พอลิเมอร์

พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมี เรียกว่าพันธะโคเวเลนต์ (Covalent bond) หน่วยเล็กๆของพอลิเมอร์คือโมเลกุลเล็กๆ เรียกว่า มอนอเมอร์ (Monomer)
มอนอเมอร์ (Monomer) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์ ปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์ เรียกว่า พอลิเมอไรเซชั่น (Polymerization) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาการรวมตัวของมอนอเมอร์แต่ละชนิด ภายใต้สภาวะต่างๆ เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิ ความดัน เป็นต้น ทำให้เกิดพอลิเมอร์ชนิดต่างๆขึ้นมากมาย ทั้งที่เป็นพอลิเมอร์ในธรรมชาติ หรือพอลิเมอร์สังเคราะห์
พอลิเมอร์ แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้ แบ่งตามการเกิด ก. พอลิเมอร์ธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น โปรตีน แป้ง เซลลูโลส ยางธรรมชาติ ข. พอลิเมอร์สังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์โดยปฏิกิริยาเคมี โดยใช้สารเริ่มต้นหรือมอนอเมอร์ ส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลของไฮโดรคาร์ไม่อิ่มตัว ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการกลั่นน้ำมันดิบ
ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว คือสารประกอบที่มีพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนอะตอมในโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอน เช่น เอทิลีน โพรพิลีน เป็นต้น ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชั่น จะได้พอลิเมอร์ ที่มีมวลโมเลกุลมาก และมีโครงสร้างแข็งแรง เช่น พอลีเอทิลีน พอลีโพรพิลีน เป็นต้น ซึ่งพอลิเมอร์เหล่านี้เรียกว่า เม็ดพลาสติก ซึ่งจะถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่อเนื่อง เรียกว่า ปิโตรเคมี เพื่อใช้ประโยชน์ในการผลิตวัสดุต่าง ๆ เช่น พลาสติก ไนลอน ดาครอนและลูไซต์ วัสดุต่างๆที่เป็นพลาสติก ในปัจจุบันจึงได้จากกระบวนการพอลิเมอไรเซชั่นเป็นจำนวนมาก เช่น พลาสติกต่างๆ ภาชนะใส่อาหาร ท่อสายยาง ฟิล์มถ่ายรูป ของเล่นเด็ก และอีกมากมาย แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ
โฮมอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น แป้ง พอลิเอทิลีน PVC ข. โคพอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน พอลิเอสเทอร์ โครงสร้างของพอลิเมอร์ ก. พอลิเมอร์แบบเส้น เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะต่อกันเป็นสายยาว โซ่พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ จึงมีความหนาแน่น และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง ขุ่นเหนียวกว่าโครงสร้างอื่นๆ ตัวอย่าง PVC พอลิสไตรีน พอลิเอทิลีน

ข. พอลิเมอร์แบบกิ่ง เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ยึดกันแตกกิ่งก้านสาขา มีทั้งโซ่สั้นและโซ่ยาว กิ่งที่แตกจาก พอลิเมอร์ของโซ่หลัก ทำให้ไม่สามารถจัดเรียงโซ่พอลิเมอร์ให้ชิดกันได้มาก จึงมีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวต่ำยืดหยุ่นได้ ความเหนียวต่ำ โครงสร้างเปลี่ยนรูปได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่าง พอลิเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำ

ค. พอลิเมอร์แบบร่างแห เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ต่อเชื่อมกันเป็นร่างแห พอลิเมอร์ชนิดนี้มีความแข็งแกร่ง และเปราะหักง่าย ตัวอย่างเบกาไลต์ เมลามีนใช้ทำถ้วยชาม

สารชีวโมเลกุล

สารชีวโมเลกุล-สารชีวโมเลกุล คือสารเคมีต่าง ๆ ที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต เป็นสารอินทรีย์ที่มีธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก โดยทั่วไปมีขนาดโมเลกุลใหญ่มาก เมื่อเทียบกับโมเลกุลทั่วไป เพราะเกิดจากปฏิกิริยาควบแน่นของโมโนเมอร์แต่ละชนิด พบอยู่ในสิ่งมีชีวิตเท่านั้น ประกอบไปด้วย 4 ประเภทใหญ่ ๆ คือ 1. คาร์โบไฮเดรต (carbohydrates) 2. ไขมันและน้ำมัีน หรือ ลิปิด (lipids) 3. โปรตีนและกรดอะมิโน (proteins) 4. กรดนิวคลีอิก (nucleic acids) สารชีวโมเลกุลโดยส่วนใหญ่ เป็นสารที่มีขนาดใหญ่ (macromolecules)
ซึ่งประกอบขึ้นจากหน่วยย่อย ๆ ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องทำความเข้าใจหลักการของ polymerPolymer เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบไปด้วยหน่วยย่อย (monomer) ที่เหมือนหรือคล้ายคลึงกัน การเกิดและการแตกสลาย polymer มีหลักคล้ายคลึงกัน โดยส่วนใหญ่ polymer เกิดจากปฏิกิริยา condensation ของ monomer ซึ่งมีการสูญเสียน้ำ (บางครั้งอาจเรียกว่าเป็นปฏิกิริยา dehydration) ในการแตกสลายของ polymer ต้องมีการนำน้ำเข้าไปใช้ในปฏิกิริยา จึงเรียกปฏิกิริยานี้ว่า hydrolysisบทบาทสำคัญของสารชีวโมเลกุลสารชีวโมเลกุลมีบทบาทสำคัญต่อการดำรงชีวิตมาก ร้อยละ 50 ของน้ำหนักตัวเราเป็นสารชีวโมเลกุลประเภทโปรตีน เซลล์ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์และนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยโปรตีนและไขมัน ไซโตพลาสซึมในเซลประกอบด้วยโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต ผนังเซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลส ซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตชนิดหนึ่ง สารชีวโมเลกุลจึงมีบทบาทสำคัญต่อร่างกาย