เส้นใยสังเคราะห์

เส้นใยสังเคราะห์
           เส้นใยสังเคราะห์   เป็นพอลิเมอร์ที่ต่างจากยางสังเคระห์และพลาสติก   เส้นใยสังเคราะห์เกิดจากปฏิกิริยารวมตัวระหว่างมอนอเมอร์ 2 ชนิด หริอเกิดจากการน้ำเส้นใยธรรมชาติซึ่งเป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่ง   มาแปรรูปเป็นพอลิเมอร์อีกชนิดหนึ่งที่มีสมบัติต่างจากเดิม    นักเรียนจะเข้าใจการแปรรูปพอลิเมอร์จากการทำกรรม 3.4

 


 
ผ้าที่ใช้ทั่วไปส่วนมากเป็นเส้นใยสังเคราะห์ผสมเส้นใยธรรมชาติ



กิจกรรม 3.4  การทำเส้นใยสังเคราะห์
1.   ใส่ปุยฝ้าย 0.25 g ลงในบีกเกอร์ขนาด 100 \displaystyle cm^3 แล้วโรยคอปเปอร์(II) คาร์บอเนต 2 g ลงไปคนให้ทั่ว
2.   เติมสารละลายแอมโมเนียเข้นม้น จำนวน 30\displaystyle cm^3 ลงในของผสมในข้อ 1 คนให้ผสมกันจนกระทั่งได้สารเหนียวและใสสีน้ำเงิน
3.    นำกระบอกฉีดยา (เอาเข็มออกก่อน) ดูดสารละลายตามข้อ 2. แล้วน้ำเข็มฉีดยามาใส่ที่ปลายของกระบอกสูบ
4.   จุ่มปลายเข็มลงในบีบเกอร์ที่บรรจุสารละลายกรดซัลฟิวริกเจือจาง จำนวน 20 \displaystyle cm^3 แล้วฉีดสารให้พุ่งออกโดยเร็ว   พร้อมกับส่ายเข็มไปมาเพื่อให้เส้นใยกระจายตัวได้ดี ไม่กระจุกเป็นก้อน สังเกตและบันทึกผล
5.   สรุปและนำเสนอผลการทดลอง

ข้อควรระวัง : ไอระเหยของสารละลายแอมโมเนียเข้มข้นอาจทำให้เยื่อตาและจมูกเกิดการะคายเคือง

-   รวบรวมและนำเสนอรายเชื่อวัสดุที่อาจใช่แทนฝ้ายได้


           ในกิจกรรม 3.4 นักเรียนรู้การสังเคราะห์พอลิเมอร์ชนิดใหม่   โดยนำฝ้ายซึ่งเป็นเซลลูโลสและเป็นพอลิเมอร์ชนิดหนึ่งละลายในสารละลายแอมโมเนียเข้มข้น   จากนั้นจึงนำมาทำปฏิกิริยากับสารคอปเปอร์(II) คาร์บอเนต   เกิดสารใหม่ คิวพรัมโมเนียมเรยอง (cuprumonium   rayon) มีลักษณะเป็นของเหลวเหนียวและเข้มข้น   มีสมบัติต่างจากสารเดิมเมื่อนำสารนี้อัดผ่านรูเล็กๆ จะได้เส้นใยที่ยาว   สามารถนำมาย้อมสีและปั่นให้เป็นเส้นมีความยาวตามต้องการ  ผลิตภัณฑ์ที่ได้ คือเส้นใยสังเคราะห์  ซึ่งนำไปทอเป็นผืนเพื่อใช้ประโยชน์ต่อไป
           เส้นใยสังเคราะห์เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างสารมอนอเมอร์ 2 ชนิดที่ไม่มีพันธะคู่ระหว่างอะตอมคาร์บอนกับคาร์บอน   แต่มีหมู่อื่นซึ่งไวต่อปฏิกิริยาแทน ได้แก่ หมู่อะมิโน -NH2 หมู่คาร์บอกซิล -CO2H หรือหมู่ไฮโดรอกซิล (-OH) ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่างสาร (ก) และ (ข) ซึ่งมีหมู่ -NH2 -CO2H ที่ปลายของแต่ละโมเลกุลสามารถรวมตัวโดยต่อกันเป็นสายยาวของพอลิเมอร์ที่มีชื่อทางการค้าว่า  ไนลอน 66  ในทำนองเดียวกัน  การรวมตัวอย่าง ต่อเนื่องระหว่างสาร (ค) และ (ง) ที่มีหมู่ CO2H และ -OH จะได้สาร พอลิเอสเทอร์


 


           เส้นใยสังเคราะห์ เช่น ไนลอน 66 พอลิเอสเทอร์ อะคลิโลไนไตรด์ และเรยอน มีสมบัติพิเศษหลายอย่างที่ต่างจากเส้นใยธรรมชาติ เช่น ทนต่อเชื้อราและจุลินทรีย์ ไม่ยับง่าย ไม่ดูดน้ำ ทนต่อสารเคมี ซักง่ายแห้งเร็ว ผลิตได้ครั้งละมากๆ และรวดเร็ว เส้นใยสังเคราะห์จึงเป็นที่นิยมนำมาทำผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ
-   เสื้อผ้าที่ตัดเย็บจากเส้นใยไนลอนและฝ้าย มีความแตกต่างกันอย่างไร
-   เส้นใยสังเคราะห์มีสมบัติที่เหมือนและต่างกับยางสังเคราะห์อย่างไร อธิบาย
-   สมบัติที่เหมือนกันข้อใดของเส้นใยและยางสังเคราะห์ที่นักเรียนสามารถทดสอบหรือพิสูจน์ได้   บอกวิธีทดสอบและผลที่คาดว่าจะได้
           พอลิเมอร์สังเคราะห์ทั้ง 3 ชนิด ที่กล่าวมาแล้ว คือ พลาสติก ยางสังเคราะห์ และเส้นใยสังเคราะห์ ผลิตจากมอนอเมอร์ที่เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนซึ่งเป็น สารอินทรีย์ ยังมีพอลิเมอร์ชนิดอื่นที่ผลิตจาก สารอินทรีย์ เช่น ซิลิคอนไดออกไซด์ SiO2 เมื่อนำ SiO2 มาทำปฏิกิริยากับสารบางชนิด   เช่น แอลคิลคอลไรด์ (RCI) จะได้สารที่ใช้ที่ที่ใช้เป็นมอนอเมอร์   ซึ่งเมื่อผ่านกระบวนการเกิดพอลิเมอร์   จะให้ผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่า ซิลิโคน


ารอินทรีย์  คือ สารประกอบที่มีธาตุคาร์บอน และไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก
สารอนินทรีย์  คือ สารประกอบที่นอกเหนือจากสารอินทรีย์
 


 

           ซิลิโคนมีหลายชนิดขึ้นอยู่กับมอนอเมอร์ตั้งต้น   จึงสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างกว้างขวาง   ซิลิโคนส่วนมากที่นักเรียนรู้จักมีลักษณะคล้ายยาง   แต่มีสมบัติเฉพาะที่ดีกว่ายาง เพราะมีความคงทนต่อความร้อนและสารเคมีได้ดีกว่า   ไม่เปียกน้ำฉนวนไฟฟ้า   และไม่มีปฏิกิริยากับร่างกายมนุษย์   นิยมนำมาทำอวัยวะเทียมใช้ในทางการแทพย์   ทำแบบหล่อผลิตภัณฑ์บางชนิด   ใช้ประสานกระจกสำหรับกันน้ำซึม เป็นต้น
           ปัจจุบันพอลิเมอร์สังเคราะห์เข้ามามีบทบาทต่อวิถีการดำเนินชีวิตของคนเราอย่างมาก   เสื้อผ้าที่สวมใส่และสิ่งของเครื่องใช้ต่าง ๆ ที่อยู่รอบตัวเราส่วนใหญ่ผลิตมาจากพอลิเมอร์สังเคราะห์   การใช้พอลิเมอร์สังเคราะหือย่างฟุ่มเฟื่อยและไม่ระมัดระวังของมนุษย์     ได้ก่อให้เกิดปัญหาขยะจากพอลิเมอร์สังเคราะห์   โดยเฉพาะการเพิ่มขึ้นของขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่เกิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์   โทรศัพท์เคลื่อนที่ และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ปัจจุบันมีโทรศัพท์เคลื่อนที่ใช้งานอยู่บนโลกทั้งสิ้นประมาณ 400 ล้านเครื่อง สิ่งต่างๆ เหล่านี้   เมื่อตกรุ่นหรือล้าสมัย   มันจะถูกทิ้งกลายเป็นขยะ   ขยะเหล่านี้กำจัดหรือทำลายได้ยาก   ต้องใช้งบประมาณสูงมากในการจัดการ ในฐานะ
           ที่นักเรียนเป็นผู้บริโภคสินค้าคนหนึ่ง   จึงควรตระหนักถึงปัญหาที่จะเกิดขึ้นกับสิ่งแวดล้อม   ซึ่งจะส่งผลกระทบย้อนกลับมาสู่คุณภาพชีวิตของนักเรียนเอง ฉะนั้น การใช้สิ่งของต่างๆ อย่างประหยัดตามความจำเป็นและคุ้มค่า   จึงเป็นวิธีหนึ่งที่แสดงถึงความรับผิดชอบในการดูแลรักษาสิ่งแวดล้อมให้อยู่ในสภาพที่ดี   การแยกขยะออกเป็นประเภทต่างๆ   เพื่อความสะดวกในการกำจัด   การนำกลับมาใช้ใหม่   หรือการแปรรูป เป็นอีกทางหนึ่งที่ช่วยลดปริมาณขยะได้

 


 

คำถามท้ายบท
1.   พอลิเมอร์ธรรมชาติและพอลิเมอร์สังเคราะห์เหมือนหรือต่างกันอย่างไร   ยกตัวอย่างพอลิเมอร์ธรรมชาติที่มีมอนอเมอร์เพียงชนิดเดียว และมีมอนอเมอร์มากกว่าหนึ่งชนิด
2.   มอนอเมอร์ของเส้นใยสังเคราะห์ต่างจากของพลาสติก หรือยางสังเคราะห์อย่างไร
3.   พลาสติกแบ่งเป็นกี่ประเภท   และแต่ประเภทต่างกันอย่างไร
4.   สำรวจเครื่องแต่งกายและของใช้ส่วนตัวของนักเรียนว่า   มีอะไรบ้างที่ทำจากสารพอลิเมอร์ และเป็นชนิด เส้นใยสังเคราะห์ พลาสติก หรือซิลิโคน
5.   ผ้าที่ระบุว่าเป็นพอลิเอสเทอร์ 80% หมายความว่าอย่างไร   มีสมบัติต่างจากฝ้าย 100% อย่างไรบ้าง
6.   การกำจัดขยะพอลิเมอร์โดยวิธีการเผาและฝัง จะก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไรบ้าง
7.   การแยกขยะออกเป็นประเภทต่างๆ มีข้อดีอย่างไร อธิบายประกอบ
8.   ยกตัวอย่างการนำพอลิเมอร์มาใช้ในทางการเกษตร
 



 
สิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเรามีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ   ทั้งทางกายภาพและทางเคมี