วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการสร้างโซ่ยาวๆ (เรียกว่าพอลิเมอร์) จากชิ้นส่วนเล็กๆ (โมโนเมอร์) ซึ่งเป็นกระบวนการที่คุณอาจไม่เคยได้ยินมาก่อน แต่แน่นอนว่าในชั้นเรียนเคมีของคุณ จะใช้คำนี้ พอลิเมอร์แบบเติมและพอลิเมอร์แบบควบแน่นบทความนี้จะพูดถึงการโพลีเมอไรเซชันแบบควบแน่นคืออะไร ทำงานอย่างไร และผลิตภัณฑ์บางชนิดที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน ซึ่งจะช่วยให้คุณเข้าใจมากขึ้น!
โพลีเมอไรเซชันแบบควบแน่นเป็นกระบวนการเฉพาะที่ประกอบบล็อกโมเลกุลขนาดเล็ก (โมโนเมอร์) เพื่อผลิตโมเลกุลขนาดใหญ่ โดยโมโนเมอร์แต่ละตัวจะเชื่อมกันด้วยพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของน้ำ โมโนเมอร์เหล่านี้สามารถปลดปล่อย (ปล่อย) โมเลกุลขนาดเล็ก เช่น น้ำ เป็นต้น ได้เมื่อโมโนเมอร์เหล่านี้ถูกสะสมเพื่อสร้างพอลิเมอร์ นี่คือเหตุผลที่เราเพิ่มคำว่า "การควบแน่น" การควบแน่น - คำว่าการควบแน่นหมายถึงการละทิ้งหรือปล่อยสิ่งที่เล็กกว่าออกไปในขณะที่สร้างโครงสร้างที่ใหญ่กว่า
ประเภทของ จุกซิลิโคนการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่นมีหลายประเภท แต่กลไกที่เกิดขึ้นนั้นคล้ายกัน เพื่อให้เข้าใจชัดเจนขึ้น ให้ลองนึกถึงโมโนเมอร์ประเภทหนึ่งที่ส่วนประกอบทั้งสองมีลักษณะคล้ายกับกรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ การเกิดพอลิเมอไรเซชันกับโมโนเมอร์ประเภทที่สอง เช่น อะมีนและกรดคลอไรด์ เป็นวิธีการที่โมโนเมอร์นี้ผสมกับกลุ่มสเตอริกอื่นๆ เช่นกัน เมื่อโมโนเมอร์ที่แตกต่างกันสองชนิดนี้รวมกัน พวกมันจะทำปฏิกิริยาทางเคมี ปฏิกิริยานี้จะนำไปสู่การสร้างโมเลกุลขนาดเล็ก เช่น น้ำ ตัวอย่างนี้เป็นวิธีเดียวที่การเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่นจะเกิดขึ้นได้!
แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่นอาจดูน่ากลัวสำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับปฏิกิริยาอินทรีย์ แต่เราจะมาดูว่าปฏิกิริยานี้ทำงานอย่างไรในปฏิกิริยาหนึ่งซึ่งก็คือโพลีเอสเตอร์ คุณอาจพบโพลีเอสเตอร์เป็นวัสดุในเสื้อผ้าและบรรจุภัณฑ์อยู่บ่อยครั้ง มีโมโนเมอร์ 2 ประเภทที่ใช้ในการสร้างโพลีเอสเตอร์ ได้แก่ กรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์ โมโนเมอร์ทั้งสองชนิดนี้ทำปฏิกิริยากันเพื่อสร้างพันธะเคมีที่เรียกว่าพันธะเอสเทอร์
ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อกรดและแอลกอฮอล์พบกัน เมื่อทั้งสองทำปฏิกิริยากัน พวกมันจะสร้างเอสเทอร์และน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ข้างเคียง ปฏิกิริยาแรกสุดคือปฏิกิริยาเอสเทอร์ริฟิเคชัน โมโนเมอร์ตัวที่สองจะถูกเติมลงในสารนี้ ซึ่งจะทำปฏิกิริยาที่ตำแหน่งสองจุดบนองค์ประกอบที่ทำปฏิกิริยาเริ่มต้น การเติมโมโนเมอร์เหล่านี้ลงไปอีกครั้งจะส่งผลให้มีโมเลกุลน้ำเพิ่มขึ้น และโดยอ้อมแล้ว โมเลกุลน้ำจะช่วยในการโพลีเมอไรเซชันของเอสเทอร์เพื่อสร้างโซ่ยาว กระบวนการแบบขยายนี้จะถูกทำซ้ำหลายครั้งเพื่อสร้างโซ่พอลิเมอร์ขนาดใหญ่
พอลิเมอร์ควบแน่นถูกสร้างขึ้นจากโมโนเมอร์ ซึ่งเป็นองค์ประกอบเล็กๆ ภายในโมโนเมอร์จะมีบริเวณเฉพาะที่มีลักษณะเป็นแอมฟิฟิลิกซึ่งสามารถโต้ตอบกับโมโนเมอร์อื่นๆ เพื่อสร้างโซ่ได้ โมเลกุลของโมโนเมอร์ที่เลือกสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมของผลิตภัณฑ์โพลีเมอร์ขั้นสุดท้ายได้ในระดับมาก เหตุผลหนึ่งก็คือ คุณสามารถใช้โมโนเมอร์ประเภทต่างๆ ได้ ซึ่งจะกำหนดว่าโมโนเมอร์จะแข็งแรงแค่ไหน ยืดหยุ่นมากขึ้นเล็กน้อย หรือทนความร้อนได้หรือไม่ เป็นต้น
เมื่อเปรียบเทียบกับพอลิเมอไรเซชันแบบเติมแล้ว พอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่นจะมีความยืดหยุ่นมากกว่าในแง่ของคุณสมบัติและการใช้งาน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโมเลกุลขนาดเล็กถูกปล่อยออกมาในกระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบควบแน่น จึงทำให้มีประโยชน์น้อยลงในการผลิตพอลิเมอร์จำนวนมาก เนื่องจากมีความยากลำบากในการควบคุมกระบวนการในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม