同學們 請你觀察看看 生活中有哪些常見的塑膠製品？ 從寶特瓶、塑膠袋到水管、電線都有塑膠的身影 雖然塑膠在我們生活中隨處可見 但我們也常常聽到政府在制定減塑相關政策 那同學們是不是很好奇塑膠的組成成分到底是甚麼呢？ 塑膠是聚合物的一種 我們今天就會來跟同學們介紹聚合物的定義與性質 同學們是否曾經玩過如畫面中的玩具積木？ 這種玩具可以一個組件一個組件堆疊在一起 變成巨大的物件 聚合物就是像這種玩具的組合一樣 由相同的一種或多種小分子單元 透過共價鍵重複連接而成的巨大分子化合物 像聚乙烯就是由許多乙烯分子聚合而成的 聚合物的構成上有幾個很重要的名詞 單體、單體單元和聚合度 我們先用剛剛的積木來想像 單獨一個組件就是單體 是可以聚合生成高分子物質的簡單小分子 積木堆成一疊後那些重複 相同的部分就是單體單元 也就是聚合物中重複的部分 而一組積木堆疊幾個組件就是聚合度 例如疊了n個組件 聚合度就是n 那我們再用聚乙烯來講解一次吧 單體是構成聚合物的小分子 聚乙烯是由乙烯聚合而成的 所以單體就是乙烯 單體單元是在聚合物中重複的部分 如畫面所示 雖然聚乙烯的單體與單體單元的分子式 一樣含2個碳及4個H 但聚乙烯的單體是乙烯 碳碳之間為雙鍵 而單體單元的碳碳鍵為單鍵 聚合度是聚合物中單體單元重複的次數 也就是n次 也就是n次 剛剛同學們應該都已經認識單體 單體單元以及聚合度了 現在我們來練習一個小題目吧！ 如果一個聚乙烯分子的分子量為5600 請問此聚乙烯分子的聚合度為多少？ 在這個題目中 我們要先知道聚乙烯分子的單體單元是什麼？ 沒錯！就如畫面所示 是由2個碳及4個氫所組成 其分子量是28 用聚乙烯的分子量除以單體單元的分子量 就可以知道在這個聚乙烯分子中單體單元重複的次數 也就是聚合度 所以聚合度就是5600除以28等於200 接下來我們要介紹聚合物的性質 聚合物因為每個聚合物分子的聚合度都不同 所以分子量也不一樣 所以聚合物的分子量通常會以平均分子量來表示 而且因為每個分子的分子量不一樣 熔點也不固定 所以聚合物是混合物 聚合物上的官能基會保留原本的化學性質 也可以進行官能基原本可進行的化學反應 而聚合物因為分子量很大 凡得瓦力也很大 分子與分子之間的作用力強 具有熔點高、硬度高、有彈性等物理性質 但聚合物的結構也會影響它的物理性質 像是相較於僅為直鏈結構的聚合物 主鏈之外具有支鏈的聚合物其堆疊比較不容易 所以熔點、硬度、機械強度等 物理性質會較直鏈聚合物為差 而聚合物的這種特性 讓我們可以透過加工 修飾等化學方法 改變其物理性質 使聚合物可以應用在工業上製作成各種瓶瓶罐罐 塑膠袋、塑膠軟管、人造皮革等 各種我們生活中的用品 鏈狀結構的聚合物如聚乙烯、聚丙烯等 加熱後容易軟化 冷卻則會硬化成型 可以透過改變溫度 讓聚合物呈現不同的可塑性 稱為熱塑性聚合物 英文是thermoplastic polymer 這種類型的聚合物回收再製後可以再利用 而像酚甲醛樹脂 尿素甲醛樹脂、硫化橡膠等 在聚合的過程中會形成網狀結構 受熱後不容易變形 我們稱為熱固性聚合物 英文是thermosetting polymer 這類聚合物有很好的耐熱性 但相對的也不易回收再利用 容易造成環保的問題 但無論是熱塑性聚合物或是熱固性聚合物 絕大部分的塑膠都不易被微生物分解 所以容易造成環境的負擔與傷害 那同學們應該都瞭解了聚合物的性質 接下來我們來練習一下吧！ 下列敘述何者正確？ 在選項A 熱塑性塑膠加熱後容易軟化 熱固性塑膠才是不易受熱軟化 選項B 聚合物上的官能基留有原本的化學性質 也可進行化學反應 所以B選項正確 選項C 無論是熱塑性塑膠或是熱固性塑膠 皆不易被微生物分解 選項D 聚合物的聚合度不固定 分子量、熔點也不固定 為混合物 選項E 聚乙烯加熱後容易軟化 冷却則硬化成型 為熱塑性聚合物 因此正確答案為 今天的影片中我們介紹了 聚合物的構成 包含單體、單體單元與聚合度 聚合物的性質 1. 分子量大 凡得瓦力大 分子與分子之間的作用力強 2. 具有熔點高、硬度高、有彈性等物理性質 3. 聚合物上的官能基保留原本的化學性質 可以進行原本可進行的化學反應 熱塑性塑膠 可以透過改變溫度 讓聚合物呈現不同的可塑性 這種類型的聚合物回收再製後較易回收再利用 熱固性塑膠 聚合的過程中形成網狀結構 受熱不易變形 但不易回收再利用 相信同學們透過今天的課程 瞭解聚合物為什麼能廣泛應用在我們生活中 也知道聚合物造成環保問題的原因 而聚合物除了我們今天介紹的聚乙烯 硫化橡膠等之外 我們在生物課常看到的纖維素 澱粉、蛋白質等也都是聚合物的一種 下一支影片中 我們會依照來源 單體組成以及聚合方式 介紹聚合物的分類 讓同學們可以更深入瞭解聚合物！