Dabīgais polimērs - formula un pielietojums

Lielākā daļa mūsdienu celtniecības materiāli, medikamenti, audumi, sadzīves priekšmeti, iepakojums un patērējamie materiāli ir polimēri. Ir grupa no savienojumiem ar raksturīgās iezīmes. Daudz no viņiem, bet, neskatoties uz to, vairāki polimēri turpina augt. Pēc tam, kad visi sintētiskie ķīmiķi katru gadu vairāk un vairāk jaunu vielu. Šajā gadījumā īpaša nozīme visu laiku tā bija dabisko polimēru. Kādi ir šie pārsteidzošs molekulas? Kādas ir to īpašības, un kādas ir iespējas? Atbildes uz šiem jautājumiem šajā rakstā.

Polimēri: vispārējs raksturojums

No viedokļa par ķīmiju, polimēru tiek uzskatīts par molekulu ar lielu molekulmasu no dažiem tūkstošiem miljoniem vienību. Tomēr, papildus šo funkciju, ir vēl daži, kurā šī viela var precīzi klasificēt kā dabas un sintētisko polimēru. Tie ir:

• pastāvīgi atkārtojot monomēru vienībām, kas saistīti ar dažādu mijiedarbību;
• pakāpe polimerāzes (t.i., skaits monomēru) jābūt ļoti augsta, citādi savienojums būtu uzskatāms par oligomēru;
• nosakot telpisko orientāciju makromolekulu;
• kopums svarīgu fizikālo un ķīmisko īpašību unikālu grupai.

Kopumā būtību polimēru būtības atšķirtos no otra diezgan viegli. Viens ir tikai aplūkot savu formulu, lai skaitlis tas. Tipisks piemērs ir labi zināms polietilēna, tiek plaši izmantoti mājsaimniecībā un rūpniecībā. Tas ir produkts no polimerizācijas reakcijas, kas stājas nepiesâtinâts ogîúdeðraýa ir etēna vai etilēngrupa. Reakcija parasti rakstīts šādi:

nCH ₂ = CH ₂ → (CH-CH-) _n, kur n - ir degree of polymerization kas sastāv no molekulām, norādot kā monomēra vienībām, kas iekļautas tās sastāvā.

Tāpat kā piemēru, dabīgā polimēra, kas ir labi zināma, to cietes. Bez tam, šīs grupas savienojumiem pieder amilopektīna, celuloze, vistas gaļas olbaltumvielas un daudzas citas vielas.

Reakcijas, kas izraisīja makromolekulu var veidoties, ir divu veidu:

• polimerizācija;
• polikondensāciju.

Atšķirība ir tā, ka otrajā gadījumā, ja reakcijas produkti ir mazmolekulārs. Polimēra struktūra var mainīties atkarībā no atomiem, kas veido to. Bieži ir lineāras formas, bet ir trīsdimensiju acs, ir ļoti sarežģīti.

Ja mēs runājam par spēkiem un mijiedarbību, kas tur monomēra vienības kopā, ir iespējams noteikt dažus pamata:

• Van der Vālsa spēki;
• chemical bonding (kovalentās, jonu);
• elektronostaticheskoe mijiedarbība.

Visas polimēri nevar apvienot vienā kategorijā, jo tie ir pilnīgi atšķirīgs raksturs, metodi veidošanās un veikt atšķirīgu funkcijas. To īpašības ir arī atšķiras. Tāpēc ir klasifikācija, kas ļauj jums dalīties visus šīs grupas dalībniekus vielu dažādās kategorijās. Tā pamatā var atrasties vairākas pazīmes.

klasifikācija no polimēriem

Ja mēs ņemam par pamatu kvalitatīvā sastāva molekulas, visi vielas var noteikt trīs grupās.

1. The organics - tie, kas satur oglekļa, ūdeņradis, sēra atoma, skābekļa atoma, fosfors, slāpeklis. Tas ir, tie elementi, kas ir biogēna. Kā piemēru var minēt svara polietilēna, polivinilhlorīda, polipropilēna, viskozes, neilona, dabisko polimēru - proteīni, nukleīnskābi, un tā tālāk.
2. Elementorganic - šāds kompozīcija, kas ietver kādu svešas neorganisko un biogēno elementu. Visbiežāk tas ir silīcija, alumīnija vai titāna. Piemēri makromolekulas: organiskā stikla, steklopolimery, kompozītmateriāliem.
3. Neorganisks - meli pie balstoties uz ķēdes silīcija atomu vietā oglekļa. Šīs grupas var būt arī daļa no sānu zariem. Viņi atvēra nesen kā vidū XX gadsimtā. Izmanto medicīnā, būvniecībā, inženierzinātnēs un citās nozarēs. Piemēri silikona, cinobra.

Ja jūs sadalīt polimērus izcelsmes, ir iespējams identificēt trīs savas grupas.

1. Dabiskie polimēri, kuru lietošana ir plaši veikta ar veco. Tie ir makromolekulas, kuras radīšanai, kuru cilvēks nav minētas nekādas pūles. Tie ir produkti rakstura reakcijas. Piemēri: zīda, vilna, proteīns, nukleīnskābes, ciete, celuloze, ādas, kokvilnas un citi.
2. Mākslīgais. Tie ir makromolekulas, kas ir izveidotas pēc cilvēka, bet gan balstoties uz dabas analogiem. Tas ir tikai uzlabot un mainīt rekvizītus esošās dabas polimēru. Piemēri: sintētiskais kaučuks, gumijas.
3. Sintētiskā - šie polimēri, izveide, kas iesaistīti tikai cilvēks. Dabas analogi tiem tur. Zinātnieki izstrādā metodes, jaunus materiālus, kas atšķiras ar uzlabotu sniegumu sintēzes. Tā dzimst sintētisko polimēru savienojumus visu veidu. Piemēri: polietilēna, polipropilēna, viskozes, acetāta šķiedras un tamlīdzīgi.

Ir vēl viena iezīme, kas ir pamats atdalīšanās vielu grupā. Šī reaktivitāti un siltuma pretestība. Piešķirt divas kategorijas šim parametram:

• termoplastiska;
• thermosets.

Visvairāk seno, svarīgs un jo īpaši vērtīgs joprojām ir dabisks polimērs. Tās īpašības ir unikāli. Tāpēc mēs blakus apskatīt tas ir šajā kategorijā makromolekulu.

Kura viela ir dabisks polimērs?

Lai atbildētu uz šo jautājumu, vispirms mēs skatāmies apkārt. Tas ir mums visapkārt? Dzīvo organismu ap mums, kas ēst, elpot, reproducēt, Bloom un ražo augļus un sēklas. Un tie ir no molekulārā viedokļa? Tā savienojumi, piemēram:

• proteīniem;
• nukleīnskābes;
• polisaharīdi.

Tātad, dabisks polimērs ir, katrs no iepriekš minētajiem savienojumiem. Tādējādi, šķiet, ka dzīve ap mums, ir tikai pateicoties klātbūtni šo molekulu. Kopš seniem laikiem cilvēki izmanto māla, maisījumi un risinājumus, lai stiprinātu un veidotu mājas, austas dzijas, vilnas, ko izmanto, lai izveidotu kokvilnas apģērbu, zīda, vilnas un ādas dzīvnieku. Dabiskos organiskos polimērus kopā vīru visos tā veidošanās un attīstības, un daudzējādā ziņā palīdzēja viņam sasniegt rezultātus, kas mums ir šodien.

Būtība dot visiem cilvēku dzīvē bija tik komfortablu, cik vien iespējams. Laika gaitā, gumijas tika atklāts, tas precizēja savu ievērojams īpašības. Man ir iemācījušies lietot pārtiku cietes tehniskajā - celulozes. Dabas polimērs, un tā ir kampars, kas ir arī pazīstama kopš seniem laikiem. Sveķi, olbaltumvielas, nukleīnskābes - visi ir piemēri, savienojumu, kuras ņem vērā.

Struktūra dabisku polimēru

Ne visi šīs grupas savienojumiem dalībniekiem ir vienāda struktūra. Tādējādi, dabiskie un sintētiskie polimēri var ievērojami atšķirties. To molekulas ir orientēts tā, ka lielākā daļa izdevīgi un ērti pastāvēt ziņā enerģiju. Tomēr daudzi dabas sugas spēj uzbriest un to struktūru procesā mainās. Pastāv vairākas visbiežāk varianti ķēdes struktūru:

• lineāra;
• sazarota;
• zvaigžĦveida;
• plakans;
• acs;
• lentes;
• ķemme.

Mākslīgie un sintētiskas makromolekulas pārstāvjiem ir ļoti liela masa, milzīgs skaits atomiem. Tie ir veidoti ar speciāli vēlamām īpašībām. Tāpēc, struktūra sākotnēji plānots cilvēkam. Dabiskie polimēri ir arī bieži nu lineāras vai acs uz struktūru.

Piemēri dabīgās makromolekulas

Dabas un sintētiskie polimēri ir ļoti tuvu viens otram. Pēc tam, kad pirmo reizi kļūstot par pamatu sekundi. Piemēri pārvērtības ir daudz. Lūk, daži no tiem.

1. Parasto plastmasa pienbalta - tas ir produkts, kas iegūts, apstrādājot celulozes ar slāpekļskābes ar pievienojot dabīgu kampara. Polimerizācijas reakcija izraisa sacietēšana polimēra, kas iegūta un pāriešanu uz vēlamo produktu. Plastifikators - kampars, padarot to spēj mīkstināšanai, kad tiek sasildīta un mainīt savu formu.
2. Acetātzīds, cuprammonium šķiedra, viskozes - visi ir piemēri, kas dzijas, kas ir iegūta, balstoties uz celulozes. Audumi, kas izgatavoti no dabiskās kokvilnas un lina nav tik spēcīga, ne izcili, viegli laukumā. Bet mākslīgie analogi šo trūkumu trūcīgo, kas padara to izmantošanu, ir ļoti pievilcīga.
3. Mākslīgais akmens, celtniecības materiāli, maisījumi, ādas - ir arī piemēri polimēru, kas iegūti no dabīgiem materiāliem.

Viela, kas ir dabīgs polimērs, un var tikt izmantots patieso formu. Šādi piemēri ir pārāk daudz:

• kolofonija;
• amber;
• ciete;
• amilopektīna;
• celuloze;
• fur;
• vilna;
• kokvilna;
• zīda;
• cements;
• māls;
• kaļķi;
• proteīniem;
• nukleīnskābes un tā tālāk.

Ir skaidrs, ka pirms mums klase savienojumu ir ļoti liels, praktiski svarīgs un nozīmīgs cilvēkiem. Tagad ļaujiet mums apsvērt sīkāk dažus pārstāvjus dabisko polimēru bāzes, kas ir ļoti populāri brīdī.

Zīda un vilnas

No dabiskā zīda polimēra kompleksa formula, jo tā ķīmiskais sastāvs tiek izteikts ar šādām sastāvdaļām:

• fibroin;
• Sericin;
• vaski;
• tauki.

Pats lielākais proteīns - fibroin, ir piederību vairākām aminoskābju sugām. Ja klāt tā, lai polipeptīda ķēdi, tas izskatās šādi: _{(-NH-CH2-CO-NH-CH (CH3) -CO-NH-CH2-CO-) n.} Un tas ir tikai daļa no tā. Ja mēs iedomājamies, ka, lai struktūru, izmantojot van der Vālsa pievienojas ne mazāk sarežģītu Sericin proteīna molekulas, tie ir sajaukti kopā vienā uzbūves ar vasku un taukiem, tas ir saprotams, kāpēc tas ir grūti attēlot formula dabīgā zīda.

Līdz šim daudz šī produkta piegādes Ķīnā, tās atklātas vietas, ir dabisks biotops galvenā ražotāja - zīdtārpiņš. Jau kopš seniem laikiem, dabīgais zīds ir ļoti appreciated. Atļauties drēbes no viņa varēja tikai dižciltīgu, bagāti cilvēki. Šodien daudzi no īpašībām audu ir slikta. Piemēram, viņš spēcīgi magnetizēts un saburzīja, turklāt, saules iedarbība zaudē savu spožumu un zākāt. Tādēļ, ilgāk lietot sintētiskos atvasinājumus.

Vilna - tas ir dabisks polimērs kā produkts vitālo funkciju ādas un tauku dziedzeri dzīvniekiem. Pamatojoties uz šo olbaltumvielu produktu ražota trikotāža, kas, tāpat kā zīds, ir vērtīgs materiāls.

ciete

Natural ciete ir produkts polimērs floras. Viņi ražo kā rezultātā fotosintēzes procesā un uzkrāties dažādās ķermeņa daļās. Tā ķīmiskais sastāvs:

• amilopektīna;
• amilozes;
• alfa-glikoze.

Telpiskā struktūra Cietes ļoti sazarotu virkni, nekārtīgas. Pateicoties iekļauta amilopektīna, tas spēj pietūkums ūdenī, kļūstot par tā saukto paste. Šo koloidālo šķīdumu izmanto mākslā un rūpniecībā. Medicīna, pārtikas rūpniecība, ražošana tapešu līmes - tas ir arī vielas lietošana.

Starp augiem, kas satur maksimālo daudzumu cietes var identificēt:

• kukurūza;
• kartupeļi;
• rīsi;
• kvieši;
• kasava;
• auzas;
• griķu;
• bananas;
• sorgo.

Pamatojoties uz šo biopolimēru cept maizi, veikt makaroni, pavārs želejas, graudaugi un citus pārtikas produktus.

celuloze

No viedokļa ķīmijā, viela - ir polimērs, kura sastāvs ir izteikts ar formulu (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomēra vienība ķēde ir beta-glikoze. Galvenā vieta celulozes saturs - ir šūnu sienas augiem. Tieši tāpēc koksne - vērtīgs avots šo savienojumu.

Celuloze - dabisks polimērs, kas ir lineāra telpisko struktūru. Tas tiek izmantots, lai ražotu šādus produktu veidiem:

• celulozes un papīra izstrādājumi;
• mākslīgās kažokādas;
• dažādu veidu mākslīgām šķiedrām;
• kokvilna;
• plastmasas;
• bezdūmu pulveris;
• filmas un tā tālāk.

Ir skaidrs, ka tās rūpnieciskā vērtība ir liela. Lai šis savienojums var tikt izmantoti ražošanā, tai vajadzētu būt, lai sāktu iegūt no augiem. Tas tiek darīts ar nepārtrauktu gatavošanas koksnes speciālām ierīcēm. Turpmāku apstrādi, kā arī reaģenti, ko izmanto gremošanu ir atšķirīgi. Ir vairāki veidi:

• sulfīta;
• nitrāts;
• sodas;
• sulfate.

Pēc šādas ārstēšanas, produkts vēl satur piemaisījumus. Pie sirds šī lignīna un hemicelulozes. Lai atbrīvotos no tiem, augļa mīkstums ir apstrādāta ar hloru vai sārmu.

Cilvēkam nav šādas bioloģiskie katalizatori, kas ir izdevies, lai nojauktu šo sarežģīto biopolimēru. Tomēr daži dzīvnieki (zālēdāju), pielāgot to. Viņu kuņģa atrisināt dažas baktērijas, kas padara to par viņiem. Tā vietā organismi iegūt enerģiju dzīvei un dzīvotnes. Šī forma simbioze ir ļoti izdevīga abām pusēm.

gumija

Šis dabiskais polimērs ar vērtīgu ekonomisko vērtību. Pirmo reizi tas tika aprakstīts Robert Cook, kurš vienā no saviem ceļojumiem atrast viņu. Tas notika, piemēram, šis. Pēc nolaišanās uz salas, kur iedzimtie dzīvoja zināms viņam, viņš sirsnīgi sasveicinājās ar tiem. Viņa uzmanību piesaistīja vietējiem bērniem, kuri spēlējuši neparastu objektu. Šis sfērisks ķermenis tiek atgrūsts no grīdas un augstu uzlēca gaisā, un pēc tam atpakaļ.

Jautājiet vietējos iedzīvotājus par to, kas ir izgatavots no šo rotaļlietu, Cook uzzināja, ka tas nostiprina sulu koku - Hevea. Daudz vēlāk, tika konstatēts, ka tas ir biopolimēra gumijas.

Ķīmiskajām īpašībām savienojuma zināms - ir izoprēna, dabas kas apstrādāti polimerizācija. Formula kaučuks (C ₅ H _{8) n.} Tās īpašības, kuru dēļ viņš ir tik ļoti uzskatāms, šādi:

• elastība;
• izturība;
• elektriskās izolācijas;
• ūdensnecaurlaidīga.

Tomēr pastāv trūkumi. Aukstos apstākļos tā kļūst trausla un trausls, un siltumu - lipīga un viskozs. Tas ir iemesls, kāpēc bija nepieciešams sintēzei analogu mākslīgas vai sintētiskas bāzes. Šodien gumijas tiek plaši izmantotas inženierzinātnes un rūpniecības vajadzībām. Svarīgākie produkti, pamatojoties uz tiem:

• gumija;
• melnkoks.

dzintars

Tas ir dabisks polimērs, jo tā sastāvā ir sveķi, tā fosilā forma. Teritorijas struktūra ir pamats amorfs polimērs. Ļoti uzliesmojošs, to var apgaismot ar spēlēšanas liesmu. Viņam ir luminiscences īpašības. Šī ir ļoti svarīga un vērtīga kvalitāte, ko izmanto juvelierizstrādājumu biznesā. Juvelierizstrādājumi, kuru pamatā ir dzintars, ir ļoti skaisti un pieprasīti.

Turklāt šis biopolimērs tiek izmantots arī medicīniskiem nolūkiem. Tas arī ražo smilšpapīru, laku pārklājumus dažādām virsmām.