ความแตกต่างที่สำคัญ – พอลิเมอร์อสัณฐานเทียบกับคริสตัลลีน
คำว่า “พอลิเมอร์” สามารถกำหนดเป็นวัสดุที่ทำจากหน่วยการทำซ้ำจำนวนมากซึ่งเชื่อมโยงกันผ่านพันธะเคมี โมเลกุลโพลีเมอร์เดี่ยวอาจมีโมเลกุลขนาดเล็กหรือหน่วยการทำซ้ำหลายล้านตัวซึ่งเรียกว่าโมโนเมอร์ โพลีเมอร์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่มากที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง โมโนเมอร์ควรมีพันธะคู่หรืออย่างน้อยสองหมู่ฟังก์ชันเพื่อจัดเรียงเป็นพอลิเมอร์ พันธะคู่หรือหมู่ฟังก์ชันสองหมู่นี้ช่วยให้โมโนเมอร์ยึดติดโมโนเมอร์อีกสองตัว และโมโนเมอร์ที่ยึดติดเหล่านี้ยังมีหมู่ฟังก์ชันเพื่อดึงดูดมอนอเมอร์มากขึ้นพอลิเมอร์ถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีนี้และกระบวนการนี้เรียกว่าพอลิเมอไรเซชัน ผลลัพธ์ของการเกิดพอลิเมอไรเซชันคือโมเลกุลขนาดใหญ่หรือสายโซ่พอลิเมอร์ โซ่โพลีเมอร์เหล่านี้สามารถจัดเรียงได้หลายวิธีเพื่อสร้างโครงสร้างโมเลกุลของพอลิเมอร์ การจัดเรียงอาจเป็นอสัณฐานหรือผลึก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพอลิเมอร์อสัณฐานและผลึกคือการจัดเรียงโมเลกุล โพลีเมอร์อสัณฐานไม่มีการจัดเรียงหรือรูปแบบเฉพาะในขณะที่โพลีเมอร์ผลึกมีโครงสร้างโมเลกุลที่จัดเรียงอย่างดี
โครงสร้างโมเลกุลของโพลิเมอร์คืออะไร
สิ่งสำคัญคือต้องทราบข้อเท็จจริงบางอย่างเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลของโพลีเมอร์ก่อนที่จะอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างอะมอร์ฟัสและผลึกโพลีเมอร์ โซ่โพลีเมอร์สามารถจัดเรียงได้สามแบบที่เรียกว่า syndiotactic, isotactic หรือ atactic Syndiotactic หมายถึงกลุ่มด้านข้างของสายโซ่โพลีเมอร์ถูกจัดเรียงสลับกัน ในการจัดเรียงแบบไอโซแทคติก กลุ่มด้านข้างจะอยู่ด้านเดียวกันแต่การจัดเรียงทางยุทธวิธีแสดงการจัดเรียงแบบสุ่มของกลุ่มด้านข้างตามสายโซ่โพลีเมอร์
อะมอร์ฟัสโพลิเมอร์คืออะไร
พอลิเมอร์อสัณฐานไม่มีรูปแบบที่เป็นระเบียบในโครงสร้างโมเลกุล โพลีเมอร์อสัณฐานทำขึ้นจากสายโซ่โพลีเมอร์ atactic เป็นหลัก ทำให้ไม่มีความเป็นผลึก ดังนั้นจึงเป็นโครงสร้างที่อ่อนแอ เนื่องจากระดับของความเป็นผลึกขาดหายไปหรือไม่มีความเป็นผลึกคือพอลิเมอร์อสัณฐาน พวกมันจึงมีความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับพอลิเมอร์ที่เป็นผลึก ดังนั้นความทนทานต่อสารเคมีจึงต่ำและโปร่งใส มีจุดดึงดูดที่อ่อนแอระหว่างโซ่โพลีเมอร์เนื่องจากไม่มีโครงสร้างที่มีลวดลาย
ตัวอย่างของพอลิเมอร์อสัณฐาน ได้แก่ โพลิเอทิลีน พีวีซี เป็นต้น ระดับของความเป็นผลึกได้รับผลกระทบจากกระบวนการโพลิเมอไรเซชันและกระบวนการผลิต โพลีเมอร์อสัณฐานอาจมีผลึกกับการก่อตัวของผลึกหรือบริเวณที่สั่ง ซึ่งมีความนุ่มนวลกว่าและทนต่อการซึมผ่านของตัวทำละลายได้น้อยกว่า
คริสตัลลีนโพลีเมอร์คืออะไร
โครงสร้างผลึกแสดงโมเลกุลโพลีเมอร์ที่เรียงตัวกันเป็นประจำ โพลีเมอร์ผลึกมีโครงสร้างที่เป็นระเบียบซึ่งทำจากโซ่โพลีเมอร์ซินดิโอแทคติกและโพลีเมอร์ไอโซแทคติก โครงสร้างที่ได้รับคำสั่งนี้ทำให้พอลิเมอร์กลายเป็นโปร่งแสง นอกจากนี้ยังมีแรงดึงดูดอย่างแรงระหว่างโมเลกุล ดังนั้นจึงทนทานต่อสารเคมีและมีความหนาแน่นสูงเมื่อเทียบกับโพลีเมอร์อสัณฐาน แม้ว่าผลึกโพลีเมอร์จะถูกจัดเรียงอย่างดี แต่ก็อาจมีพื้นที่อสัณฐานได้เช่นกัน ดังนั้นโพลีเมอร์เหล่านี้จึงถูกเรียกว่าวัสดุกึ่งผลึก
วัสดุพลาสติก เช่น ไนลอนและโพลิเอไมด์อื่นๆ มีโครงสร้างที่ตกผลึก ตัวอย่างอื่นๆ ได้แก่ โพลิเอทิลีนเชิงเส้น, PET (โพลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต), โพรพิลีน เป็นต้น โครงสร้างเหล่านี้มีความแข็งแกร่งและได้รับผลกระทบจากการแทรกซึมของตัวทำละลายน้อยกว่า
รูปที่ 01: สายโซ่โมเลกุลในพอลิเมอร์อสัณฐานและกึ่งผลึก
อะมอร์ฟัสโพลีเมอร์และคริสตัลลีนโพลีเมอร์ต่างกันอย่างไร
อสัณฐานเทียบกับพอลิเมอร์ผลึก |
|
| โพลีเมอร์อสัณฐานเป็นโพลีเมอร์ที่ไม่มีรูปแบบที่เป็นระเบียบในโครงสร้างโมเลกุล | ผลึกโพลีเมอร์คือโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างที่เป็นระเบียบ |
| สัณฐานวิทยา | |
| โพลีเมอร์อสัณฐานทำมาจากสายโซ่โพลีเมอร์ชั้นเชิง | ผลึกโพลีเมอร์ทำขึ้นจากโซ่โพลีเมอร์ซินดิโอแทคติกและไอโซแทคติก |
| แรงดึงดูด | |
| โพลีเมอร์อสัณฐานมีแรงดึงดูดที่อ่อนแอระหว่างสายโซ่โพลีเมอร์ | ผลึกโพลีเมอร์มีแรงดึงดูดที่แข็งแกร่งระหว่างสายโพลีเมอร์ |
| ความหนาแน่น | |
| โพลีเมอร์อสัณฐานมีความหนาแน่นต่ำ | ผลึกโพลีเมอร์มีความหนาแน่นสูง |
| ต้านทานสารเคมี | |
| โพลีเมอร์อสัณฐานมีความทนทานต่อสารเคมีต่ำ | ผลึกโพลีเมอร์มีความทนทานต่อสารเคมีสูง |
| โซ่โพลีเมอร์ | |
| โซ่โพลีเมอร์ถูกจัดเรียงในลักษณะที่ไม่เป็นแทคติคในโพลีเมอร์อสัณฐาน | โซ่โพลีเมอร์ถูกจัดเรียงในลักษณะซินดิโอแทคติกและไอโซแทคติกในโพลีเมอร์ผลึก |
| ลักษณะที่ปรากฏ | |
| โพลีเมอร์อสัณฐานมีความโปร่งใส | ผลึกโพลีเมอร์โปร่งแสง |
สรุป – พอลิเมอร์อสัณฐานเทียบกับพอลิเมอร์ผลึก
โพลีเมอร์ทั้งหมดมีความเป็นผลึกซึ่งเป็นข้อแตกต่างหลักระหว่างพอลิเมอร์อสัณฐานและผลึก โพลีเมอร์อสัณฐานมีความเป็นผลึกในระดับต่ำในขณะที่โพลีเมอร์ผลึกมีความเป็นผลึกในระดับสูง คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของพอลิเมอร์จะขึ้นอยู่กับระดับของผลึก