วิชาการ.คอม-บทเรียนออนไลน์-การเกิดพอลิเมอร์ | บทเรียน วิชาการ.คอม
วิทย์ทั่วไป
 

การเกิดพอลิเมอร์

สร้างเมื่อ 02 มิ.ย. 2554 11:27:48
  • ระดับม.4
  • 9,113 view

การเกิดพอลิเมอร์
           ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์ สารเริ่มต้นหรือสารมอนอเมอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้กัน คือ ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการกลั่นปิโตรเลียมและการแยกแก๊สธรรมชาติ   สารไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว คือ สารที่มีพันธะคู่ระหว่างอะตอมคาร์บอนกับคาร์บอน เช่น เอทิลีน เตตะฟลูออโรเอทิลีน และไอโซปรีน เป็นต้น   เมื่อพิจารณาสูตรโครงสร้างของมอเนอร์แต่ละชนิดจะพบลักษณะที่เหมือนกันอยู่อย่างหนึ่งคือ ที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งมีพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนกับคาร์บอน   แสดงว่าพันธะคู่เป็นองค์ประกอบสำคัญของโมเลกุลที่จะนำไปสู่การเกิดพอลิเมอร์


 



           เอทิลีนเป็นมอนอเมอร์ที่มีขนาดเล็กที่สุด  เมื่อให้อุณหภูมิสูงกว่า 1000C ภายใต้ความดันสูงและมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสม   เกิดการรวมตัวต่อกันเป็นสายยาวของพอลอเอทิลีน ดังสมการ
 
                                            n คือ จำนวนโมเลกุลของมอนอเมอร์
                                           ถ้า n =5 พอลิเมอร์มีสูตรโครงสร้างดังนั้น
                                            CH3-CH2-CH2-CH2-CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH3
                                           เขียนแบบย่อเป็น CH3-(CH2)8-CH3
           ปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์ของเอทิลีนในอุตสาหกรรมการผลิตพอลิเอทิลีน และพอลิมเอร์อื่นๆ n มีจำนวนหลายพันโมเลกุล   สูตรโมเลกุลของพอลิเอทิลีน เมื่อ n = 1,000 โมเลกุล คือ
                                  CH3-(CH2)1998-CH3


           พอลิเอทิลีนเป็นพอลิเมอร์ที่แข็ง  แสงผ่านได้บ้ง  มีความเหนียว  และไม่ทำปฏิกิริยากับเคมีส่วนใหญ่ เมื่อนำมาหลอมและขึ้นรูป   ได้เป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น ถุงและภาชนะใส่อาหาร ท่อสายยาง ฟิล์มถ่ายภาพ   และของเล่ยสำหรับเด็กเป็นต้น   สำหรับพอลิเมอร์ชนิดอื่นๆ ก็เกิดจากมอนอเมอร์ต่างชนิดทำปฏิกิริยากัน เช่น โพรพิลีน เมื่อเกิดพอลิเมอร์กลายเป็นพอลิโพรพิลีน ซึ่งนำมาขึ้นรูปทำเป็นโต๊ะ เก้าอี้ เชือก พรม และอุปกรณ์รถยนต์ เป็นต้น

 
H2C = CH – CH3
โพรพิลีน


-   เขียนผลิตภัณฑ์พอลิเอทิลีนจากมอนอเมอร์เอทิลีน 20 โมเลกุล
-   นักเรียนคิดว่า  พอลิเอทิลีนที่เกิดจากมอนอเมอร์ 1,000 โมเลกุล กับ 2,500 โมเลกุล มีสมบัติเหมือนหรือต่างกันอย่างไร  อธิบายประกอบ
           พอลิเมอร์บางชนิดเกิดจากการเปลี่ยนมอนอเมอร์ชนิดหนึ่งไปเนมอนอเมอร์อีกชนิดกนึ่ง เช่น เอทิลีนทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนเกิดเป็นเตตะฟลูออโรเอทิลีน ซึ่งรวมตัวเกิดเป็นพอลิเตตะฟลูออโรเอทิลีน   หรือเรียกกันทั่วไปว่า เทฟลอน (teflon)
 

หม้อเคลือบเทฟลอนป้องกันไม่ให้อาหารติด


 
           การเปลี่ยนมอนอเมอร์ชนิดหนึ่งไปเป็นมอนอเมอร์อีกชนิดหนึ่ง   ทำให้เกิดพอลิเมอร์ได้หลากหลายรูปแบบ นักเรียนศึษกาได้จาก ภาพ 3.1

 


 
ภาพ 3.1 แผนผังแสดงกระบวนการผลิตพอลิเมอร์บางชนิด



           จากภาพ 3.1 จะเห็นว่า พอลิเมอร์แต่ละชนิดมีมอนอเมอร์ที่ต่างกัน   มอนอเมอร์บางชนิดได้โดยตรงจากแหล่งวัตถุดิบธรรชาติ   มอนอเมอร์บางชนิดเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของมอนอเมอร์อีกชนิดหนึ่ง เช่น ไวนิลคลอไรด์เกิดจากเอทิลีนทำปฏิกิริยากับแก๊สคลอรีน   เมื่อไวนิลคอลไรด์เกิดปฏิกิริยารวมตัวกัน ให้ผลิตภัณฑ์เป็นพอลิไวนิลคลอำรด์ (polyvinyl  chloride) หรือที่เรียกว่า PVC ซึ่งนำมาหลอมขึ้นรูปทำเป็นท่อน้ำ   ฉนวนหุ้มสายไฟและภาชนะบรรจุสารเคมี เป็นต้น พอลิเมอร์บางชนิดเกิดจากมอนอเมอร์ที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าที่กว่าในที่นี้


โพรพิลีน
H2C=CH-CH3
------------------------------------------
ไวนิลคลอไรด์
H2C=CHC1
------------------------------------------
ไวนิลแอซีเตต
H2C=CH-O2C-CH3
------------------------------------------
สไตรีน
H2C=CH-C6H5
 


           -   ในภาพ 3.1 มีพอลิเมอร์ชนิดใดบาง   พอลิเมอร์ชนิดมีสารใดเป็นมอนอเมอร์
           -   มอนอเมอร์แต่ละชนิดในภาพ 3.1 มาจากแหล่งทรัพยากรธรรมชาติชนิดใด
           -   เขียนสูตรโมเลกุลของ PVC ที่เกิดจากมอนอเมอร์ 2,000 โมเลกุล