Page 24 - demo-978-616-426-119-8

บ ท ที่ เทคนิคการตรวจสอบสมบัติการผสมเข้ากันได้ของพอลิเมอร์และการวิเคราะห์สมบัติของวัสดุโครงเลี้ยงเซลล์
07

สมบัติกำรผสมเข้ำกันได้ (Miscibility)
7.1

1. บทน�ำ

สมบัติการผสมเข้ากันได้ (miscibility) ของพอลิเมอร์ผสม หรือพอลิเมอร์ผสมที่มีการผสมพอลิเมอร์

อย่างน้อย 2 ชนิดเข้าด้วยกัน โดยหากมีพอลิเมอร์ 2 ชนิดจะเรียกว่า “binary blend” ถ้ามีพอลิเมอร์ 3 ชนิดจะเรียกว่า

“ternary blend” หรือ 4 ชนิดจะเรียกว่า “quaternary blend” เป็นต้น โดยเทคนิคในการผสมพอลิเมอร์เหล่านี้

จะเรียกว่า “polymer blending” ซึ่งกระบวนการหลักๆของพอลิเมอร์ผสมนี้ คือ การผสมด้วยตัวท�าละลาย (solvent
การผสมแบบหลอมเหลว (melt blending) ทั้งนี้พอลิเมอร์ผสมสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 แบบ
blending) และการผสมแบบหลอมเหลว (melt blending) ทั้งนี้พอลิเมอร์ผสมสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 แบบ
ตามความสามารถในการเข้ากันกันของพอลิเมอร์ คือ พอลิเมอร์ที่ผสมเข้ากันได้ (miscible
ตามความสามารถในการเข้ากันของพอลิเมอร์ คือ พอลิเมอร์ที่ผสมเข้ากันได้ (miscible polymer blends)
polymer blends) พอลิเมอร์ที่ผสมเข้ากันไม่ได้ (immiscible polymer blends) และพอลิเมอร์
พอลิเมอร์ที่ผสมเข้ากันไม่ได้ (immiscible polymer blends) และพอลิเมอร์ผสมที่อยู่รวมกันได้ (compatible
ผสมที่อยู่รวมกันได้ (compatible polymer blends)
polymer blends)

ความหมายของคำว่า “ผสมเข้ากันได้” (miscible) นั้น เป็นความหมายเชิงเทอร์โม-
ไดนามิกส์ และได้ถูกบัญญัติโดยองค์กร International Union of Pure and Applied Chemistry
ความหมายของค�าว่า “ผสมเข้ากันได้” (miscible) นั้น เป็นความหมายเชิงเทอร์โมไดนามิกส์
หรือ IUPAC โดยกล่าวไว้ว่า “การผสมเข้ากันได้” คือ ความสามารถในการที่ส่วนผสมจะสามารถ
และได้ถูกบัญญัติโดยองค์กร International Union of Pure and Applied Chemistry หรือ IUPAC โดยกล่าวไว้ว่า
รวมตัวกันเป็นเฟสเดี่ยว (single phase) ในช่วงอุณหภูมิ ความดัน และสัดส่วนขององค์ประกอบ
“การผสมเข้ากันได้” คือ ความสามารถในการที่ส่วนผสมจะสามารถรวมตัวกันเป็นเฟสเดี่ยว (single phase)
ทั้งนี้มีรายละเอียด ดังนี้ [1]
ในช่วงอุณหภูมิ ความดัน และสัดส่วนขององค์ประกอบ ทั้งนี้มีรายละเอียด ดังนี้ [1]
1. การที่จะเกิดเฟสเดี่ยวหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเคมี การกระจายของน้ำหนัก
1. การที่จะเกิดเฟสเดี่ยวหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเคมี การกระจายของน�้าหนักโมเลกุล
โมเลกุล และลักษณะการจัดตัวของโมเลกุลของวัสดุที่เป็นองค์ประกอบนั้นๆ
2. เฟสเดี่ยวที่อยู่ในระบบของเหลวผสมสามารถตรวจสอบได้จากการกระเจิงของแสง
และลักษณะการจัดตัวของโมเลกุลของวัสดุที่เป็นองค์ประกอบนั้น ๆ
(light scattering) การกระเจิงของเอ็กซ์เรย์ (X-ray scattering) และการกระเจิง
2. เฟสเดี่ยวที่อยู่ในระบบของเหลวผสมสามารถตรวจสอบได้จากการกระเจิงของแสง (light scattering)
ของนิวตรอน (neutron scattering)
การกระเจิงของเอ็กซ์เรย์ (X-ray scattering) และการกระเจิงของนิวตรอน (neutron scattering)
3. สำหรับสารผสมสองตัว สภาวะที่ทำให้เกิดการเสถียร (stable) หรือกึ่งเสถียร
3. ส�าหรับสารผสมสองตัว สภาวะที่ท�าให้เกิดการเสถียร (stable) หรือกึ่งเสถียร (metastable)
(metastable) ของเฟสเดี่ยว คือ ค่าอนุพันธ์อันดับสองของค่า Gibbs energy of
ของเฟสเดี่ยว คือ ค่าอนุพันธ์อันดับสองของค่า Gibbs energy of mixing มีค่าเป็นบวก
mixing มีค่าเป็นบวก

$
∆ &'(
" + > 0
∅ $
,,.

เมื่อค่า ∆ G คือ Gibbs energy of mixing ค่า φ คือ สัดส่วนของสารผสม T คือ อุณหภูมิ
เมื่อค่า DmixG คือ Gibbs energy of mixing ค่า f คือสัดส่วนของสารผสม T คือ
mix
และ P คือ ความดัน ระบบจะไม่เสถียร (unstable) เมื่อค่าอนุพันธ์อันดับสองมีค่าเป็นลบ ทั้งนี้เส้นกั้นระหว่างความเสถียร
อุณหภูมิ และ P คือ ความดัน ระบบจะไม่เสถียร (unstable) เมื่อค่าอนุพันธ์อันดับสองมีค่าเป็นลบ
และไม่เสถียร (spinodal-borderline) คือ ค่าอนุพันธ์อันดับสองของ Gibbs energy of mixing มีค่าเป็น
ทั้งนี้เส้นกั้นระหว่างความเสถียรและไม่เสถียร (spinodal-borderline) คือค่าอนุพันธ์อันดับสอง0
4. ถ้าสารผสมมีสถานะทางเทอร์โมไดนามิกส์แบบกึ่งเสถียร (metastable) จะสามารถเกิดการผสมกัน
ของ Gibbs energy of mixing มีค่าเป็น 0

4. ถ้าสารผสมมีสถานะทางเทอร์โมไดนามิกส์แบบกึ่งเสถียร (metastable) จะ

148 สามารถเกิดการผสมกันได้อีกหากเกิดการกระตุ้น หรือถ้าสารผสมมีความไม่เสถียร
จะสามารถเกิดการผสมกันได้อีกหากมีการทำลายส่วนของสไปโนดอล หรือมีการ
กระตุ้นที่เหมาะสม

142