ทำความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันและการประยุกต์
การเกิดพอลิเมอไรเซชันเป็นกระบวนการที่โมเลกุลขนาดเล็กจำนวนมากเรียกว่าโมโนเมอร์ รวมตัวกันจนเกิดเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เรียกว่าพอลิเมอร์ กระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาเคมีต่างๆ เช่น ปฏิกิริยาการเติมหรือการควบแน่น พอลิเมอร์ที่ได้สามารถมีคุณสมบัติและโครงสร้างได้หลากหลาย ขึ้นอยู่กับชนิดของโมโนเมอร์ที่ใช้และสภาวะที่เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน โพลีเมอร์คือสายโซ่ยาวของหน่วยการทำซ้ำที่เรียกว่าโมโนเมอร์ ซึ่งเชื่อมโยงเข้าด้วยกันด้วยพันธะโควาเลนต์ พบได้ตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิต เช่น ในเซลลูโลสและโปรตีน และยังสังเคราะห์ขึ้นเพื่อใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงพลาสติก เส้นใย กาว และสารเคลือบ ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันมีหลายประเภท ได้แก่:
1. การเติมโพลีเมอไรเซชัน: ในปฏิกิริยาประเภทนี้ โมโนเมอร์จะรวมกันผ่านการเติมโมเลกุลใหม่ให้กับสายโซ่โพลีเมอร์ที่กำลังเติบโต กระบวนการนี้มักได้รับการอำนวยความสะดวกเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น โลหะหรือกรด ตัวอย่างของโพลีเมอร์ที่เติมได้แก่ โพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีน ซึ่งผลิตจากโมโนเมอร์เอทิลีนและโพรพิลีน ตามลำดับ
2 การรวมตัวของพอลิเมอไรเซชัน: ในปฏิกิริยาประเภทนี้ โมโนเมอร์จะรวมตัวกันโดยการสูญเสียโมเลกุลขนาดเล็ก เช่น น้ำหรือเมทานอล เพื่อสร้างสายโซ่โพลีเมอร์ที่ใหญ่ขึ้น กระบวนการนี้มักจะช้ากว่าการเติมโพลีเมอไรเซชัน แต่สามารถผลิตโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่าและมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น ตัวอย่างของโพลีเมอร์ควบแน่น ได้แก่ ไนลอนและโพลีเอสเตอร์ ซึ่งผลิตจากโมโนเมอร์กรดอะดิปิกและเฮกซาเมทิลีน ไดเอมีน ตามลำดับ
3 การเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบเปิดวงแหวน: ในปฏิกิริยาประเภทนี้ โมโนเมอร์แบบไซคลิกจะถูกเปิดเพื่อสร้างสายโซ่โพลีเมอร์เชิงเส้นหรือแบบกิ่ง กระบวนการนี้มักใช้ในการผลิตโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างหรือคุณสมบัติเฉพาะ เช่น กรดโพลีแลกติก ซึ่งผลิตจากโมโนเมอร์แลคไทด์
4 ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันแบบรุนแรง: ในปฏิกิริยาประเภทนี้ โมโนเมอร์จะถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านการกระทำของอนุมูลอิสระ ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เกิดปฏิกิริยาสูงซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่นๆ อีกมากมายต่อหน้าตัวเริ่มต้น กระบวนการนี้มักใช้ในการผลิตโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแคบ เช่น โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และโพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) ปฏิกิริยาการเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันสามารถดำเนินการได้โดยใช้เทคนิคที่หลากหลาย รวมถึง:
1 การเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์ของสารละลาย: ในวิธีนี้ โมโนเมอร์จะถูกละลายในตัวทำละลาย จากนั้นจึงเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวริเริ่ม กระบวนการนี้มักใช้เพื่อผลิตโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงพร้อมการควบคุมโครงสร้างโมเลกุลที่ดี
2 ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันแบบอิมัลชัน: ในวิธีนี้ โมโนเมอร์จะถูกทำให้เป็นอิมัลชันในน้ำ จากนั้นจึงเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์เมื่อมีสารลดแรงตึงผิวและตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวริเริ่ม กระบวนการนี้มักใช้ในการผลิตโพลีเมอร์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ เช่น การกันน้ำและการยึดเกาะกับพื้นผิว3 การเกิดโพลีเมอไรเซชันแบบแขวนลอย: ในวิธีนี้ โมโนเมอร์จะถูกแขวนลอยในตัวกลางที่เป็นของเหลว จากนั้นจึงเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวริเริ่ม กระบวนการนี้มักใช้เพื่อผลิตโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงพร้อมการควบคุมโครงสร้างโมเลกุลที่ดี
4 การเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันของเจล: ในวิธีนี้ โมโนเมอร์จะถูกละลายในตัวทำละลาย จากนั้นจึงเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์ต่อหน้าสารเชื่อมขวางเพื่อสร้างเครือข่ายคล้ายเจล กระบวนการนี้มักใช้เพื่อผลิตโพลีเมอร์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ เช่น ความยืดหยุ่นและความเหนียว
โพลีเมอร์มีการใช้งานที่สำคัญมากมายในอุตสาหกรรมและชีวิตประจำวัน รวมถึง:
1 พลาสติก: โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้เพื่อผลิตพลาสติกหลายประเภท เช่น โพลีเอทิลีน โพลีโพรพีลีน โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และโพลีเอสเตอร์ ซึ่งใช้ในบรรจุภัณฑ์ การก่อสร้าง และสินค้าอุปโภคบริโภค เส้นใย: โพลีเมอร์ใช้ในการผลิตเส้นใย เช่น ไนลอน โพลีเอสเตอร์ และอะคริลิค ซึ่งใช้ในเสื้อผ้า พรม และเบาะ3 สารยึดติด: โพลีเมอร์ใช้ในการผลิตกาว เช่น อีพอกซีและโพลียูรีเทน ซึ่งใช้ในการยึดเหนี่ยววัสดุเข้าด้วยกัน
4 การเคลือบ: โพลีเมอร์ใช้ในการผลิตสารเคลือบ เช่น สีและสารเคลือบเงา ซึ่งใช้เพื่อปกป้องพื้นผิวจากการกัดกร่อนและการสึกหรอ
5 การใช้งานทางชีวการแพทย์: โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ในการใช้งานทางชีวการแพทย์ที่หลากหลาย รวมถึงการปลูกถ่าย ระบบนำส่งยา และโครงวิศวกรรมเนื้อเยื่อ
6 การใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์: โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์หลายประเภท รวมถึงฉนวน เซมิคอนดักเตอร์ และตัวนำ7 การประยุกต์ใช้พลังงาน: โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ในการใช้งานพลังงานที่หลากหลาย รวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์เชื้อเพลิง และแบตเตอรี่
8 การใช้งานด้านการบินและอวกาศ: โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศที่หลากหลาย รวมถึงวัสดุคอมโพสิต กาว และสารเคลือบ
9 การใช้งานด้านยานยนต์: โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ในการใช้งานด้านยานยนต์หลายประเภท รวมถึงวัสดุคอมโพสิต กาว และสารเคลือบ10 การใช้งานบรรจุภัณฑ์: โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้ในการใช้งานบรรจุภัณฑ์ที่หลากหลาย รวมถึงขวด ภาชนะบรรจุ และผลิตภัณฑ์ที่ใช้แล้วทิ้ง
ฉันชอบวิดีโอนี้
ฉันไม่ชอบวิดีโอนี้
รายงานข้อผิดพลาดของเนื้อหา
share
