Page 33 - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
P. 33
พอลิเมอร์ 7-21
ความน �ำ
สมบัติข องพ อลิเมอร์ขึ้นก ับช นิดข องพอลิเมอร์ โครงสร้างโมเลกุลว่าเป็นส ายโซ่ต รง กิ่งก้านสาขา หรือร ่างแห
ขนาดโมเลกุล ลักษณะก ารจ ัดเรียงต ัวข องโมเลกุลว ่าเป็นร ะเบียบห รือไมเ่ป็นร ะเบียบ ปริมาณข องโมเลกุลท ีเ่รียงต ัวเป็น
ระเบียบ และอุณหภูมิ ซึ่งล้วนม ีความสัมพันธ์กับสมบัติทางกายภาพ สมบัติท างเคมี และส มบัติเชิงกลข องพอลิเมอร์
ทั้งส ิ้น
เรอ่ื งท ี่ 7.2.1
สมบตั ิทางเคมีของพ อลเิ มอร์
เนื่องจากสถานะของสารอินทรีย์จะเปลี่ยนแปลงตามนํ้าหนักโมเลกุลที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ถ้าสารอินทรีย์
มีโครงสร้างเล็กประกอบด้วยธาตุคาร์บอนจำ�นวนตั้งแต่ 1-4 อะตอม สารอินทรีย์นั้นจะมีสถานะเป็นก๊าซที่ความดัน
มาตรฐาน อาทิ มีเทน อเีทน โพรเพน และบ ิวเทน แตส่ ารอ ินทรียท์ ีม่ จี ำ�นวนอ ะตอมข องธ าตคุ าร์บอนต ั้งแต่ 5-10 อะตอม
จะม ีส ถานะเป็นของเหลวท ี่มีค วามห นืดตํ่า จากน ั้นจะกลายเป็นของเหลวตั้งแต่ความหนืดปานกลางถึงสูงแ ละม ีความ
สามารถในการกล ายเป็นไอต ํ่าเมื่อม ีจำ�นวนอะตอมของธ าตุคาร์บอนต ั้งแต่ 10-100 อะตอม และเป็นของแข็งที่มีค วาม
แข็งแ รงม ากข ึ้นเมื่อม ีจ ำ�นวนอ ะตอมข องธ าตุค าร์บอนต ั้งแต่จ ำ�นวน 103–106 อะตอม หรือม ีน ํ้าห นักโมเลกุลม ากข ึ้น พอ
ลิเมอรโ์ดยท ั่วไปเป็นส ารอ ินทรียโ์มเลกุลใหญ่ คือ ประกอบด ้วยส ายโมเลกุลข องธ าตคุ าร์บอนแ ละไฮโดรเจนเป็นจ ำ�นวน
มากอ ยู่รวมก ัน จึงแ สดงลักษณะท างกายภาพอ อกมาอ ย่างซ ับซ้อน ยากแก่การทำ�นายสมบัติของพอลิเมอร์แ ต่ละช นิด
ที่ส ังเคราะห์ออกมาให้แม่นยำ�และแ น่นอนได้ ดังนั้นจึงม ีค วามพ ยายามที่จะท ำ�นายลักษณะและส มบัติด ้านต ่างๆ ของ
พอล เิมอ รโ์ดยพ ิจารณาจ ากพ ันธะเคมภี ายในโมเลกุลห รือแ รงภ ายในโมเลกุล (intramolecular force) และแ รงร ะหว่าง
โมเลกุล (intermolecular force) ของพ อล ิเมอ ร์ ซึ่งถ ้าเข้าใจโครงสร้างท างเคมีแ ล้วก ็จ ะเข้าใจล ักษณะท างก ายภาพร วม
ทั้งสมบัติเชิงกลข องพอลิเมอร์ท ี่แ สดงออกม าเมื่อใช้งานได้
1. แรงภ ายในโมเลกุลแ ละแ รงระหวา่ งโมเลกลุ ข องพอลเิ มอร์
แรงภ ายในโมเลกุลของพ อลิเมอร์ หมายถ ึง พันธะเคมีภายในโมเลกุลของพอลิเมอร์ ได้แก่ พันธะโคเวเลนต ์
และพ ันธะไออ อน ิก ซึ่งจ ัดเป็นพ ันธะป ฐมภ ูมิ (primary bonding) เพราะเกิดจ ากเวเลนซอ์ ิเล็กตรอนซ ึ่งม เีสถียรภาพ จึง
มคี วามแ ขง็ แ รงข องพ นั ธะส ูง และท ำ�ลายย าก ส่วนแ รงร ะหว่างโมเลกลุ ข องพ อลิเมอรจ์ ัดเปน็ พ นั ธะท ุติยภ ูมิ (secondary
bonding) เพราะเป็นพ ันธะที่ไม่เกี่ยวข้อง กับเวเลนซ์อิเล็กตรอน แต่เป็นแรงดึงดูดที่เกิดจากการเหนี่ยวนำ�ของสนาม
ไฟฟ้าท ี่เกิดจ ากวงโคจรของอิเล็กตรอนแรงภายในโมเลกุล
