Page 42 - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
P. 42
7-30 วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
ส ายโซพ่ อล เิมอ รแ์ ต่ละส ายเกิดจ ากม อน อเมอ รห์ ลายโมเลกุลม าจ ับต ัวเรียงก ัน พอลิเมอรจ์ ึงไม่มคี ่านํ้าห นักโมเลกุลท ี่แท้
จริงแ ต่เป็นค ่านํ้าห นักโมเลกุลท ี่เป็นค ่าเฉลี่ยข องน ํ้าห นักโมเลกุลข องส ายโซ่พ อล ิเมอ ร์ห ลายข นาด ดังน ั้นก ารร ายงานน ํ้า
หนักโมเลกุลของพ อลิเมอร์จึงเป็นนํ้าห นักโมเลกุลเฉลี่ย (average molecular weight) ซึ่งใช้สัญลักษณ์แ ทนด้วย M
ค่านํ้าห นักโมเลกุลข องพ อลิเมอร์ม ีห ลายแ บบข ึ้นอ ยู่ก ับก ารห าค ่าเฉลี่ยท างค ณิตศาสตร์แ ละเทคนิคว ิธีก ารว ัด โดยน ิยม
รายงานเปน็ น ํา้ ห นกั โมเลกลุ เฉลีย่ ต ามจ �ำ นวน (number-average molecular weigh, Mn) และค า่ นํา้ ห นกั โมเลกลุ เฉลีย่
ตามนํ้าหนัก (weight-average molecular weight, Mw ) นอกจากน ี้แล้วย ังม ีค ่าเฉลี่ยน ํ้าหนักโมเลกุลแ บบอ ื่น อาทิ
ค่านํ้าห นักโมเลกุลเฉลี่ยต ามค วามห นืด (viscosity-average molecular weight, Mv) นํ้าห นักโมเลกุลเฉลี่ยแ บบ Z
(Z-average molecular weight, Mz ) ซึ่งในเรื่องน ี้จะอ ธิบายเฉพาะนํ้าห นักโมเลกุลเฉลี่ยตามจ ำ�นวนแ ละแ บบเฉลี่ย
ตามนํ้าหนักเนื่องจากเป็นค่าเฉลี่ยข องนํ้าหนักโมเลกุลที่น ิยมใช้ก ันม ากท ี่สุด
1.1.1 น้ําหนักโมเลกุลเฉลี่ยตามจำ�นวน (Mn ) เป็นค่าเฉลี่ยนํ้าหนักโมเลกุลที่พิจารณาจากจำ�นวน
ของ โมเลกุลทั้งหมดที่มีอยู่ในสายโซ่พอลิเมอร์ และเป็นค่าที่มีผลต่อการพิจารณาสมบัติคอลลิเกทิฟ (colligative
properties) เช่น จุดเดือด จุดเยือกแข็ง และความด ันออส โมซ ิสของพอลิเมอร์ ซึ่งน ํ้าห นักโมเลกุลเฉลี่ยต ามจ ำ�นวน
คำ�นวณได้จากสูตร
Mn = i =Σ∞1NiMi
i =Σ∞1Ni
โดยที่ Mi คือ นํ้าห นักโมเลกุลข องส ายโซ่พ อลิเมอร์แ ต่ละส าย
Ni คือ จำ�นวนสายโซ่พอลิเมอร์ท ี่ม ีนํ้าห นักโมเลกุล Mi
ตัวอย่างเช่น ในก ารส ังเคราะห์พ อลิเมอรช์ นิดห นึ่งไดส้ ายโซพ่ อล เิมอ รจ์ ำ�นวนท ั้งหมด 10 สาย ดังนี้ สาย
โซ่พ อล ิเมอร์ท ี่มีน ํ้าหนักโมเลกุลเท่ากับ 10,000 มีจ ำ�นวน 5 สาย สายโซ่พอลิเมอ ร์ท ี่มีน ํ้าห นักโมเลกุลเท่ากับ 30,000
มีจำ�นวน 3 สาย และสายโซ่พอลิเมอร์ที่มีนํ้าหนักโมเลกุลเท่ากับ 60,000 มีจำ�นวน 2 สาย จากสูตรคำ�นวณนํ้าหนัก
โมเลกุลเฉลี่ยต ามจำ�นวนของพอลิเมอร์ชนิดนี้ได้เท่ากับ 26,000 ดังนี้
Mn = (5 × 10,000) + (3 × 30,000) + (2 × 60,000)
(5 + 3 + 2)
= 26,000
โมเลกุลเท่านั้น 1แ .ต1.่พ2ิจ านรํ้าณหานจ ักากโมส เัดลสก่วุลนเฉข ลอ่ียงขตนามาดนหํ้าหรือนนักํ้าห(Mนักwข)อเงปส็นาคย่าโซเฉ่พลอี่ยลนิเมํ้าหอ รน์ทักี่มโมีอ เยลู่ดก้วุลยทสี่ไมม่บพัติจิทารั่วณไปาทแีต่ใช่จ้ใำ�นนกวานร
วัดนํ้าหนักโมเลกุลเฉลี่ยตามนํ้าหนักคือ สมบัติการกระเจิงแสง ถ้าพอลิเมอร์มีการกระเจิงแสงมากแสดงว่ามีปริมาณ
ของสายโซ่พอลิเมอร์ที่มีนํ้าหนักโมเลกุลมากอยู่ในสัดส่วนที่มากกว่าสายโซ่พอลิเมอร์ที่มีนํ้าหนักโมเลกุลน้อย ซึ่ง
นํ้าห นักโมเลกุลเฉลี่ยต ามน ํ้าหนักคำ�นวณได้จากส ูตร
