Naturlig polymer - anvendelse av formelen: og

De fleste moderne byggematerialer, legemidler, tekstiler, husholdningsartikler, emballasje og forbruksmateriell er polymerer. Er en gruppe av forbindelser som har de karakteristiske trekk. Mange av dem, men på tross av dette, fortsetter antall polymerer til å vokse. Etter at alle syntetiske kjemikere oppdaget hvert år flere og flere nye stoffer. I dette tilfellet spesiell betydning til enhver tid det hadde en naturlig polymer. Hva er disse fantastiske molekyler? Hva er deres egenskaper og hva er funksjonene? Svarene på disse spørsmålene i artikkelen.

Polymerer: generelle egenskaper

Med hensyn til kjemien er polymeren anses for å være et molekyl som har en stor molekylvekt på fra noen få tusen til flere millioner enheter. Men i tillegg til denne funksjonen, er det fortsatt en viss hvor stoffet kan bli nøyaktig klassifiseres som naturlige og syntetiske polymerer. De er:

• stadig repeterende monomerenheter, som er forbundet ved hjelp av forskjellige interaksjoner;
• grad polymerase (dvs. antallet av monomerer) må være svært høy, ellers forbindelsen ville bli betraktet som en oligomer;
• bestemmelse av den romlige orientering av makromolekylet;
• et sett av viktige fysiske og kjemiske egenskaper som er unike for den gruppen.

Generelt er den substans av polymer natur som kan skjelnes fra andre ganske enkelt. Man trenger bare å se på hans formel for å finne ut av det. Et typisk eksempel er den velkjente polyetylen, er mye brukt i husholdningen og industrien. Det er et produkt av polymeriseringen, som trer umettede hydrokarbon er etylen eller etylen. Reaksjonen er generelt skrevet som følger:

n-CH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, hvor n - er graden av polymerisering av molekyler som viser som monomerenheter som inngår i komposisjonen.

Også som et eksempel, en naturlig polymer som er godt kjent, denne stivelse. Videre, i denne gruppen av forbindelser som tilhører amylopektin, cellulose, hønseprotein og mange andre stoffer.

Reaksjon, noe som resulterte i makromolekylet kan dannes, er av to typer:

• polymerisering;
• polykondensasjon.

Forskjellen er at i det andre tilfellet, reaksjonsproduktene er lav molekylvekt. Strukturen av polymeren kan variere, avhengig av atomene som utgjør den. Ofte er det lineære former, men det er et tredimensjonalt maskenett, meget komplisert.

Hvis vi snakker om de krefter og interaksjoner som holder monomerenhetene sammen, er det mulig å identifisere noen grunnleggende:

• Van der Waals krefter;
• kjemisk binding (kovalent, ionisk);
• elektronostaticheskoe interaksjon.

Alle polymerer kan ikke kombineres i én kategori fordi de har en helt annen karakter, fremgangsmåten for utforming og utføre ulike funksjoner. Deres egenskaper er også annerledes. Derfor er det en klassifisering som lar deg dele alle medlemmer av denne gruppen av stoffer i forskjellige kategorier. Den er basert kan ligge flere tegn.

klassifisering av polymerene

Hvis vi tar utgangspunkt i den kvalitative sammensetning av molekyler, kan alle de stoffer som skal bestemmes i tre grupper.

1. De organiske stoffer - de som inneholder karbon, hydrogen, svovel, oksygen, fosfor, nitrogen. Det vil si, de elementer som er biogene. Eksempler er vekt polyetylen, polyvinylklorid, polypropylen, rayon, nylon, naturlig polymer - protein, nukleinsyre og så videre.
2. Elementorganic - en slik sammensetning som innbefatter noen utenforliggende uorganiske og biogene element. Oftest er det silisium, aluminium eller titan. Eksempler på slike makromolekyler: organisk glass, steklopolimery, komposittmaterialer.
3. Uorganisk - ligge til grunn for kjedesilisiumatomer i stedet for karbon. Restene kan også være del av de laterale grener. De åpnet så sent som i midten av XX århundre. Brukt i medisin, konstruksjon, prosjektering og andre næringer. Eksempler på silikon, sinober.

Hvis du dele polymerer i opprinnelse, er det mulig å identifisere tre av deres gruppe.

1. Naturlige polymerer hvis bruk er viden utført med den gamle. Dette er makromolekyler for etableringen av som mannen ikke gjør noen innsats. De er produkter av naturen av reaksjonene. Eksempler: silke, ull, protein, nukleinsyre, stivelse, cellulose, lær, bomull og andre.
2. Kunstig. Dette er makromolekyler som er skapt av mennesker, men på grunnlag av naturlige analoger. Det er bare å forbedre og endre egenskapene til et eksisterende naturlig polymer. Eksempler: syntetisk gummi, gummi.
3. Syntetisk - disse polymerer, er etableringen av hvilke bare den involverte personen. Naturlige analoger til dem der. Forskere utvikle metoder for syntetisering av nye materialer som er forskjellige for å gi forbedret ytelse. Således er født de syntetiske polymerforbindelser av alle slag. Eksempler: polyetylen, polypropylen, rayon, acetat fiber og lignende.

Det er en annen funksjon, som er grunnlaget for separasjon av stoffene i gruppen. Denne reaktivitet og termisk motstand. Bevilge to kategorier for denne parameteren:

• termoplastmaterial;
• herdeplaster.

Den eldste, viktig og spesielt verdifulle er fortsatt en naturlig polymer. Dens egenskaper er unike. Derfor vi neste se på det er denne kategorien av makromolekyler.

Hvilket stoff er en naturlig polymer?

For å besvare dette spørsmålet, først vi ser rundt deg. Som omgir oss? Levende organismer rundt oss som spiser, puster, reprodusere, blomstrer og produserer frukt og frø. Og de er fra en molekylær synspunkt? Det forbindelser slik som:

• proteiner;
• nukleinsyrer;
• polysakkarider.

I så fall er det naturlig polymer, idet hver av de ovennevnte forbindelser. Dermed ser det ut til at livet rundt oss, det er bare takket være tilstedeværelsen av disse molekylene. Siden oldtiden, folk brukte leire, mikser og løsninger for å styrke og bygge boliger, spunnet garn, ull, som brukes til å lage bomull klær, silke, ull og hud av dyr. Naturlige organiske polymerer ledsaget mannen på alle stadier av sin dannelse og utvikling, og på mange måter hjulpet ham til å oppnå de resultatene som vi har i dag.

Selve innholdet av å gi alt i livene til folk var så komfortabelt som mulig. Over tid ble gummi oppdaget, det avklart sin bemerkelsesverdige egenskaper. Man har lært å bruke mat til stivelse, i teknisk - cellulose. Naturlig polymer og er en kamfer, som også er kjent siden antikken. Harpikser, proteiner, nukleinsyrer - er alle eksempler på forbindelsene som skal behandles.

Strukturen av naturlige polymerer

Ikke alle medlemmene av denne klassen av forbindelser som har den samme struktur. Således kan naturlige og syntetiske polymerer variere betydelig. Deres molekylene er orientert slik at de mest lønnsomme og praktisk å eksistere i form av energi. Men mange naturlige arter er i stand til å svelle og deres struktur i ferd med å endres. Det er flere vanligste varianter av kjedestrukturen:

• lineær;
• forgrenet;
• stel;
• flat;
• mesh;
• båndet;
• kam.

Kunstige og syntetiske makromolekyler representanter har en veldig stor masse, et stort antall atomer. De er laget med spesifikt ønskede egenskaper. Derfor, oppbygging av sin opprinnelig planlagt for mannen. Naturlige polymerer er også ofte enten lineær eller nettet på strukturen.

Eksempler på naturlige makromolekyler

Naturlige og syntetiske polymerer er meget nær hverandre. Etter først å ha blitt grunnlaget for en annen. Eksempler på slike transformasjoner er mange. Her er noen av dem.

1. Konvensjonell melkehvite plast - dette er et produkt oppnådd ved behandling av cellulose med salpetersyre under tilsetning av naturlig kamfer. Polymerisasjonsreaksjonen resulterer i herding av polymeren oppnådd og omdannelse til det ønskede produkt. En mykner - kamfer, noe som gjør den i stand til mykning ved oppvarming, og endrer sin form.
2. Acetat silke, cuprammonium fiber, viskose - er alle eksempler på garn, fibrer, som er oppnådd på basis av cellulose. Stoffer laget av naturlige bomull og lin er ikke så sterk, ikke strålende, lett å krøll. Men kunstig analoger av disse manglene fratatt, noe som gjør bruken er svært attraktive.
3. Kunstig stein, bygningsmaterialer, blandinger, lær - er også eksempler på polymerer som er avledet fra naturlige materialer.

Et stoff som er en naturlig polymer, og kan anvendes i sin sanne form. Slike eksempler er for mange:

• rosin;
• rav;
• stivelse;
• amylopektin;
• cellulose;
• pels;
• ull;
• bomull;
• silke;
• sement;
• leire;
• kalk;
• proteiner;
• nukleinsyre, og så videre.

Det er klart at før oss en klasse av forbindelser er svært stor, praktisk viktig og meningsfull for mennesker. Nå la oss se nærmere noen representanter for naturlige polymerer, som er svært populært for tiden.

Silke og ull

Formelen av naturlig silke polymerkomplekset, fordi dets kjemiske sammensetning er uttrykt ved de følgende bestanddeler:

• fibroin;
• sericin;
• voksarter;
• fett.

Selv hovedprotein - fibroin, har en medlemskap i flere aminosyrer arter. Hvis den finnes det til polypeptidkjeden, vil det se ut som dette: _{(-NH-CH2-CO-NH-CH (CH3) -CO-NH-CH2-CO-) n.} Og dette er bare en del av det. Hvis vi tenker oss at strukturen ved hjelp av van der Waals blir ikke mindre komplisert sericin proteinmolekyl, de er blandet sammen i en eneste konformasjon med en voks og fett, er det forståelig at det er vanskelig å skildre formel naturlig silke.

Til dags dato, mye av dette produktet leverer Kina, for sin åpne områder, er det en naturlig habitat for hovedprodusent - silkeormen. Tidligere siden antikken, naturlig silke er meget verdsatt. Råd til klær fra ham kunne bare edle, rike mennesker. I dag er mange av egenskapene til vevet er dårlig. For eksempel, han sterkt magnetisert og sammenkrøllet i tillegg eksponering for solen mister sin glans og anløpe. Derfor lenger i bruk syntetiske derivater derav.

Ull - det er også en naturlig polymer som et produkt av vitale funksjoner i hud og talgkjertler hos dyr. På grunnlag av dette proteinprodukt fremstilt strikkevarer, som i likhet med silke, er et verdifullt materiale.

stivelse

Naturlig stivelse er et produkt polymer planteliv. De produserer det som et resultat av prosessen med fotosyntese og samler seg i forskjellige deler av kroppen. Den kjemiske sammensetning:

• amylopektin;
• amylose;
• alfa-glukose.

Den romlige strukturen av stivelse er meget forgrenet, uoversiktlig. På grunn inkludert amylopektin, er det istand til å svelle i vann, blir et såkalt lim. Denne kolloidale oppløsning er brukt i teknikken og industrien. Medisin, næringsmiddelindustrien, produksjon av tapetlim - det er også bruk av stoffet.

Blant de planter inneholdende den maksimale mengden av stivelse kan identifiseres:

• korn;
• poteter,
• ris;
• hvete;
• kassava;
• havre;
• bokhvete;
• bananer;
• sorghum.

På grunnlag av denne biopolymer bake brød, lage pasta, kokk gelé, korn og andre matvarer.

cellulose

Med hensyn til kjemien, stoffet - er en polymer hvis sammensetning er uttrykt ved formelen (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomerenhet kjeden er en beta-glukose. Viktigste stedet for cellulose innhold - er celleveggene til planter. Det er derfor tre - en verdifull kilde til denne forbindelsen.

Cellulose - en naturlig polymer som har en lineær romlig struktur. Den brukes til produksjon av følgende typer produkter:

• tremasse og papirprodukter;
• kunstig pels;
• forskjellige typer av kunstige tekstilfibrer;
• bomull;
• plast;
• røkfritt pulver;
• filmer og så videre.

Det er åpenbart at den industrielle verdien er stor. Til denne forbindelse kan anvendes i produksjon, må det være for å begynne å trekke ut fra planter. Dette gjøres ved kontinuerlig koking av tre i spesielle enheter. Den videre forarbeidelse, så vel som reagenser anvendt for fordøyelse er forskjellige. Det er flere måter:

• sulfitt;
• nitrat;
• soda;
• sulfat.

Etter en slik behandling, inneholder produktet fremdeles urenheter. I hjertet av denne lignin og hemicellulose. For å bli kvitt dem, blir massen behandlet med klor eller alkali.

Hos mennesker er det ingen slike biologiske katalysatorer som har klart å bryte ned dette komplekset biopolymer. Men noen dyr (planteetere), tilpasses dette. Magen avgjøre visse bakterier som gjør det for dem. I stedet organismer utlede energi for liv og habitat. Denne formen for symbiose er svært gunstig for begge parter.

gummi

Denne naturlige polymer som har verdifull økonomisk verdi. For første gang ble det beskrevet av Robert Cook, som i en av sine reiser fant ham. Det skjedde som dette. Etter landing på øya hvor de innfødte levde ukjent for ham, ble han tatt godt imot av dem. Hans oppmerksomhet ble tiltrukket av de lokale barna, som har spilt en uvanlig emne. Dette kuleformede legeme blir frastøtt fra gulvet og hoppet opp høyt i luften, og deretter returnert.

Spør lokalbefolkningen om hva som laget denne leken, lærte Cook at dette stivner saften av et tre - Hevea. Mye senere, ble det funnet at dette er en biopolymer gummi.

Den kjemiske natur av den forbindelse som er kjent - er isopren, naturlig gått polymerisering. Formel gummi (C ₅ H _{8) n.} Dens egenskaper, på grunn som han er så høyt ansett, som følger:

• elastisitet;
• holdbarhet;
• elektrisk isolasjon;
• vanntett.

Men det er ulemper. I kaldt vær blir det skjøre og sprø, og den varme - klebrig og seig. Det er grunnen til at det var et behov for syntese av analoger av kunstig eller syntetisk base. Dagens gummi er mye brukt i prosjektering og industrielle applikasjoner. De viktigste produkter basert på dem:

• gummi;
• ibenholt.

rav

Det er en naturlig polymer, ettersom harpiksen er i sin struktur, fossil sin form. Romlig struktur - murstein amorf polymer. Meget brannfarlig, kan det tenne flammen av en kamp. Den har luminescens egenskaper. Dette er en svært viktig og verdifull kvalitet, som brukes i smykker. Ornamenter på grunnlag av rav er veldig vakker og etterspurt.

I tillegg er den biopolymer som brukes i medisinske formål. Fordi det er produsert sandpapir malingsbelegg til forskjellige overflater.