พอลิเมอร์

ประวัติการค้นพบพอลิเมอร์

 

     แม้ว่านักเคมีเพิ่งจะสามารถสังเคราะห์พอลิเมอร์ได้สำเร็จเมื่อประมาณ 100 ปีที่ผ่านมาเท่านั้น แต่ก่อนหน้านี้บรรพบุรุษของเราก็รู้จักนำเอาพอลิเมอร์จากธรรมชาติมาใช้ประโยชน์เป็นเวลานานแล้ว ตัวอย่างตามหลักฐานที่ค้นพบ เช่น มีการนำเอาเขาสัตว์ซึ่งจัดเป็นพอลิเมอร์ประเภทหนึ่งมาใช้เป็นด้ามภาชนะ แกะสลักเป็นตะเกียง หรือใช้ครั่ง (Shellac) ซึ่งเป็นรัง (Shell) ของตัวครั่ง (Lac) มาทาอุปกรณ์และเนื้อไม้ เป็นต้น นอกจากนี้เราก็รู้จักการแยกฝ้ายออกจากเมล็ด แล้วกรอรวมกันเป็นเส้นด้าย เพื่อทอเป็นเครื่องนุ่งห่มได้

 

ยุคโบราณ: พอลิเมอร์จากธรรมชาติ

     ในยุคแรกเริ่มพอลิเมอร์จากธรรมชาติถูกนำมาใช้ประโยชน์โดยตรงไม่ต้องผ่านกระบวนการทางเคมีเลย ตัวอย่างที่สำคัญ คือ กัตตา เพอชา (gutta percha) ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่ได้จากยางต้นไม้ที่มีมากในมาเลเซีย เนื่องจากสมบัติความยืดหยุ่นและค่อนข้างทนทาน ยางกัตตา เพอชา จึงถูกนำมาใช้ผลิตลูกกอล์ฟในช่วงปี ค.ศ. 1848 จนถึงช่วงต้นศักราช 1900 จึงเปลี่ยนมาใช้พอลิเมอร์ชนิดใหม่ที่สังเคราะห์ได้โดยนักเคมี คือ สารประกอบไอออนอเมอร์ (ionomer) ที่มีความแข็งแรงกว่า ในปัจจุบันกัตตา เพอชาถูกนำมาใช้ในทางทันตกรรมเป็นหลัก เช่น เป็นวัสดุอุดในการรักษาคลองรากฟัน เป็นต้น

 

แหล่งที่มาของภาพ : http://www.vcharkarn.com/varticle/18774

      ภายหลังการใช้ประโยชน์พอลิเมอร์จากธรรมชาติในยุคแรกเริ่ม ต่อมามีการค้นพบพอลิเมอร์จากธรรมชาติชนิดอื่นๆ เพิ่มขึ้น และเริ่มมีการปรับปรุงสมบัติของพอลิเมอร์จากธรรมชาติที่ได้ เพื่อให้มีสมบัติที่ดีขึ้นเหมาะกับวัตถุประสงค์การใช้งาน เช่น ยางธรรมชาติ (natural rubber) และเซลลูลอยด์ (Celluloid) เป็นต้น โดยยางธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์จากน้ำยางของต้นไม้ที่มีถิ่นกำเนิดในทวีปอเมริกาใต้ ชื่อยางพารา (Hevea brasiliensis) มีหลักฐานว่าชาวพื้นเมืองได้นำยางชนิดนี้มาใช้เป็นรองเท้ากว่าพันปีแล้ว โดยการจุ่มเท้าลงไปในน้ำยาง ใน ค.ศ. 1770 นักเคมีชาวอังกฤษชื่อ Joseph Priestley พบว่ายางสามารถลบรอยดินสอได้ เขาจึงเรียกยางว่า rubber จากนั้นจึงมีการประยุกต์นำเอายางมาผลิตเป็นเสื้อกันฝนโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ Charles Macintosh แต่ก็ยังไม่เป็นที่นิยมนัก ทั้งนี้เพราะสมบัติทางกายภาพที่ไม่คงตัวต่ออุณหภูมิ เวลายางได้รับความร้อนมันจะอ่อนตัวและเหนียว ส่วนเวลาอากาศเย็นมันจะเปราะและมีรอยแตก การค้นพบสำคัญที่ช่วยปฏิวัติวงการยาง เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1839 เมื่อ Charles Goodyear สามารถทำยางให้คงรูปได้ โดยผสมกำมะถันเข้ากับยางแล้วเผาที่ความร้อน 150 องศาเซลเซียส จะได้ยางที่แข็งแรงทนทาน ไม่เปราะ และไม่อ่อนตัวอีกเลย ซึ่งการค้นพบนี้เกิดขึ้นหลังจากการลองผิดลองถูกเป็นเวลานาน (กระบวนการทางวิทยาศาสตร์บางครั้งก็ต้องอาศัยการลองผิดลองถูกค่อนข้างมาก และการค้นพบที่สำคัญๆ หลายอย่างก็เกิดจากความบังเอิญ แต่ต้องอาศัยการสังเกตุ และหาเหตุผลมาอธิบายสิ่งที่ค้นพบด้วย) ทำให้สามารถใช้ผลิตอุปกรณ์และเครื่องใช้ต่างๆ เช่น ยางรถยนต์ โดยกระบวนการนี้ เรียกว่าวัลคาไนเซชั่น (Valcanization) ซึ่งมีการพัฒนาปรับปรุงคุณภาพเรื่อยมา ในปัจจุบันมีการปลูกยางพาราอย่างแพร่หลายในเอเซียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งประเทศไทยจัดเป็นประเทศผู้ผลิตและส่งออกยางพาราได้มากเป็นอันดับหนึ่งของโลก

 

การใช้งานพอลิเมอร์สมัยใหม่: พอลิเมอร์สังเคราะห์

     ในปี ค.ศ. 1909 นักเคมีสามารถสังเคราะห์พอลิเมอร์ได้เป็นครั้งแรก โดย L. Baekleland นักเคมีชาวอเมริกันเชื้อสายเบลเยี่ยม พบว่าเมื่อผสมฟีนอล (phenol) กับฟอร์มาลดีไฮด์ (formaldehyde) เข้าด้วยกัน แล้วให้ความร้อน และกลั่นเอาน้ำออกโดยกระบวนการควบแน่น (condensation) จะได้สารเหนียวๆ ที่เมื่อปล่อยให้เย็นตัวลงแล้วจะแข็งตัวเป็นวัสดุที่มีสมบัติเหมาะอย่างยิ่งในการใช้เป็นวัสดุฉนวนหุ้มสายไฟ ต่อมาพอลิเมอร์ชนิดนี้ถูกเรียกว่า เบคเคลไลท์ (Bakeltie) ตามชื่อของ Baekleland หรือฟีนอลลิค เรซิน (phenolic resin) ตามชื่อของมอนอเมอร์ที่ใช้ (ฟีนอลและฟอร์มาลดีไฮด์)

โครงสร้างเคมีของหรือฟีนอลลิค เรซิน ฟีนอล และฟอร์มาลดีไฮด์

แหล่งที่มาของภาพ : http://www.vcharkarn.com/varticle/18774

     การค้นพบเบคเคลไลท์ นับว่าเป็นการบุกเบิกงานวิจัยและพัฒนาทางด้านพอลิเมอร์ที่สำคัญอย่างยิ่ง นำมาสู่การสังเคราะห์พอลิเมอร์ขนิดอื่นที่หลากหลายในปัจจุบัน ทั้งนี้เนื่องจากสมบัติที่โดดเด่นหลายประการ เช่น น้ำหนักเบา แข็งแรง ทนทาน กันน้ำได้ดี ความโปร่งแสง และสามารถนำมาขึ้นรูปได้ง่ายเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุประเภทอื่น ตารางต่อไปนี้ แสดงตัวอย่างของพอลิเมอร์ที่สำคัญ และปีที่สังเคราะห์ได้ครั้งแรก ตลอดจนตัวอย่างผลิตภัณฑ์

 

แหล่งที่มาของภาพ : http://www.vcharkarn.com/varticle/18774

สร้างโดย: 
นายชนม์พิสิฐ เพ็ชรรัตน์

มหาวิทยาลัยศรีปทุม ผู้ใหญ่ใจดี
 
 

 ช่วยด้วยครับ
นักเรียนที่สร้างบล็อก กรุณาอย่า
คัดลอกข้อมูลจากเว็บอื่นทั้งหมด
ควรนำมาจากหลายๆ เว็บ แล้ววิเคราะห์ สังเคราะห์ และเขียนขึ้นใหม่
หากคัดลอกทั้งหมด จะถูกดำเนินคดี
ตามกฎหมายจากเจ้าของลิขสิทธิ์
มีโทษทั้งจำคุกและปรับในอัตราสูง

ช่วยกันนะครับ 
ไทยกู๊ดวิวจะได้อยู่นานๆ 
ไม่ถูกปิดเสียก่อน

ขอขอบคุณในความร่วมมือครับ

อ่านรายละเอียด

ด่วน...... ขณะนี้
พระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2558 
มีผลบังคับใช้แล้ว 
ขอให้นักเรียนและคุณครูที่ใช้งาน
เว็บ thaigoodview ในการส่งการบ้าน
ระมัดระวังการละเมิดลิขสิทธิ์ด้วย
อ่านรายละเอียดที่นี่ครับ

 

สมาชิกที่ออนไลน์

ขณะนี้มี สมาชิก 0 คน และ ผู้เยี่ยมชม 77 คน กำลังออนไลน์