Page 28 - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
P. 28
7-16 วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
เรอ่ื งท ี่ 7.1.3
การเตร ียมพอลิเมอร์
สภาวะข องก ารเตร ียมพอลิเมอร์ขณะเกิดปฏิกิริยาของก ารเกิดพอลิเมอร์ซึ่งเกิดในส ภาวะของเหลว แบ่งอ อก
เป็น 2 ระบบ คือ ระบบเนื้อเดียว (homogeneous system) และร ะบบเนื้อผ สม (heterogeneous system) โดยทั้ง
สองระบบนี้อาจจะใช้ปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์แบบใดแบบหนึ่ง คือ ปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์แบบปฏิกิริยาการ
ควบแน่น หรือป ฏิกิริยาก ารเกิดพอล ิเมอ ร์แบบป ฏิกิริยาแบบเติม
1. การเตร ยี มพ อลเิ มอรร์ ะบบเน้ือเดยี ว
การเตรียมพอลิเมอร์ระบบเนื้อเดียว เป็นระบบการเตรียมพอลิเมอร์ที่สารทุกชนิดในระบบ คือ สารตั้งต้น
ปฏิกิริยาที่เป็นตัวทำ�ปฏิกิริยา (reactant) ได้แก่ สารมอนอเมอร์และสารเริ่มปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst)
และผลปฏิกิริยา (product) ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ท่ีสังเคราะห์ได้ และสารอ่ืนๆ จะผสมรวมเป็นเน้ือเดียวกัน การเตรียม
พอลิเมอร์ระบบเนื้อเดียวแบ่งอ อกเป็น 2 วิธี ดังนี้
1.1 การเตรียมพอลิเมอร์แบบบัลค์ (bulk polymerization) เป็นการเตรียมพอลิเมอร์ในสภาวะที่ไม่มี
ตัวทำ�ละลาย จึงเตรียมสารมอนอเมอร์ในสภาวะหลอมเหลวผสมกับสารอื่นเป็นเนื้อเดียวกัน ข้อดีของการเตรียม
พอลิเมอร์แบบบัลค์ คือ พอลิเมอร์ที่เตรียมได้มีความบริสุทธิ์ ไม่มีการปนเปื้อนของตัวทำ�ละลายเหมือนอย่างการ
เตร ีย มพ อลิเมอร์แ บบอ ื่น ส่วนข ้อด ้อยข องร ะบบน ี้ คือ ควบคุมอ ุณหภูมิข องป ฏิกิริยาได้ย าก ซึ่งม ักเกิดจ ากอ ุณหภูมิสูง
มากขึ้นขณะเกิดปฏิกิริยา ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไป สามารถทำ�ให้สารเริ่มปฏิกิริยาสลายตัวได้ ระบบมีความหนืดสูง
และความหนืดจะเพิ่มมากขึ้นเมื่อเปลี่ยนเป็นพอลิเมอร์ จึงกวนสารต่างๆ ให้ทั่วถึงได้ยาก การเตรียมพอลิเมอร์
แบบบัลค์นิยมเตรียมพอลิเมอร์ด้วยปฏิกิริยาก ารควบแน่นเพราะเป็นปฏิกิริยาที่คายความร้อนไม่มากนัก และความ
หนืดที่มากขึ้นเนื่องจากปริมาณการเปลี่ยนเป็นพอลิเมอร์จะเป็นการเพิ่มขึ้นในช่วงหลังของกระบวนการ ซึ่งตรงกัน
ข้ามกับป ฏิกิริยาแบบก ารเติม
1.2 การเตรียมพอลิเมอร์แบบสารละลาย (solution polymerization) เป็นการทำ�ให้เกิดปฏิกิริยาการเกิด
พอลิเมอ ร์ในส ภาวะส ารละลายของสารตั้งต ้นปฏิกิริยา (สารม อน อเมอร์ สารเริ่มป ฏิกิริยา หรือตัวเร่งปฏิกิริยา) ในตัว
ทำ�ละลายที่เหมาะสม เช่น เบนซีน โทลูอีน คลอโรฟอร์ม และต ัวท ำ�ละลายไฮโดรคาร์บอน ข้อดีข องก ารเตรียมพ อลิเม
อร์แ บบส ารละลาย คือ ระบบมีค วามหนืดต ํ่า จึงผสมแ ละกวนส ารต่างๆ ได้ส ะดวกในร ะหว่างก ระบวนการและควบคุม
อุณหภูมิของป ฏิกิริยาได้ง่าย เพราะต ัวท ำ�ละลายช่วยถ ่ายเทค วามร้อนท ี่เกิดข ึ้น ส่วนข ้อด้อยข องระบบน ี้ คือ ต้องมีการ
ขจัดตัวท ำ�ละลายและสารอ ื่นออกจากพ อลิเมอร์ภ ายห ลังกระบวนการเตรียมพ อลิเมอร์สิ้นส ุดลง
2. การเตร ยี มพ อลิเมอร์ระบบเน้ือผสม
การเตร ียมพ อลิเมอร์ระบบเนื้อผ สม เป็นระบบก ารเตรียมพ อลิเมอร์ท ี่สารใดสารหนึ่งไม่ล ะลายเป็นเนื้อเดียว
กับสารอื่นในระบบ ซึ่งโดยทั่วไปจะให้สารมอนอเมอร์ไม่ละลายในตัวทำ�ละลาย การเตรียมพอลิเมอร์ระบบเนื้อผสม
แบ่งออกเป็น 2 วิธี ดังนี้
2.1 การเตรียมพอลิเมอร์แบบแขวนลอย (suspension polymerization) เป็นการเตรียมโดยให้สาร
มอนอเมอร์อยู่ในสภาพกระจาย (disperse) เป็นหยดเล็กๆ ในของเหลวตัวกลางซึ่งโดยทั่วไปเป็นนํ้า โดยสารเริ่ม
