พอลิเมอร์

  

 

                                                                                             พอลิเมอร์

 

พอลิเมอร์เป็นสารที่มีมวลโมเลกุลสูง เกิดจากโมเลกุลพื้นฐานที่เรียกว่า มอนอเมอร์ จำนวนมากเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ พอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกันเรียกว่า โฮโมพอลิเมอร์ ตัวอย่างเช่น พอลิไวนิลคลอไรด์ (PVC) เกิดจากไวนิลคลอดไรด์  หลายๆ โมเลกุลเชื่อมต่อกัน ดังรูป 12.1

 

                                                   รูป 12.12 โครงสร้างของพอลิไวนิลคลอไรด์

 

          ถ้าประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกันเชื่อมต่อกัน พอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นจะเรียกว่า โคพอลิเมอร์หรือพอลิเมอร์ร่วม  เช่น พอลิเมอร์ที่มีชื่อสามัญว่าไนลอน 6,6 เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างเฮกซะเมทิลีนไดเอมีนกับกรดอะดิปิกดังรูป  12.13

 

                                                                            รูป 12.13 โครงสร้างของไนลอน 6, 6

 

ในหัวข้อต่อไปนี้จะได้ศึกษาเกี่ยวกับปฏิกิริยาการเตรียมพอลิเมอร์สังเคราะห์ สมบัติและผลิตภัณฑ์ชนิดต่างๆ จาก

มอนอเมอร์

 

  ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน

ปฏิกิริยาที่มอนอเมอร์รวมกันเป็นพอลิเมอร์เรียกว่า ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน  ซึ่งเกิดได้ 2 แบบ คือ

ก. ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่น

เกิดจากมอนอเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชันมากกว่า 1 หมู่ทำปฏิกิริยากันเกิดเป็นพอลิเมอร์ และได้สารโมเลกุลขนาด

เล็ก เช่น น้ำ แก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์ แอมโมเนียหรือเมทานอลเป็นผลพลอยได้ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่างกรดอะดิปิกกับเฮกซะเมทิลีนไดเอมีน ได้พอลิเมอร์ที่มีชื่อสามัญว่า ไนลอน 6, 6

 

           

ตาราง 12.4 ตัวอย่างพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่เตรียมจากปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบควบแน่น

 

มอนอเมอร์

พอลิเมอร์

สมบัติ

การนำไปใช้ประโยชน์

1.ไดเมทิลเทเรเฟทาเลต

+

เอทิลีนไกลคอล

พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต

(PET)

-แข็ง ง่ายต่อการ

ย้อมสี

-ทนความชื้อ

-เหนียว

-ทนต่อการขัดถู

-เส้นใย เอ็น แห อวน

เชือก ด้าย

-เส้นเทปวิดีโอ เทปเพลง

-ขวดน้ำอัดลม และขวดน้ำดื่มชนิดแข็งและใส

-สารเคลือบรูปภาพ

-หินอ่อนเทียม แก้วเทียม

2.เฮกซะเมทิลีนไดเอมีน

+

กรดอะดิปิก

พอลิเอไมด์ (PA)

(ไนลอน 6, 6)

-เหนียว

-ผิวเรียบ

-ทำความสะอาด

ง่ายและแห้งเร็ว

-ยืดหดได้

-ทดต่อการขัดถู

-ไม่ทนต่อการใช้นอกอาคาร

-เชือก เส้นด้าย

-ถุงน่อง

-ชุดชั้นใน

-ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล

เช่น เกียร์ เฟือง ปลอกหุ้มสายไฟฟ้า

3.บิส-ฟีนอลเอ

+

ฟอสจีน

พอลิคาร์บอเนต (PC)

-เหนียว

-ใส

-ทนความร้อน

-ทนแรงกระแทก

-ไม่ชื้นง่าย

-ติดไฟแล้วดับเอง

-กล่องบรรจุเครื่องมือ

-เครื่องโทรศัพท์

-ขวดบรรจุน้ำดื่มขนาดใหญ่

-ขวดนมเด็ก

-ภาชนะใสที่ใช้ทดแทนเครื่องแก้ว

4.1,4-บิวเทนไดออล

+

เฮกซะเมทิลีนไดไอโซไซยาเนต

พิอลิยูรีเทน (PU)

-ยืดหยุ่น

-ทนการขีดข่วนได้ดี

-ทนต่อตัวทำละลาย

-ทนแรงกระแทก

-เส้นใยทำชุดว่ายน้ำ

-ล้อรถเข็น

-น้ำยาเคลือบผิว

-โฟมบุเก้าอี้

5.ฟีนอล

+

ฟอร์มาลดีไฮด์

พอลิฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์

(PF)

(เบกาไลต์)

-แข็ง เปราะ

-ทนความร้อนที่อุณหภูมิสูง

-ทนสารเคมี

-เป็นฉนวนไฟฟ้า

-กาว

-แผงวงจรไฟฟ้า

6.ยูเรีย

+

ฟอร์มาลดีไฮด์

พอลิยูเรีย

ฟอร์มาลดีไฮด์

(UF)

-แข็ง เปราะ

-ทนความร้อนที่อุณหภูมิสูง

-ทนสารเคมี

-แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์

-กาว

-โฟม

7.เมลามีน

+

ฟอร์มาลดีไฮด์

พอลิเมลามีน

ฟอร์มาลดีไฮด์

(MF)

-ทนสารเคมี

-กันน้ำได้ดี

-แผงวงจร

-เส้นใยผ้าเพื่อกันน้ำ

-หูหม้อ หูกระทะ ด้ามภาชนะ

เครื่องครัว

-ถ้วย จาน

 

ข. ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบเติม เกิดจากโมเลกุลขอมอนอเมอร์ที่มีพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนอะตอมเช่น เอทิลีน โพรพิลีนไวนิลคลอไรด์และสไตรีน ทำปฏิกิริยาต่อกันบริเวณพันธะคู่ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นพอลิเมอร์โดยไม่มีสารโมเลกุลเล็กๆ เกิดขึ้น ตัวอย่างปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน แบบเติมในโมเลกุลเอทิลีนเป็นดังนี้

                          

 

ตาราง 12.5ตัวอย่างพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่เตรียมจากปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบเติม

 

มอนอเมอร์

พอลิเมอร์

สมบัติ

การนำไปใช้ประโยชน์

1.เอทิลีน

\displaystyle CH_2=CH_2

พอลิเอทิลีน (PE)

\displaystyle \rlap{--}(CH_2CH_2 \rlap{--})_n   

-ป้องกันการผ่านของไอน้ำได้ดี

แต่ยอมให้อากาศผ่านได้เล็กน้อย

-เป็นแผ่นฟิล์มใส

-เหนียว

-ทนสารเคมี

ทนกรดและเบส

-ภาชนะบรรจุอาหารถุงพลาสติกชนิดใส่ของเย็น แผ่นพลาสติกบางที่ใช้ห่อผักและผลไม้ ถุงขยะ

-เครื่องใช้ในบ้าน

-ของเล่น

-ท่อน้ำ

-ฉนวนหุ้มสายไฟฟ้า

-เคลือบกล่องกระดาษใส่นม

-ถุงซิบใส่ยา

2.โพรพิลีน

\displaystyle CH_2=CHCH_3

พอลิโพรพิลีน (PP)


-คล้ายพอลิเอทิลีน แต่แข็งแรงกว่า

-เหนียว แข็งแรง และผิวเป็นมันวาว

-น้ำหนักเบา

-ทนต่อแรงดึง

-ทนต่อการขีดข่วน

-ไม่ว่องไวต่อสารเคมีแต่ทนน้ำ

-ภาชนะบรรจุสารเคมีเช่น หม้อแบตเตอรี่

-หุ้มสายไฟฟ้า

-กระเป๋าเดินทาง พรม เชือก

-เครื่องมือแพทย์ เช่น ตัวกระบอกฉีดยาและเครื่องมือในห้องทดลอง

-ถุงน้ำร้อนชนิดขุ่น

3.ไวนิลคลอไรด์

\displaystyle CH_2=CHCl

พอลิไวนิลคลอไรด์ (PVC)


-แข็งและคงรูป

-ทนต่อความชื้น

-ทนต่อสารเคมีและการขัดถู

-ทนต่อการกัดแทะของแมลง และไม่เป็นเชื้อรา

-ไม่ทนความร้อนและแสง

-กระเบื้องยางปูพื้น

-ท่อน้ำ

-หนังเทียม

-เสื้อกันฝน

-บัตรเครดิต

-ฉนวนหุ้มสายไฟฟ้า

-แผ่นเสียง

4.เตตระฟลูออโรเอทิลีน (TFE)

\displaystyle CF_2=CF_2

พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน

(PTFE = Teflon)

\displaystyle \rlap{--}(CF_2CF_2 \rlap{--})_n

-เหนียว

-ทนสารเคมีดีทุกช่วงอุณหภูมิ

-ทนความร้อนได้ดี

-ไม่นำไฟฟ้า

-ผิวลื่น

-ทนต่อแรงกระแทก

-เคลือบผิวภาชนะหุงต้มเพื่อไม่ให้อาหารติดภาชนะ

-ฉนวนไฟฟ้า

-ปะเก็น วงแหวนลูกสูบและลูกปืนในเครื่องยนต์

-เคลือบสายเคเบิลสายไฟฟ้า

5.สไตรีน


พอลิสไตรีน (PS)


-แข็งมากแต่เปราะ

-ไม่ทนต่อตัวทำละลายอินทรีย์แต่ทนต่อกรดและเบส

-ใส โปร่งแสง ผิวเรียบ

-ไม่นำไฟฟ้า

-ภาชนะบรรจุสิ่งของที่ใช้แล้วทิ้ง

-ชิ้นส่วนของตู้เย็น

-เครื่องเขียน ตลับเทป กล่องใสใส่ขนม

-โฟมบรรจุอาหาร

-ฉนวนสำหรับกระติกน้ำร้อน น้ำเย็น

-วัสดุลอยน้ำ

6.เมทิลเมทาริเลท

(MMA)


พอลิเมทิลเมทาคริเลท (PMMA)


-ใส โปร่งแสง

-ทนต่อแรงกระแทก

-ทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศ

-ทนต่อการขีดข่วนได้น้อยกว่าแก้ว

-กระจกครอบไฟฟ้าท้ายรถยนต์

-เลนส์แว่นตา

-เลนส์สัมผัส

-ไม้บรรทัดชนิดใส

-วัสดุทันตกรรม

7.อะคริโลไนไตรล์

พอลิอะคริโลไนไตรล์

(PAN)


-แข็ง เหนียว

-ทนต่อความชื้น สารเคมีและเชื้อรา

-ทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศ

-ทนต่อการขีดข่วน

-ผ้าโอรอน

-ด้ายสำหรับถักพรม ถุงเท้า

-เสื้อผ้าเด็ก

-เสื้อกันหนาว

 

2  โครงสร้างและสมบัติของพอลิเมอร์

นักเรียนได้ศึกษามาแล้วว่าพอลิเมอร์เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างมอนอเมอร์ ถ้าพิจารณาโครงสร้างโมเลกุลของโฮโมพอ  ลิเมอร์และโคพอลิเมอร์ทั้งที่เกิดในธรรมชาติและจากการสังเคราะห์ อาจแบ่งได้เป็น 3 แบบ

           ก.พอลิเมอร์แบบเส้น

รูป 12.14 พอลิเมอร์แบบเส้น

              เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะโคเวเลนต์เป็นโซ่ยาว ดังรูป 12.14 ในกรณีที่เป็นโคพอลิเมอร์ มอนอเมอร์จะจัดเรียงสลับกันในแบบต่างๆ ได้หลายแบบ ตัวอย่างพอลิเมอร์แบบเส้น ได้แก่ พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิไวนิลคลอไรด์ พอลิสไตรีน พอลิอคริโลไนไตรล์ ไนลอน 6,6 และพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต สำหรับพอลิโพรพิลีนและพอลิเอทิลีนเป็นพอลิเมอร์ที่สายโซ่เรียงชิดกันได้มากจึงมีความแข็ง ขุ่น และเหนียว ส่วนพอลิไวนิลคลอไรด์และพอลิสไตรีนซึ่งมีคลอรีนและเบนซีนอยู่นอกโซ่ จึงผลักให้โซ่หลักอยู่ห่างกันทำให้มีความใสกว่าพอลิเอทิลีน สำหรับพอพิเอทิลีนเทเรฟทาเลตมีอะราติก เป็นองค์ประกอบอยู่ในสายโซ่ด้วยจึงเกิดผลึกได้ยาก ทำให้มีความใสกว่าพอลิเมอร์แบบเส้นชนิดอื่น

รูป 12.15 พอลิเมอร์แบบกิ่ง

             ในโครงสร้างของพอลิเมอร์แบบนี้มีโซ่กิ่งซึ่งอาจเป็นชนิดโซ่สั้นหรือโซ่ยาวแตกออกไปจากโซ่หลัก  ดังรูป 12.15  ทำให้โซ่พอลิเมอร์ไม่สามารถจัดเรียงตัวชิดกันได้  พอลิเมอร์ชนิดนี้จึงยืดหยุ่น มีความหนาแน่นต่ำ มีจุดหลอดเหลวต่ำกว่าพอลิเมอร์แบบเส้น ตัวอย่างเช่น พอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำ (LDPE = Low Density Polyethylene)

 

ค.พอลิมอร์แบบร่างแห

 

รูป 12.16 พอลิเมอร์แบบร่างแห

                  เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการเชื่อมโยงระหว่างโซ่พอลิเมอ์ที่มีโครงสร้างแบบเส้น หรือแบบกิ่งต่อเนื่องกันเป็นร่างแห ดังรูป 12.16 ถ้าพันธะที่เชื่อมโยงระหว่างโซ่หลักมีจำนวนน้อย พอลิเมอร์จะมีสมบัติยืดหยุ่นและอ่อนตัว แต่ถ้ามีจำนวนพันธะมาก พอลิเมอร์จะแข็งไม่ยืดหยุ่น พอลิเมอร์แบบร่างแหจะมีจุดหลอมเหลวสูงเมื่อขึ้นรูปแล้วไม่สามารถหลอมหรือเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้ เช่น พอลิฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ที่รู้จักกันในชื่อเบกาไลต์พอลิเมลามีนฟอร์มาลดีไฮด์ที่รู้จักกันในชื่อเมลามีนซึ่งใช้ทำถ้วยชามและภาชนะใส่อาหารต่างๆ

พอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างแบบเส้นและแบบกิ่งจะอ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อน และเมื่ออุณหภูมิลดลงจะแข็งตัวได้ดังเดิมแต่พอลิเมอร์แบบร่างแหเมื่อได้รับความร้อนจะไม่หลอมและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้

นอกจากโครงสร้างของพอลิเมอร์จะมีผลต่อสมบัติทางกายภาพแล้ว มวลโมเลกุลและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโซ่ของพอลิเมอร์ก็มีผลต่อสมบัติของพอลิเมอร์ด้วย กล่าวคือพอลิเมอร์ที่มวลโมเลกุลสูงและมีโครงสร้างแบบเส้นจะมีความเหนียว ส่วนพอลิเมอร์ที่ไม่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างสายโซ่แต่ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างหมู่ฟังก์ชัน หรือยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงแวนเดอวาลส์จะมีจุดหลอมเหลวสูง พอลิเมอร์ที่โซ่เรียงชิดกันได้มากจะมีความหนาแน่นและมีความเป็นผลึกสูง จึงมีความแข็ง อากาศหรือน้ำผ่านไม่ได้ รวมทั้งมีลักษณะขุ่นหรือทึบแสง

สมบัติทางเคมีของพอลิเมอร์จะขึ้นอยู่กับหมู่ฟังก์ชันในโซ่พอลิเมอร์ และมีสมบัติเหมือนกับสารอินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชันเดียวกัน เช่น พอลิไวนิลแอลกอฮอล์ละลายน้ำได้ เพราะมีหมู่ฟังก์ชัน - OH เช่นเดียวกับแอลกอฮอล์

ผลิตภัณฑ์จากพอลิเมอร์

ปัจจุบันผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์ในรูปแบบต่างๆ เข้ามามีบทบาทอยู่รอบตัวเรา พอลิเมอร์เหล่านี้จำแนกได้กี่ประเภท

นักเรียนจะได้ศึกษาต่อไป

 

 พลาสติก

                พอลิเมอร์ที่นำมาขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อใช้งานในรูปแบบต่างๆ เช่น ถ้วย จาน ชาม เก้าอี้ รองเท้า ด้ามปากกา ถุงใส่ของและอาหาร กระเบื้องยาง รวมเรียกว่าเป็นผลิตภัณฑ์จากพลาสติก การจำแนกพลาสติกตามกรรมวิธีผลิตและการใช้งานเป็นดังรูป 12.17

                             

                                                                          การจำแนกพลาสติกตามกรรมวิธีผลิตและการใช้งาน

 

พลาสติกต่างชนิดกันจะมีสมบัติแตกต่างกัน การศึกษาชนิดของพลาสติกจึงทำได้ด้วยการตรวจสอบสมบัติบางประการ เช่น ความแข็ง ความทนทานต่อการขีดข่วน ความหนาแน่น การละลายและการเผาไหม้ พลาสติกต่างชนิดกันจะมีความแข็งแตกต่างกัน  บางชนิดเมื่อขีดจะเป็นรอยหรือตัดเป็นชิ้นได้ง่าย บางชนิดใช้มีดกรีดจะมีรอยเล็กน้อยหรือไม่มีรอย ส่วนความสามารถของการละลายในตัวทำละลายจะขึ้นอยู่กับชนิดของตัวทำละลาย พลาสติกส่วนใหญ่ละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เฮกเซน โทลูอีน ไซลีน จึงไม่ควรใช้ภาชนะพลาสติกบรรจุตัวทำละลายเหล่านี้ นักเรียนจะได้ศึกษาวิธีการตรวจสอบสมบัติของพลาสติกอย่างง่ายๆ จากการทดลองต่อไปนี้

 

การทดลอง 12.1 การตรวจสอบสมบัติทางกายภาพบางประการของพลาสติกชนิดต่างๆ

1.  เตรียมตัวอย่างพลาสติกชนิดต่างๆ ต่อไปนี้

ก.  ถุงบรรจุอาหารชนิดใส

ข. ขวดน้ำชนิดขุ่น

ค. ขวดน้ำชนิดใส

ง. ขวดนมเปรี้ยว หรือถ้วยไอศกรีม

จ. จานพลาสติกชนิดบาง

2.  ตัดพลาสติกแต่ละชนิดให้เป็นชิ้นเล็กๆ ขนาด 1 cm x 1 cm        

        3.  ทดสอบความแข็งของพลาสติกโดยการกดหรือบีบ ทดสอบความยืดหยุ่นโดยการดึง บิด หรือพับ ทดสอบการขีด

ข่วนโดยใช้ตะปูหรือเข็มหมุดขีดลงบนเนื้อพลาสติก สังเกต บันทึกผล

4.  ทดสอบความหนาแน่นของพลาสติก* ดังนี้

                        4.1  ใส่เอทานอล น้ำ และน้ำเกลืออิ่มตัวอย่างละ 20 \displaystyle cm^3        ลงในบีกเกอร์ขนาด 50  ใบแต่ละชนิด

                        4.2  ใส่ชิ้นพลาสติกตัวอย่างในข้อ 1 ลงในเอทานอล สังเกต บันทึกผล

                        4.3  นำชิ้นพลาสติกที่จมในเอทานอลทุกชนิดมาเช็ดให้แห้งแล้วใส่ลงในน้ำ สังเกตบันทึกผล

                        4.4  นำชิ้นพลาสติกที่จมในน้ำทุกชนิดมาเช็ดให้แห้งแล้วใส่ลงในน้ำเกลืออิ่มตัว สังเกตบันทึกผล

 

- พลาสติกแต่ละชนิดมีความหนาแน่นอยู่ในช่วงใดถ้าความหนาแน่นของเอทานอล น้ำ และน้ำเกลืออิ่มตัวเป็น0.798g/cm^31.00g/cm^3 และ \displaystyle 1.20g/cm^3ตามลำดับ

- ความหนาแน่นของพลาสติกมีความสัมพันธ์กับความแข็งหรือความยืดหยุ่นของพลาสติกหรือไม่   อย่างไร

 

        สมบัติทางกายภาพอีกประการหนึ่งของพลาสติกคือการอ่อนตัวหรือหลอมเหลวเมื่อได้รับความร้อน พลาสติกบางชนิด

เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัวหรือหลอมเหลว แต่บางชนิดไม่อ่อนตัว ดังนั้นถ้าใช้การเปลี่ยนแปลงเมื่อได้รับความร้อนเป็นเกณฑ์ จะจำแนกพลาสติกเป็น 2 ประเภทดังนี้               

*ในกรณีที่พลาสติกเป็นชิ้นบาง ต้องกดให้พลาสติกจมในของเหลวแล้วจึงปล่อยให้ลอยอย่างอิสระ

 ก. เทอร์มอพลาสติก   เป็นพลาสติกที่อ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อนและเมื่ออุณหภูมิลดลงจะแข็งตัว ถ้าให้ความร้อนอีกก็จะอ่อนตัว และสามารถทำให้กลับเป็นรูปร่างเดิมหรือเปลี่ยนรูปร่างได้ โดยสมบัติของพลาสติกไม่เปลี่ยนแปลง จึงสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ พอลิเมอร์ประเภทนี้มีโครงสร้างแบบเส้นหรือแบบกิ่ง มีการเชื่อต่อระหว่างโซ่พอลิเมอร์น้อยมาก ตัวอย่างเช่น พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน

ข.พลาสติกเทอร์มอเซต   เป็นพลาสติกที่เมื่อขึ้นรูปด้วยการผ่านความร้อนหรือแรงดันแล้วจะไม่สามารถนำกลับมาขึ้นรูปใหม่ได้อีก เพราะพอลิเมอร์ประเภทนี้มีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่โมเลกุลแบบร่างแห เมื่อแข็งตัวแล้วจะมีความแข็งมาก ทนต่อความร้อนและความดันได้ดีกว่าเทอร์มอพลาสติกถ้าทำให้มีอุณหภูมิสูงมากจะแตกและไหม้เป็นเถ้า ตัวอย่างเช่น     พอลิฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ พอลิเมลามีนฟอร์มาลดีไฮด์ และพอลิยูรีเทน

 

เส้นใย

       เส้นใยเป็นพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างโมเลกุลเหมาะสมต่อการรีดและปั่นเป็นเส้นด้าย พอลิเมอร์เหล่านี้เกิดขึ้นได้ทั้งในธรรมชาติและจากการสังเคราะห์ ซึ่งจำแนกได้ดังรูป 12.18

รูป 12.18 การจำแนกชนิดเส้นใย

 

                เส้นใยธรรมชาติที่นำมาใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลายคือ เส้นใยเซลลูโลกจากส่วนต่างๆ ของพืช ได้แก่ เส้นใยที่หุ้มเมล็ดฝ้าย นุ่น ใยมะพร้าว เส้นใยจากเปลือกไม้ เช่น ลินิน ปอ กัญชา เส้นใยจากใบ เช่น สับปะรด ศรนารายณ์ เส้นใยจากฝ้ายจัดเป็นเซลลูโลสบริสุทธิ์ที่นำมาใช้ประโยชน์มากที่สุดถึงร้อยละ 50 ของเส้นใยทั้งหมด

                นอกจากนี้ยังมีเส้นใยที่ได้จากสัตว์ซึ่งเป็นสารประเภทโปรตีน เช่น ขนแกะ ขนแพะ และเส้นใยจากรังไหม เส้นใยเหล่านี้มีสมบัติทั่วไปคล้ายโปรตีนอื่นๆ คือ เมื่อเปียกน้ำความเหนียวและความแข็งแรงจะลดลง ถ้าถูกแสงแดดเป็นเวลานานๆ จะสลายตัวหรือกรอบ

                เส้นใยจากธรรมชาติบางชนิด เช่น ฝ้าย เมื่อนำมาทอเป็นผ้าเพื่อใช้งานจะเป็นราได้ง่าย ส่วนผ้าไหมจะหดตัวเมื่อได้รับความร้อนและความชื้น นอกจากนี้เส้นใยธรรมชาติบางชนิด เช่น ลินิน ป่าน ต้องผลิตด้วยมือถ้าผลิตด้วยเครื่องจักร จะได้เส้นใยที่มีคุณภาพไม่ดีและมีการสูญเสียมาก จึงมีผู้พยายามผลิตเส้นใยสังเคราะห์เพื่อทดแทนเส้นใยธรรมชาติ เช่น เซลลูโลสแอซีเตตซึ่งเป็นพอลิเมอร์กึ่งสังเคราะห์ชนิดแรกที่เตรียมได้จากการนำเซลลูโลสมาทำปฏิกิริยากับกรดแอซีติกเข้มข้นโดยมีกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เซลลูโลสแอซีเตตใช้ทำเส้นใยและผลิตเป็นแผ่นพลาสติก ทำแผงสวิตซ์ และหุ้มสายไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีการผลิตเส้นใยสังเคราะห์จากเซลลูโลสอีกหลายชนิด เช่น เรยอนหรือเซลลูโลสซานเทต ซึ่งเป็นการปรับปรุงคุณภาพของเส้นใยเซลลูโลสให้มีสมบัติเหมาะสมกับการใช้งานด้านต่างๆ มากขึ้น

                นักเรียนจะได้ศึกษาวิธีการเตรียมเส้นใยเรยอนชนิดที่เรียกว่า คิวปราโมเนียมเรยอนจากการทดลอง 12.2

การทดลอง 12.2 การเตรียมเส้นใยเรยอน
1.  ตัดกระดาษกรอง 1 แผ่นออกเป็นชิ้นเล็กๆ ใส่ในบีกเกอร์ขนาด \displaystyle 250cm^3
2.  ใส่สารละลายอิ่มตัวของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟตเพนตะไฮเดรต \displaystyle (CuSO_4 \cdot 5H_2O)                        
 \displaystyle 50cm^3 ลงในขวดรูปกรวย ขนาด \displaystyle 100cm^3
3. ค่อยๆ เติมสารละลายแอมโมเนียเข้มข้นลงไปในขวดรูปกรวยในข้อ 2 ประมาณ 20 - 30 หรือจนกระทั่งเกิดตะกอนสี
ฟ้าอมสีเขียวของคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์     \displaystyle (Cu(OH_2))    สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงและลักษณะของตะกอนที่เกิดขึ้น (ต้องระวังที่จะไม่เติมสารละลายแอมโมเนียเข้มข้นมากเกินไป เพราะจะทำให้สารละลายและตะกอนเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเข้ม ต้องเริ่มการทดลองใหม่)
4. แยกตะกอนคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นโดยการกรองและล้างตะกอนด้วยน้ำกลั่น 3 ครั้ง
5. ใส่ตะกอนคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ลงในบีกเกอร์ในข้อ 1 ซึ่งมีกระดาษกรองที่ตัดออกเป็นชิ้นเล็กๆ บรรจุอยู่
6. เติมสารละลายแอมโมเนียเข้มข้น    \displaystyle 50cm^3 ลงในบีกเกอร์ในข้อ 5 คนจนกระดาษกรองละลายหมดและสารละลายใส (20 - 30 นาที) สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงและบันทึกผล
7. ใส่สารละลายกรดซัลฟิวริก \displaystyle (H_2SO_2) \displaystyle 1.0 mol/dm^3    ปริมาตร \displaystyle 100cm^3  ลงใน บีกเกอร์ขนาด 250
8.  ใช้หลอดฉีดยาขนาด  \displaystyle 50cm^3    ดูดสารละลายจากข้อ 6 แล้วจุ่มปลายหลอดฉีดยาไว้ใต้ผิวหน้าของสารละลายกรดซัลฟิวริก กดก้านหลอดฉีดยาอย่างช้าๆ เพื่อให้สารละลายไหลลงไปในสารละลายกรดจนหมด
9. รอให้เส้นใยที่เกิดขึ้นเปลี่ยนเป็นสีขาว (5 - 10 นาที) ใช้แท่งแก้ว 2 อันคีบเส้นใยขึ้นมา ล้างเส้นใยด้วยน้าสะอาดหลายๆ ครั้งแล้วซับน้ำให้แห้ง สังเกต บันทึกผล
การเตรียมเส้นใยด้วยกระบวนการคิวปราโมเนียมเป็นการเปลี่ยนเซลลูโลสให้อยู่ในรูปของสารประกอบที่ละลายได้จากขั้นตอนของปฏิกิริยาต่อไปนี้

                    ขั้นที่ 1  \displaystyle Cu^{2+}(aq)+2OH^- \to Cu(OH)_2(s)
                                                                                    คอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์
    คอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นมีลักษณะคล้ายเจลาตินหรือเป็นวุ้นสีฟ้าอมสีเขียว เมื่อทำปฏิกิริยากับสารละลายแอมโมเนียเข้มข้น จะเกิดเป็นสารประกอบเตตระแอมมีนคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์    \displaystyle Cu(NH_3)_4(OH_2))  ดังสมการในขั้นที่ 2 เตตระแอมมีนคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ สามารถละลายเซลลูโลสได้ เซลลูโลสที่ใช้ในการทดลองนี้ คือ  กระดาษกรอง

      ขั้นที่ 2  \displaystyle Cu(OH)_2(aq)+4NH_3 \to Cu(NH_3)_4(OH)_2(aq)
                                                                           เตตระแอมมีนคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์
    เนื่องจากพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นไม่ละลายในสารละลายของกรดซัลฟิวริก เมื่อฉีดสารละลายเซลลูโลสที่เกิดขึ้นลงไปในกรดซัลฟิวริกจึงเกิดเป็นเส้นใยเรยอนให้เห็น และการที่มีสีฟ้าของเส้นใยค่อยๆ จางหายไปเนื่องจาก \displaystyle Cu^{2+} ไอออนแพร่เข้าไปอยู่ในสารละลายของกรดซัลฟิวริก เส้นใยที่เกิดขึ้นมีชื่อทางเคมีว่า คิวปราโมเนียมเรยอน เส้นใยชนิดนี้มีน้ำหนักเบาเหมาะสำหรับใช้ทำเสื้อผ้าสำหรับฤดูร้อน
    เส้นใยที่ได้จากพอลิเมอร์สังเคราะห์เรียกว่า  เส้นใยสังเคราะห์  ประกอบด้วยโมเลกุลที่มีการเรียงตัวค่อนข้างเป็นระเบียบ และโมเลกุลส่วนใหญ่ต้องเรียงตัวตามแนวแกนของเส้นใย โดยทั่วไปความยาวของเส้นใยต้องไม่น้อยกว่า 100 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยนั้น เส้นใยสังเคราะห์บางชนิดมีสมบัติดีกว่าเส้นใยธรรมชาติ เช่น มีความทนทานต่อจุลินทรีย์ เชื้อรา แบคทีเรีย ไม่ยับง่าย ไม่ดูดน้ำ ทนทานต่อสารเคมี ซักง่ายและแห้งเร็ว ตัวอย่างเส้นใยสังเคราะห์ที่นำมาใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลาย เช่น ไนลอน และโอรอน (พอลิอะคริโลไนไตรด์)
    ไนลอนเป็นชื่อเรียกทางการค้าของเส้นใยพอลิเอไมด์ที่รู้จักและใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น ไนลอน 6,6 และไนลอน 6,10 (ตัวเลขหลังชื่อไนลอนแสดงถึงจำนวนอะตอมของคาร์บอนในมอนอเมอร์ของเอมีนและกรดคาร์บอกซิลิกตามลำดับ) นอกจากนี้ยังมีเส้นใยสังเคราะห์ที่นิยมใช้มากคือ พอลิเอสเทอร์ มีชื่อทางการค้าว่า ดาครอนหรือโทเรโทรอน ซึ่งเป็นโคพอลิเมอร์ระหว่างเอทิลีนไกลคอลกับไดเมทิลเทเรฟทาเลตที่เกิดจากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซซันแบบควบแน่น ดาครอนมีสมบัติทนความร้อนและแสงแดด ทนสารเคมี ไม่ยับซักแล้วไม่ต้องรีด การผลิตเส้นด้ายเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอทำได้โดยการปั่นเส้นใยหลายๆ เส้นเข้าด้วยกันซึ่งเป็นการเพิ่มความแข็งแรงให้กับเส้นใย จากนั้นจึงนำเส้นด้ายมาถักทอเป็นผืนผ้าเพื่อการใช้งานตามวัตถุประสงค์ ความก้าวหน้าของผลิตภัณฑ์เส้นใยสังเคราะห์ช่วยทำให้โลกในปัจจุบันนี้มีผ้าให้เลือกใช้ได้อย่างหลากหลาย
 

ยาง      

ยางพาราเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์เป็นเวลาหลายร้อยปีแล้ว น้ำยางสดจากต้นยางมีลักษณะ

ข้นสีขาวคล้ายน้ำนม มีสารหลายชนิดผสมอยู่ด้วยกันเมื่อทิ้งไว้จะบูดเน่าได้ ถ้าต้องการเก็บน้ำยางดิบไว้เป็นเวลานานจะต้องเติมแอมโมเนียลงไปเพื่อเป็นสารกันบูดและป้องกันการจับตัวของน้ำยาง การแยกเนื้อยางจากน้ำยางทำได้โดยเติมกรดบางชนิด เช่น กรดแอซีติกหรือกรดฟอร์มิกเจือจาง เพื่อทำให้เนื้อยางรวมตัวเป็นก้อนตกตะกอนแยกออกมา โดยทั่วไปน้ำยางสดมีเนื้อยางอยู่ประมาณร้อยละ 25 - 45 ทั้งนี้ขึ้นกับพันธุ์ยาง อายุของต้นยางและฤดูกาลกรีดยาง เนื้อยางที่ได้เรียกว่า ยางดิบ

                โครงสร้างทางเคมีของเนื้อยางประกอบด้วยมอนอเมอร์ไอโซพรีนที่เชื่อมต่อกันอยู่ในช่วง 1500 ถึง 15000 หน่วย มีสูตรดังนี้

            

 

ยางพารา (ซิส - พอลิไอโซพรีน)

                นอกจากยางพาราแล้วยังมีพืชบางชนิดที่ให้น้ำยางได้ เช่น ต้นยางกัตตา ต้นยางบาราทาและต้นยางชิคเคิล ซึ่งเคยใช้ทำส่วนผสมในหมากฝรั่ง ยางจากพืชทั้ง 3 ชนิดนี้เป็นพอลิเมอร์ไอโซพรีนเช่นเดียวกับยางพารา แต่มีโครงสร้างต่างกันดังนี้

                  

                                                                                                          ยางกัตตา

                                                        

      สูตรเคมีของไอโซพรีนคือ    \displaystyle C_5H_8    มีสูตรโครงสร้าง


      ยางพารามีหมู่ \displaystyle   CH_2ของมอนอเมอร์ไอโซพรีนอยู่ทางด้านเดียวกันของพันธะคู่ จึงเรียกชื่อว่า ซิส-พอลิไอโซพรีน


 

 

สมบัติสำคัญประการหนึ่งของยางคือมีความยืดหยุ่นสูงซึ่งเกิดจากโครงสร้างโมเลกุลของยางที่มีลักษณะม้วนขดไปมาเป็นวงและบิดเป็นเกลียว ดังรูป 12.19โดยมีแรงเวนเดอร์วาลส์ยึดเหนี่ยวระหว่างโซ่ของพอลิเมอร์เข้าไว้ด้วยกัน ยางพารามีความต้านทานแรงดึงสูง ทนต่อการขัดถู เป็นฉนวนที่ดีมากทนน้ำ ทนน้ำมันจากพืชและจากสัตว์ แต่ไม่ทนต่อน้ำมันเบนซินและตัวทำละลายอินทรีย์ เมื่อได้รับความร้อนจะเหนียวและอ่อนตัว แต่จะแข็งและเปราะที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง

 

                                                                             โครงสร้างโมเลกุลของยาง

 

                                                                        

                                                                            

 

                                                                            ชาร์ล กูดเยียร์ ค.ศ. 1800 - 1860

 

ในปี พ.ศ. 2382 (ค.ศ.1839) ชาร์ล  กูดเยียร์ นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน ค้นพบว่าเมื่อยางทำปฏิกิริยากับกำมะถันในปริมาณเหมาะสม ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลวของกำมะถัน จะทำให้ยางมีสภาพคงตัวให้อุณหภูมิต่างๆ ทนต่อความร้อน แสง และละลายในตัวทำละลายยากขึ้น ซึ่งเรียกกระบวนการดังกล่าวว่า วัลคาไนเซซัน  ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้

 

 

 

 

                                       

X = จำนวนอะตอมของ s ซึ่งจะเป็นเท่าใดก็ได้

 

 

ยางที่เติมกำมะถันในปริมาณที่เหมาะสม จะเกิดพันธะโคเวเลนต์ของกำมะถันเชื่อมต่อระหว่างโซ่พอลิไอโซพรีนในบางตำแหน่ง เมื่อได้รับแรงกระทำ สายโซ่จะไม่เลื่อนหลุดออกจากกันได้ง่าย จึงทำให้ยางมีความยืดหยุ่นคงรูปร่างมากขึ้นดังรูป 12.21

 

 

                                             

 

                                                                               ลักษณะของยางวัลคาไนซ์ก่อนถูกดึงและขณะดึง

 

 นอกจากนี้การเติมซิลิกา ซิลิเกต และผงถ่าน ยังช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งให้ยางที่นำไปใช้ผลิตยางของยานยนต์โดยเฉพาะอย่างยิ่งผงถ่านจะช่วยป้องกันการสึกกร่อนและถูกทำลายด้วยแสดงแดดได้ดี ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ทำจากยางธรรมชาติ ได้แก่ ถุงมือแพทย์ กระเป๋าน้ำร้อน ยางยืดถุงยางอนามัย เบ้าหล่อตุ๊กตา ฟองน้ำสำหรับทำที่นอนและหมอน
    มีการผลิตยางสังเคราะห์ขึ้นมาใช้หลายชนิด เช่น พอลิบิวทาไดอีน    \displaystyle \rlap{--}(CH_2- CH=CH-CH_2 \rlap{--} )_nเป็นยางสังเคราะห์ชนิดแรกของโลก ผลิตขึ้นในประเทศเยอรมันนีในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 เนื่องจากการขาดแคลนยางธรรมชาติโดยใช้บิวทาไดอีน
\displaystyle (CH_2=CH-CH=CH_2) เป็นมอนอเมอร์ เมื่อผ่านกระบวนการวัลคาไนเซซันแล้วมีความยืดหยุ่นน้อยกว่ายางธรรมชาติ ใช้ทำยางรถยนต์ได้

ยางสังเคราะห์ที่มีสมบัติเหมาะกับการใช้งานในลักษณะต่างๆ เช่น พอลิคลอโรพรีนซึ่งเป็นพอลิเมอร์มีชื่อทางการค้าว่า นีโอพรีน   เป็นพอลิเมอร์ที่สลายตัวยาก ทนไฟ มีสมบัติบางประการดีกว่ายางธรรมชาติ คือทนต่อสภาพที่ต้องสัมผัสกับน้ำ อากาศและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง น้ำมันเบนซินและตัวทำละลายอื่นๆ

                ยางเอสบีอาร์หรือยางสไตรีนบิวทาไดอีน เป็นโคพอลิเมอร์ที่ได้จากปฏิกิริยาระหว่างสไตรีนกับบิวทาไดอีนถ้ามี     สไตรีนมากเรียกว่าพลาสติกสไตรีนบิวทาไดอีน ถ้ามีบิวทาไดอีนมากเรียกว่ายางสไตรีนบิวทาไดอีน ใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตยางรถยนต์ มีสมบัติทนทานต่อการขัดถูและเกิดปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ยากกว่ายางธรรมชาติแต่มีความยืดหยุ่นน้อย

                วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตยางสังเคราะห์ล้วนได้มาจากอุตสาหกรรมปิโตรเคมี การที่สถานการณ์น้ำมันของโลกมีความแปรปรวนทั้งด้านราคาและปริมาณ จึงมีผลต่อราคาและปริมาณการผลิตยางสังเคราะห์เป็นอย่างมาก ทำให้วงการอุตสาหกรรมยางกลับมาใช้ยางจากธรรมชาติเป็นวัตถุดิบในการผลิตภัณฑ์ต่างๆ เพิ่มมากขึ้น ปริมาณใช้ยางธรรมชาติจึงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น

 

 

                      

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของผลิตภัณฑ์พอลิเมอร์สังเคราะห์

เทคโนโลยีของการผลิตพอลิเมอร์มีความก้าวหน้าและพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว นับตั้งแต่การเตรียมมอนอเมอร์การเตรียพอลิเมอร์ การศึกษาสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของพอลิเมอร์ การปรับปรุงสมบัติของพอลิเมอร์รวมทั้งการแปรรูปพอลิเมอร์เพื่อให้ได้ชิ้นงานที่มีรูปร่างตามต้องการ พลาสติกเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย สามารถแปรรูปให้เป็นชิ้นงานได้หลายรูปแบบการขึ้นรูปชิ้นงานจะใช้วิธีใดขึ้นอยู่กับประเภทของพลาสติกว่าเป็นเทอร์มอพลาสติกหรือพลาสติกเทอร์มอเซต นอกจากนี้ยังมีการเติมสารบางชนิดลงไปเพื่อให้พลาสติกมีสมบัติดีขึ้น เช่น เติมสีให้มีความสวยงาม เติมใยแก้วเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและทนต่อแรงกระแทกซึ่งมีชื่อเรียกกันทั่วไปว่า ไฟเบอร์กลาส นอกจากนี้ยังมีการเติมผงแกไฟต์เพื่อให้มีสมบัตินำไฟฟ้าได้ ในปัจจุบันใช้พอลิเมอร์หลายชนิดทำสารเคลือบผิวของวัสดุต่างๆ

                การใช้ประโยชน์จากพลาสติกในปัจจุบันเป็นไปอย่างกว้างขวาง เช่น ทางการแพทย์ใช้พอลิไวนิลคลอไรด์ผลิตถุงใส่เลือด เส้นเลือดเทียม พอลิสไตรีนใช้ทำหลอดฉีดยา พอลิโพรพิลีนใช้ทำกระดูกเทียม เอ็นเย็บแผล พอลิเอทิลีนใช้ทำอวัยวะเทียม เช่น ฟันปลอม ลิ้นหัวใจ กระเพาะปัสสาวะและท่อน้ำดี พอลิเมทิลเมทาคริเลตใช้ทำเลนส์สัมผัสทั้งชนิดแข็งและชนิดอ่อน ซิลิโคนจัดเป็นพอลิเมอร์อนินทรีย์ที่ใช้ทำแม่พิมพ์และใช้ในด้านศัลยกรรมตกแต่ง

                พอลิเมอร์สังเคราะห์หลายประเภทนำมาใช้เป็นสารช่วยยึดติดโดยใช้ทั้งในสภาพของแข็งและของเหลว เช่น กาวพอลิไวนิลแอซีเตต หรือที่รู้จักกันดีในชื่อกาวลาเท็กซ์ กาวอะคริลิก กาวไซยาโนอะคริเลตที่รู้จักกันในชื่อของกาวอิพอกซี

                โดยทั่วไปพอลิเมอร์มีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า แต่มีพอลิเมอร์บางประเภทแสดงสมบัติเป็นสารกึ่งตัวนำ    หรือนำไฟฟ้าได้ โครงสร้างทางเคมีที่สำคัญของพอลิเมอร์กลุ่มนี้ได้แก่ อะตอมของคาร์บอนต่อกันอยู่ด้วยพันธะเดี่ยวสลับกับพันธะคู่หรือมีวงแหวนอะโรมาติก หรือมีอะตอมของกำมะถันและไนโตรเจนอยู่ในวงแหวน จึงทำให้มีการกระจายของอิเล็กตรอนได้เช่นเดียวกับโลหะ ตัวอย่างโครงสร้างของพอลิเมอร์นำไฟฟ้า ได้แก่

                  

 

นอกจากนี้ยังมีการนำพอลิเมอร์มาใช้ในงานก่อสร้างต่างๆ เช่น ใช้พอลิสไตรีน-บิวทาไดอีน-สไตรีน (Stryrene Butadiene-Styrene = SBS) ผสมกับยางมะตอยเป็นวัสดุเชื่อมรอยต่อของคอนกรีต เพื่อทำหน้าที่รองรับการขยายตัวของคอนกรีตเมื่อได้รับความร้อน ช่วยให้ยางมะตอยไม่เหลวมากในฤดูร้อนและไม่แห้งแตกจนหลุดออกจากรอยต่อในฤดูหนาว

                ทางด้านการเกษตร ใช้พลาสติกพีวีซีคลุมดินเพื่อช่วยรักษาความชุ่มชื้น และป้องกันการถูกทำลายของผิวดิน ใช้ทำ     ตาข่ายกันแมลงในการปลูกผักปลอดสารพิษ ใช้พอลิเอทิลีน ปูพื้นดินที่เป็นดินร่วนหรือดินปนทรายเพื่อช่วยให้สามารถกักเก็บน้ำไว้ได้ ดังรูป 12.22 และยังใช้เม็ดพลาสติกผสมในดินเหนียวเพื่อช่วยให้ดินร่วนขึ้นด้วย

 

                                                              

                                                                         การใช้พลาสติกพีวีซีปูคลุมพื้นบ่อน้ำเพื่อช่วยในการกักเก็บน้ำ

 

โฟม  เป็นพลาสติกที่ผ่านกระบวนการเติมแก๊สเพื่อทำให้เกิดฟองอากาศจำนวนมากแทรกอยู่ระหว่างเนื้อ

พลาสติก โฟมชนิดแรกคือฟองน้ำยางซึ่งมีใช้มานานกว่า 60 ปีแล้ว ทำได้โดยผสมโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตกับน้ำยางและให้ความร้อนจะได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์แทรกอยู่ในเนื้อยาง จึงทำให้เนื้อยางฟูและเป็นรูพรุน โฟมทุกชนิดจะต้องมีสารที่ทำให้เกิดโฟม เช่น อากาศหรือสารเคมีที่สลายให้แก๊สเมื่อได้รับความร้อน เพื่อช่วยให้มีแก๊สแทรกอยู่ในเนื้อโฟมและทำให้โฟมมีน้ำหนักเบา มีความยืดหยุ่น กันหรือเก็บความร้อนได้ดี โฟมบางชนิดที่มีสาร CFC แทรกอยู่เป็นฉนวนความร้อนและฉนวนไฟฟ้าที่ดีมาก จึงนิยมใช้ทำเป็นกล่องสำหรับบรรจุอาหารต่างๆ เช่น กล่องใส่ไอศกรีม กล่องใส่อาหารร้อน นอกจากนี้ยังใช้บุฝาผนังห้องเย็นอีกด้วย ในปัจจุบันเป็นที่ทราบแล้วว่าสาร CFC ก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก และทำลายแก๊สโอโซนในบรรยากาศ จึงมีการศึกษาวิจัยเพื่อใช้สารอื่นทดแทน ซึ่งพบว่าแก๊สเพนเทนและบิวเทนสามารถนำมาใช้ผลิตโฟมแทน CFC ได้ ในปัจจุบันสามารถผลิตโฟมได้จากพอลิเมอร์หลายชนิด เช่น พีวีซี พอลิเอทิลีน และพอลิสไตรีน

ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีด้านพอลิเมอร์ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่อำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวันเป็นอย่างมาก นักเรียนคิดว่าความเจริญก้าวหน้าทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีดังที่กล่าวมาจะมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร

                                                                

CFC หรือ Chlorofluorocarbon

หรือที่เรียกกันอีกชื่อหนึ่งว่า ฟรีออน เป็นสารประกอบของคลอรีน ฟลูออรีนและคาร์บอนในอดีตสังเคราะห์ขึ้นเพื่อใช้เป็นสารให้ความเย็นในตู้เย็น และเครื่องทำความเย็น