พอลิเมอร์

พอลิเมอร์ (Polymer) คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์

มอนอเมอร์ (Monomer) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์

พอลิเมอร์ แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้
แบ่งตามการเกิด

ก. พอลิเมอร์ธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น โปรตีน แป้ง เซลลูโลส ยางธรรมชาติ

ข. พอลิเมอร์สังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก ไนลอน ดาครอนและลูไซต์

แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ

ก. 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

ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน

พอลิเมอร์ไรเซชัน (Polymerization) คือกระบวนการเกิดสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ (พอลิเมอร์) จากสารที่มีโมเลกุลเล็ก (มอนอเมอร์)

ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน

ก. ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบเติม

ข. ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบควบแน่น

หมายเหตุ พอลิเมอร์บางชนิดเป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากสารอนินทรีย์ เช่น ฟอสฟาซีน ซิลิโคน

พลาสติก

พลาสติก (Plastic) คือสารที่สามารถทำให้เป็นรูปต่าง ๆ ได้ด้วยความร้อน พลาสติกเป็นพอลิเมอร์ ขนาดใหญ่ มวลโมเลกุลมาก

สมบัติ เสถียร สลายตัวยาก มีมวลน้อย เบา เป็นฉนวนความร้อนและไฟฟ้าที่ดี ส่วนมากอ่อนตัวและหลอมเหลวเมื่อได้รับความร้อน จึงเปลี่ยนเป็นรูปต่าง ๆ ได้ตามประสงค์

ประเภทพลาสติก

ก. เทอร์มอพลาสติก ได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่อเย็นลงจะแข็งตัว สามารถเปลี่ยนรูปได้ พลาสติกประเภทนี้โครงสร้างโมเลกุลเป็นโซ่ตรงยาว มีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่พอลิเมอร์น้อย มาก จึงสามารถหลอมเหลว หรือเมื่อผ่านการอัดแรงมากจะไม่ทำลายโครงสร้างเดิม ตัวอย่าง พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน

ข. พลาสติกเทอร์มอเซต คงรูปหลังการผ่านความร้อนหรือแรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นลงจะแข็งมาก ทนความร้อนและความดัน ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างไม่ได้ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงก็จะแตกและไหม้เป็นขี้เถ้าสีดำ พลาสติกประเภทนี้โมเลกุลจะเชื่อมโยงกันเป็นร่างแหจับกันแน่น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแข็งแรงมาก จึงไม่สามารถนำมาหลอมเหลวได้ ตัวอย่าง เมลามีน พอลิยูรีเทน

เส้นใย

เส้นใย (Fibers) คือ พอลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างของโมเลกุลส

เมื่อพูดถึงพลาสติก คงไม่มีใครบอกว่าไม่รู้จัก โลกของเราในปัจจุบันนี้เกี่ยวข้องกับพลาสติกอย่างมาก ตั้งแต่ ศีรษะจดปลายเท้า ตั้งแต่ไม้จิ้มฟันจนถึงเครื่องยนต์กลไกพลาสติกที่จะกล่าวถึงในที่นี้แน่นอนที่สุดมันต้อง ไม่ใช่พลาสติก ที่< wbr>จะกล่าวถึงในที่นี้แน่นอนที่สุดมันต้องไม่ใช่ พลาสติกที่เรา ๆ ท่าน ๆ พบเห็นอยู่ทั่วไป และที่ สำคัญมันแตกต่างจากพลาสติกอื่น ๆ ตรงที่มันสามารถเปลี่ยนแปลงสมบัติของมันได้ เมื่อถูกกระตุ้นจากพัลส์ ทางไฟฟ้า (electric pulse) พลาสติกตัวที่ว่านี้ขณะนี้กำลังได้รับการพัฒนาอยู่ในประเทศเยอรมันตะวันตก พลาสติกนี้สามารถใช้ทำเพลต (Plate หรือแม่พิมพ์) สำหรับเครื่องพิมพ์ ภาพบนเพลตสามารถเปลี่ยนแปลง ด้วยไฟฟ้าในขณะที่เครื่องพิมพ์กำลังทำงาน ในปัจจุบันนี้เมื่อต้องการเปลี่ยนแปลงรูปภาพหรือข้อความบนเพลต ใหม่ทั้งเพลต และต้องหยุดเครื่องพิมพ์เพื่อเปลี่ยนเพลต

การเปลี่ยนเพลตบนเครื่องพิมพ์ที่มีหมึกพิมพ์อยู่เต็มสามารถทำได้ แต่ต้องใช้เวลามากกว่า 1 ชั่วโมง โดย การใช้เเพลตแบบใหม่สามารถเปลี่ยนแปลงภาพหรือข้อความบนหน้านั้นได้ ในทันทีทันใด โดยตรงจาก ห้องคอมพิวเตอร์ในสำนักงานบรรณาธิการ

Gerhard Kossmehl และคณะได้ทำการพัฒนาพลาสติกตัวนี้ที่ Free University of Berlin พลาสติกนี้มีชื่อว่า พอลิไทโอฟีน (polythiophene) ซึ่งสามารถเปลี่ยนจากสภาพน้ำไม่เกาะติด (hydrophobic) เป็นสภาพที่น้ำ เกาะติดได้ (hydrophillic) และสามารถเปลี่ยนกลับสู่สภาพเดิมได้เมื่อได้รับการกระตุ้นจากพัลส์ไฟฟ้า

ในปัจจุบันเพลตสำหรับเครื่องพิมพ์ระบบออฟเซตที่ใช้กระดาษม้วนใหญ่ เช่น เครื่องพิมพ์หนังสือ จะประกอบ ด้วยแผ่นโลหะที่เคลือบด้วยชั้นสารเคมี สารเคมีกันน้ำจะเคลือบบริเวณที่เป็นภาพ หรือตัวหนังสือซึ่งจะต้องถูก หมึกพิมพ์ และสารเคมีซับน้ำ หรือทำให้น้ำเกาะจะเคลือบบริเวณที่ต้องการให้เป็นที่ว่า เพลตจะผลิตโดย กระบวนการเคมีทางแสงและถูกอบจนผิวหน้าแข็ง

ในการพิมพ์ เพลตจะยึดติดแน่นกับลูกกลิ้งซึ่งหมุนด้วยความเร็วรอบสูง ขณะที่หมุนผิวหน้าของเพลตผ่านหน่วย dampening (ชุดลูกกลิ้งน้ำ) ซึ่งอิ่มน้ำ จากนั้นก็จะผ่านหน่วยจ่ายหมึกพิมพ์ (ชุดลูกกลิ้งหมึก) ซึ่งจะเคลือบ บริเวณที่ไม่มีน้ำเกาะด้วยหมึกพิมพ์และปล่อยให้บริเวณที่เปียกน้ำหรือมีน้ำเกาะอยู่สะอาดดังเดิม เมื่อเพลต หมุนมาสัมผัสกับลูกกลิ้ง Blanket ลูกกลิ้ง Blanker จะรับภาพหมึกที่สมบูรณ์จากเพลต และพิมพ์ภาพลงบน แถบกระดาษที่ต่อเนื่อง (กระดาษม้วนใหญ่) ซึ่งจะถูกตัดและพับในภายหลัง

ในระบบใหม่ เพลตจะแทนด้วยแผ่นพอลิไทโอมีน ซึ่งม้วนเป็นรูปทรงกระบอกเรียกว่า พาหะนำภาพ (image carrier) นอกจากจะสามารถเปลี่ยนจากสภาพน้ำไม่เกาะติดเป็นสภาพที่น้ำเกาะติดแล้ว เพลตนี้ยังสามารถนำ ไฟฟ้าได้ด้วย ภายในทรงกระบอกนี้มี ขั้วไฟฟ้า (electrode) เรียงกันเป็นเมตริก (matrix) ซึ่งสอดคล้องกับ จุดเล็ก ๆ ที่ทำให้เกิดภาพพิมพ์ สำหรับการพิมพ์ที่มีคุณภาพสูงสุดเหล่านี้จะมีขนาดเล็กมาก เล็กกว่า 1/10 มิลลิเมตร ขั้วไฟฟ้าแต่ละขั้วจะควบคุมจุด 1 จุดบนภาพโดยการเปลี่ยนแปลงพลาสติกที่อย

โดยปกติการเปลี่ยนพลาสติกจากสภาวะหนึ่งไปเป็นอีกสภาวะหนึ่ง โดยขั้วไฟฟ้าวงจรจะต้องถูกตั้งผ่านพลาสติก เพื่อให้นำกระแสไฟฟ้าได้ เมื่อผู้พิมพ์ต้องการจะเปลี่ยนภาพบนเพลต เขาก็จะตั้งวงจรนี้โดยนำหน่วยที่แยกอยู่ ต่างหากเรียกว่า ขั้วไฟฟ้าทรงกระบอก (electrode cylinder) (ดูรูป 3) เข้ามาใกล้กับทรงกระบอกของพิลิไท โอฟีนที่กำลังหมุน

ขั้วไฟฟ้าทรงกระบอกนี้จะดึงเอาสารละลายอิเล็กโทรเลต์ หรือของเหลวนำไฟฟ้าเข้าไปในชองว่างระหว่างทรง กระบอกทั้งสอง เพื่อให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านจากขั้วไฟฟ้าที่เรียงกันเป็นเมตริกอยู่ด้านหลังพาหะนำ ภาพผ่านพอลิไทโอฟีน และสารละลายอิเล็กโทรไลต์ไปสู่ขั้วไฟฟ้าทรงกระบอก ดังรูป 3 ด้วยวิธีนี้ ขั้วไฟฟ้า เล็ก ๆ แต่ละอันในเมตริกที่ผ่านขั้วไฟฟ้าทรงกระบอก จึงสามารถสร้างภาพใหม่ที่จุดภาพเหนือขั้วไฟฟ้าเล็ก ๆ นั้นด้วยพัลส์ของกระแสไฟฟ้าเหมือนมันจากสภาพน้ำเกาะไม่ติด เป็นน้ำเกาะติดได้หรือในทางตรงข้าม

ขั้วไฟฟ้าเองจะถูกควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ชิป (microprocessor chip) ซึ่งอยู่ภายในทรงกระบอก ผู้พัฒนาได้แนะนำว่าไมโครโปรเซสเซอร์ 1 ตัว จะควบคุมขั้วไฟฟ้าที่อยู่ในพื้นที่ 1 ตารางเซนติเมตร ไมโคร โปรเซสเซอร์ทั้งหมดภายในทรงกระบอกจะถูกควบคุมอีกทีหนึ่งด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์เรียงพิมพ์ภายนอก ที่ต่อไปยังเครื่องพิมพ์ ตามคำสั่งของเครื่องคอมพิวเตอร์เรียงพิมพ์

มีปัญหาหลายอย่างที่การพิมพ์ระบบใหม่นี้ต้องแก้ไข เช่น ความคมชัดและรายละเอียดของภาพ การควบคุม ภาพการสร้างภาพบนพาหะนำภาพซึ่งยากพอสมควรที่จะต้านแรงเสียดทานอย่างต่อเนื่องของลูกกลิ้ง Blanket ถ้าปัญหาเหล่านี้สามารถขจัดออกไปได้แล้วจะทำให้แก้ปัญหาทางการพิมพ์ได้อย่างมากมาย

โดยการลดเวลาการเปลี่ยนเพลตระหว่างการเดินเครื่องพิมพ์ การทำหนังสือพิมพ์ และนิตยสารในเวลาอันสั้น ก็เป็นไปได้มากขึ้น คาดว่าเทคนิคการนำเอาพลาสติกและระบบอิเล็กทรอนิกส์มาเปลี่ยนภาพบนเพลตจะ เรียบร้อยและสามารถนำมาแสดงให้ชมได้ภายใน 2-3 ปีข้างหน้านี้ นั่นคือเวลาแห่งการปฏิวัติอุตสาหกรรม การพิมพ์

ที่มา  http://phetchabun2.net/digital_library/snet5/topic8/polimer.html