดคอ การน าขยะพลาสตกกลบมาใชประโยชนใหม การน าขยะพลาสตกใชแลวกลบมาใชประโยชนใหมมหลายวธ ดงน

Page 19: เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์korat.nfe.go.th/sci_t2/chap10/chap10_2.pdf · 211 เรื่องที่ 2 พอลิเมอร์ 2.1 ความหมาย

229

1. การน ากลบมาใชซ า ผลตภณฑพลาสตกทใชแลว เชน สามารถน ากลบมาท าความสะอาดเพอใชซ าไดหลายครงแตภาชนะเหลานนจะเสอมคณภาพลง และความสวยงามลดลงตามล าดบนอกจากนยงตองค านงถงความสะอาดและความปลอดภยดวย

2. การหลอมขนรปผลตภณฑใหม การน าขยะพลาสตกกลบมาใชใหม โดยวธขนรปเปนผลตภณฑใหม เปนวธทนยมกนมาก แตเมอเทยบกบปรมาณของขยะพลาสตกทงหมดกยงเปนเพยงสวนนอย การน าพลาสตกใชแลวมาหลอมขนรปใหมเชนน สามารถท าไดจ ากดเพยงไมกครง ทงนเพราะพลาสตกดงกลาวจะมคณภาพลดลงตามล าดบ และตองผสมกบพลาสตกใหมในอตราสวนทเหมาะสมทกครง อกทงคณภาพของผลตภณฑทไดจากพลาสตกทน ากลบมาใชใหมจะต ากวาผลตภณฑทไดจากพลาสตกใหมทงหมด 3. การเปลยนเปนผลตภณฑของเหลวและกาซ การเปลยนขยะพลาสตกเปนผลตภณฑของเหลวและกาซเปนวธการทท าใหไดสารไฮโดรคารบอนทเปนขยะเหลวและกาซ หรอเปนสารผสมไฮโดรคารบอนหลายชนด ซงอาจใชเปนเชอเพลงโดยตรง หรอกลนแยกเปนสารบรสทธ เพอใชเปนวตถดบส าหรบการผลตพลาสตกเรซนไดเชนเดยวกนกบวตถดบทไดจาก ปโตรเลยม กระบวนการนจะไดพลาสตกเรซนทมคณภาพสงเชนเดยวกน วธการเปลยนผลตภณฑพลาสตกทใชแลวใหเปนของเหลวนเรยกวา ลควแฟกชน (Liquefaction) ซงเปนวธไพโรไลซสโดยใชความรอนสง ภายใตบรรยากาศไนโตรเจนหรอกาซเฉอยชนดอน นอกจากของเหลวแลวยงมผลตภณฑขางเคยงเปนกากคารบอนซงเปน ของแขง สามารถใชเปนเชอเพลงได ส าหรบกาซทเกดขนจากกระบวนการไพโรไลซส คอกาซไฮโดรคารบอน สามารถใชเปนเชอเพลงไดเชนกน นอกจากน ยงอาจมกาซอนๆ เกดขนดวย เชน กาซไฮโดรเจนคลอไรด ซงใชประโยชนในอตสาหกรรมบางประเภทได

4. การใชเปนเชอเพลงโดยตรง พลาสตกประเภทเทอรโมพลาสตกสวนมากมสมบตเปนสารทตดไฟและลกไหมไดดจงใชเปนเชอเพลงไดโดยตรง

5. การใชเปนวสดประกอบ อาจน าพลาสตกใชแลวผสมกบวสดอยางอน เพอผลตเปนผลตภณฑวสดประกอบทเปนประโยชน

ได เชน ไมเทยม หนออนเทยม แตผลตภณฑเหลานอาจมคณภาพไมสงนก