Luonnon polymeeri - kaavaa ja

Useimmat nykyaikaiset rakennusmateriaalit, lääke-, kankaat, taloustavarat, pakkaus- ja kulutushyödykkeet ovat polymeerejä. On ryhmä yhdisteitä, joilla on ominaispiirteet. Monet niistä, mutta tästä huolimatta, polymeerien lukumäärä kasvaa edelleen. Loppujen synteettiset kemistit löydettiin vuosittain yhä enemmän uusia aineita. Tällöin erityinen merkitys kaikkina aikoina se oli luonnollinen polymeeri. Mitä nämä uskomattomia molekyylejä? Mitkä ovat niiden ominaisuudet ja mitä ominaisuuksia? Vastaukset näihin kysymyksiin artikkelissa.

Polymeerit: yleisiä ominaisuuksia

Näkökulmasta kemian, polymeeri pidetään molekyyliä, jolla on suuri molekyylipaino muutamasta tuhannesta miljoonia yksiköitä. Kuitenkin lisäksi tämä ominaisuus on vielä jonkin verran, joissa ainetta voidaan tarkasti luokitella luonnollisia ja synteettisiä polymeerejä. Ne ovat:

• jatkuvasti toistuvia monomeeriyksiköitä, jotka on yhdistetty toisiinsa eri vuorovaikutusten;
• aste polymeraasi (eli määrä monomeerien) on erittäin korkea, toisin yhdiste katsotaan oligomeerin;
• määrittämiseksi avaruudellinen suuntautuminen makromolekyylin;
• joukko tärkeitä fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia yksilöllinen ryhmälle.

Yleensä aine luonteeltaan polymeeristä erottaa muista melko helposti. Tarvitsee vain katsoa hänen kaavaa tajuta se. Tyypillinen esimerkki on tunnettu polyeteeniä, käytetään laajalti kotitalouksien ja teollisuuden. Se on tuote polymerointireaktion, joka tulee tyydyttymätön hiilivety on eteeni tai eteeni. Reaktio yleensä kirjoitetaan seuraavasti:

nCH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, jossa n - on polymeroitumisaste molekyylien esittää monomeeriyksikköinä sisällyttää sen koostumukseen.

Myös esimerkkinä, luonnon polymeeri, joka on hyvin tunnettu, tämä tärkkelys. Lisäksi tämän ryhmän yhdisteiden kuuluvat amylopektiinin, selluloosan, kanan proteiini ja monet muut aineet.

Reaktio, joka johti makromolekyyli voidaan muodostaa, ovat kahdenlaisia:

• polymerointi;
• polykondensaatio.

Erona on, että toisessa tapauksessa, reaktiotuotteet ovat alhaisen molekyylipainon. Rakenteen polymeeri voi vaihdella, riippuen atomien, jotka muodostavat sen. Usein on olemassa lineaarinen muotoja, mutta on kolmiulotteinen verkko, hyvin monimutkainen.

Jos puhumme voimia ja vuorovaikutuksia, jotka pitävät monomeerirakenneyksiköt yhteen, on mahdollista tunnistaa muutamia perusasioita:

• Van der Waalsin voimat;
• kemiallinen sidos (kovalenttinen, ioninen);
• elektronostaticheskoe vuorovaikutus.

Kaikki polymeerit ei voi yhdistää yhteen luokkaan, koska niillä on täysin erilainen luonne, menetelmä muodostumisen ja suorittaa erilaisia toimintoja. Niiden ominaisuudet ovat erilaiset. Siksi on olemassa luokitusta, jonka avulla voit jakaa kaikki jäseniä tämän aineryhmän eri luokkiin. Se perustuu voi olla useita merkkejä.

luokittelu polymeerien

Jos otamme perusteella laadullinen koostumus molekyylejä, kaikkia aineita voidaan määrittää kolmeen ryhmään.

1. Orgaaniset - ne, jotka sisältävät hiiltä, vetyä, rikki, happi, fosfori, typpi. Eli ne osat, jotka ovat eloperäisiä. Esimerkkejä ovat paino polyeteeni, polyvinyylikloridi, polypropeeni, raion, nailon, luonnon polymeeri - proteiini, nukleiinihappo ja niin edelleen.
2. Elementorganic - esimerkiksi koostumus, joka sisältää jonkin verran vierasta epäorgaanisia ja biogeenisen elementti. Useimmiten se on pii, alumiinia tai titaania. Esimerkkejä tällaisista makromolekyyleistä: orgaaninen lasi, steklopolimery, komposiittimateriaalit.
3. Epäorgaaninen - vastuunottamisen perusteella ketjun piiatomiin hiilen sijasta. Radikaalit voivat myös olla osa sivusuunnassa oksat. He avasivat Vielä puolivälissä XX vuosisadan. Käytetään lääketieteessä, rakennus-, insinööri- ja muilla teollisuudenaloilla. Esimerkkejä silikoni, Sinooperi.

Jos jaat polymeerit alkuperää, on mahdollista erottaa kolme ryhmänsä.

1. Luonnon polymeerit, joiden käyttö on laajalti suoritetaan vanhaan. Nämä ovat makromolekyylejä luomiseen, joita ihminen ei tee mitään vaivaa. Ne ovat tuotteita luonteesta reaktioita. Esimerkkejä: silkki, villa, proteiini, nukleiinihappo, tärkkelys, selluloosa, nahka, puuvilla ja muut.
2. Keinotekoinen. Nämä ovat makromolekyylit, jotka syntyvät ihmisen, mutta pohjalta luonnonanalogiat. Se on vain parantaa ja muuttaa ominaisuuksia olemassa olevan luonnon polymeeri. Esimerkkejä: synteettinen kumi, kumi.
3. Synteettiset - nämä polymeerit, joiden muodostaminen vain henkilön mukana. Luonnonanalogiat niitä siellä. Tutkijat kehittää menetelmiä, joilla syntetisoidaan uusia materiaaleja, jotka ovat erilaisia parempaan suorituskykyyn. Näin syntyvät synteettiset polymeeriset yhdisteet kaikenlaista. Esimerkkejä: polyeteeni, polypropeeni, raion, asetaatti kuidun ja vastaavat.

On toinen ominaisuus, joka on perusta erottaminen aineiden ryhmään. Tämä reaktiivisuus ja lämmönkestävyys. Kohdentaa kahteen ryhmään tämän parametrin:

• kestomuovia
• kertamuovautuvista.

Vanhimmista, tärkeä ja erityisen arvokasta on edelleen luonnollinen polymeeri. Sen ominaisuudet ovat ainutlaatuisia. Siksi meidän ensi tarkastelemme sitä on tähän luokkaan makromolekyylien.

Joka aine on luonnollinen polymeeri?

Voit vastata tähän kysymykseen, ensimmäinen katsomme ympärilläsi. Joka meitä ympäröi? Elävien organismien ympärillämme, jotka syövät, hengittävät, monistaa, kukinta ja tuottaa hedelmiä ja siemeniä. Ja ne ovat peräisin molekyyli- näkökulmasta? Se yhdisteet, kuten:

• proteiinit;
• nukleiinihapot;
• polysakkaridit.

Niin, luonnollinen polymeeri on, kukin edellä mainittujen yhdisteiden. Näyttää siis siltä, että elämä ympärillämme, on vain läsnäolon ansiosta näiden molekyylien. Muinaisista ajoista, ihmiset käyttää savea, sekoitukset ja ratkaisuja vahvistamiseen ja rakentaa koteja, kudottu langasta, villaa, käytetään luoda puuvilla vaatteita, silkki, villa ja ihon eläimiä. Luonnollinen orgaanisia polymeerejä mukana miehen kaikissa muodostumisensa ja kehityksensä, ja monin tavoin auttoi häntä saavuttamaan tuloksia, joita olemme tänään.

Luonteeseen kuuluu antaa kaikkien ihmisten elämää oli mahdollisimman mukava. Ajan kumi havaittiin, se selvensi merkittäviä ominaisuuksia. Ihminen on oppinut käyttämään ruokaa tärkkelystä, teknisessä - selluloosa. Luonnollinen polymeeri ja on kamferi, joka on myös tunnettu antiikin ajoista lähtien. Hartsit, proteiinit, nukleiinihapot - ovat kaikki esimerkkejä yhdisteistä harkitaan.

Rakenne luonnon polymeerit

Ei kaikkien tämän luokan yhdisteiden on sama rakenne. Siten, luonnolliset ja synteettiset polymeerit voivat vaihdella huomattavasti. Niiden molekyylit ovat suuntautuneet siten, että kannattavin ja kätevä olemassa energian suhteen. Kuitenkin monet luonnon lajit pystyvät turpoamaan ja niiden rakenne on muuttamassa. On useita yleisimpiä muunnelmia ketjun rakenne:

• lineaarinen;
• haarautunut;
• stellate;
• tasainen;
• mesh;
• nauha;
• kampa.

Keino- ja synteettiset makromolekyylit edustajilla on erittäin suuri massa, valtava määrä atomeja. Ne on luotu erityisesti haluttuja ominaisuuksia. Siksi rakenteesta alun perin ihmiselle. Luonnolliset polymeerit ovat myös usein joko lineaarisia tai verkko rakennetta.

Esimerkkejä luonnon makromolekyyleistä

Luonnolliset ja synteettiset polymeerit ovat hyvin lähellä toisiaan. Kun ne ovat saaneet perustan toinen. Esimerkkejä sellaisista muutoksista ovat monet. Tässä muutamia niistä.

1. Tavanomainen muovi maitomainen valkoinen - tämä on tuote, joka saadaan käsittelemällä selluloosa typpihapon kanssa lisäämällä luonnon kamferi. Polymerointireaktion johtaa kovettumisen saatua polymeeriä ja konversio halutuksi tuotteeksi. Pehmitettä - kamferi, joten se kykenee pehmenemistä kuumennettaessa ja muuttaa niiden muotoa.
2. Asetaatti silkki, ammoniakkimenetelmällä kuitu, viskoosi - ovat kaikki esimerkkejä langat, kuidut, jotka on saatu perusteella selluloosa. Kankaat valmistetaan luonnollisista puuvillasta ja pellavasta eivät ole yhtä vahvoja, ei loistava, helppo rypisty. Mutta keinotekoinen analogit näistä puutteista riistää, mikä tekee niiden käyttö on hyvin houkutteleva.
3. Tekokivestä, rakennusmateriaalit, seokset, nahka - on myös esimerkkejä polymeereistä, jotka ovat peräisin luonnollisista materiaaleista.

Aine, joka on luonnollinen polymeeri, ja voidaan käyttää sen todellinen muoto. Tällaiset esimerkit ovat liikaa:

• hartsi;
• meripihka;
• tärkkelys;
• amylopektiini;
• selluloosa;
• turkis;
• villa;
• puuvilla;
• silkki;
• sementti;
• savi;
• kalkki;
• proteiinit;
• nukleiinihapon ja niin edelleen.

On selvää, että edessämme luokka yhdisteitä on hyvin suuri, lähes tärkeää ja merkityksellistä ihmisille. Tarkastellaan nyt tarkemmin joidenkin edustajien luonnollisia polymeerejä, jotka ovat hyvin suosittuja tällä hetkellä.

Silkkiä ja villaa

Kaavan luonnon silkkiä polymeerin kompleksi, koska sen kemiallinen koostumus ilmaistaan seuraavat komponentit:

• fibroiini
• serisiiniä;
• vahat;
• rasvoja.

Itse suuri proteiini - fibroiini, on jäsenyys useamman aminohappotähteen lajeja. Jos läsnä sen polypeptidiketjun, se näyttää tältä: (-NH-CH _2-CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH _{2-CO-) n.} Ja tämä on vain osa sitä. Jos ajatellaan, että rakenteen avulla van der Waalsin liittyy ole yhtä monimutkainen serisiiniä proteiinimolekyylin, ne sekoitetaan yhteen konformaatioon vahalla ja rasvat, se on ymmärrettävää, miksi on vaikea kuvata kaavan luonnon silkkiä.

Tähän mennessä paljon kyseistä tuotetta toimittaa Kiinaan, sen aukiot, on luonnollinen elinympäristö suurin tuottaja - silkkiäistoukkien. Aiemmin antiikin ajoista lähtien, luonnon silkkiä on erittäin arvostettu. Varaa vaatteita häneltä voisi vain jalo, rikkaita. Nykyään monet ominaisuudet kudoksen on huono. Esimerkiksi hän voimakkaasti magnetisoitu ja rypistynyt lisäksi altistuminen auringon menettää kiilto ja tummua. Näin ollen, enää käyttää niiden synteettiset johdannaiset.

Villa - se on myös luonnollinen polymeeri tuote elintoimintoja ihon ja talirauhasten eläimiä. Joka perustuu tämän proteiinin valmistettu tuote neuleet, joka, kuten silkki, on arvokas materiaali.

tärkkelys

Luonnollinen tärkkelys on tuote polymeeri kasvillisuuden. Ne tuottavat sen seurauksena fotosynteesin ja kertyvät eri kehon osiin. Sen kemiallinen koostumus:

• amylopektiini;
• amyloosi;
• alfa-glukoosi.

Avaruudellinen rakenne tärkkelys on hyvin haarautunut, epäjärjestyksessä. Johtuen mukana amylopektiinin, se kykenee turpoamaan veteen, tulee ns tahna. Tämä kolloidinen liuos käytetään alalla ja teollisuudessa. Lääketiede, elintarviketeollisuus, tuotanto Tapettien liima - se on myös aineen käytöstä.

Niistä sisältävien kasvien enimmäismäärä tärkkelystä voidaan tunnistaa:

• maissi;
• perunat,
• riisi;
• vehnä;
• maniokki;
• kaura;
• tattari;
• banaanit;
• durraa.

Perusteella tämän biopolymeerin leipoa leipää, tehdä pastaa, kokki hyytelöä, viljan ja muiden elintarvikkeiden.

selluloosa

Näkökulmasta kemian, aine - on polymeeri, jonka koostumus on esittää kaava (C _{6H 5O 5) n.} Monomeeriyksikkö ketju on beeta-glukoosia. Pääasiallinen selluloosaa - on kasvisolujen seinämissä. Siksi puu - arvokas tätä yhdistettä.

Selluloosa - luonnollinen polymeeri, jolla on lineaarinen avaruudellinen rakenne. Sitä käytetään tuotannossa seuraaviin tuotteisiin:

• massan ja paperin tuotteet;
• tekoturkikset;
• erilaisia tekokuitua;
• puuvilla;
• muovit;
• savuton jauhe;
• elokuvia ja niin edelleen.

On selvää, että sen teollinen arvo on suuri. Tämän yhdistettä voidaan käyttää tuotannossa, se olisi alkaa poimia kasveista. Tämä tapahtuu jatkuvatoimisessa keitossa puun erikoislaitteita. Jatkokäsittelyä, sekä käytettävien reagenssien pilkkomiseen ovat erilaisia. On olemassa useita tapoja:

• sulfiitti;
• nitraatti;
• sooda;
• sulfaatti.

Tällaisen käsittelyn jälkeen, tuote sisältää vielä epäpuhtauksia. Ytimessä tämän ligniinin ja hemiselluloosa. Päästä eroon niistä, massa käsitellään kloorilla tai alkalilla.

Ihmisillä ei ole olemassa biologisia katalyyttejä, jotka ovat onnistuneet murtamaan tämän monimutkaisen biopolymeeri. Kuitenkin jotkut eläimet (kasvinsyöjiä), joka on sovitettu tähän. Vatsallaan ratkaista tietyt bakteerit, jotka tekevät sen heille. Sen sijaan organismit saavat energiaa elämään ja elinympäristö. Tämä muoto symbioosi on erittäin hyödyllistä molemmille osapuolille.

kumi

Tämä luonnon polymeeriä, jolla arvokkaan taloudellista arvoa. Ensimmäistä kertaa se oli kuvattu Robert Cook, joka on yksi hänen matkoillaan löysi hänet. Se tapahtui näin. Laskeutumisen jälkeen saarella, jossa alkuasukkaat elivät tuntematon hänelle hänet lämpimästi vastaan niitä. Hänen huomionsa oli houkuttelemina paikalliset lapset, jotka ovat olleet epätavallisen aihe. Tämä pallomainen elin hylkivät lattiasta ja hyppäsi korkealle ilmaan, palasi sitten.

Pyytää paikallisia ihmisiä siitä, mitä on tehty tätä lelua, Cook oppinut, että tämä jähmettyy mehu puu - Hevea. Paljon myöhemmin todettiin, että tämä on biopolymeeri kumia.

Kemiallinen luonne yhdiste, joka tunnetaan - on isopreeni, luonnollinen läpikäynyt polymeroinnissa. Kaavan kumi (C ₅ H _{8) n.} Sen ominaisuudet, minkä vuoksi hän on niin suuressa arvossa, seuraavasti:

• elastisuus;
• kestävyys;
• sähköinen eristys;
• vesitiivis.

On kuitenkin olemassa haittoja. Kylmissä olosuhteissa se on hauras ja hauras, ja lämpö - tahmea ja viskoosinen. Siksi oli tarpeen synteesiin analogien keinotekoisia tai synteettisiä pohja. Tänään kumeja käytetään laajalti tekniikan ja teollisuuden sovelluksiin. Tärkeimpiä niihin perustuvia tuotteita:

• kumi;
• Ebony.

meripihka

Se on luonnollinen polymeeri, koska hartsi on sen rakenne, fossiilisten sen muoto. Tilarakenne - tiili amorfinen polymeeri. Herkästi syttyvä, se voi sytyttää liekin ottelun. Se on luminesenssiominaisuuksia. Tämä on erittäin tärkeä ja arvokas laatua, jota käytetään koruja. Koristeet perusteella meripihka on hyvin kaunis ja kysynnän.

Lisäksi biopolymeerin käytetty lääkinnällisiin tarkoituksiin. Koska se on valmistettu hiekkapaperilla maali pinnoitteita eri pinnoille.