Φυσικό πολυμερές - εφαρμογή του τύπου και

Τα περισσότερα σύγχρονα δομικά υλικά, φαρμακευτικά προϊόντα, υφάσματα, είδη οικιακής χρήσης, συσκευασίας και αναλώσιμα υλικά είναι πολυμερή. Είναι μια ομάδα ενώσεων που έχουν τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα. Πολλοί από αυτούς, αλλά παρ 'όλα αυτά, ο αριθμός των πολυμερών συνεχίζει να αυξάνεται. Μετά από όλα τα συνθετικά φαρμακεία ανακαλύπτονται κάθε χρόνο όλο και περισσότερες νέες ουσίες. Στην περίπτωση αυτή, ιδιαίτερη σημασία, ανά πάσα στιγμή είχε ένα φυσικό πολυμερές. Ποια είναι αυτά τα καταπληκτικά μόρια; Ποια είναι τα χαρακτηριστικά τους και ποια είναι τα χαρακτηριστικά; Οι απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα στο άρθρο.

Πολυμερή: γενικά χαρακτηριστικά

Από την άποψη της χημείας, το πολυμερές θεωρείται ότι είναι ένα μόριο που έχει ένα μεγάλο μοριακό βάρος από μερικές χιλιάδες έως εκατομμύρια μονάδων. Ωστόσο, εκτός από αυτό το χαρακτηριστικό, εξακολουθεί να υπάρχει κάποια στην οποία η ουσία μπορεί να ταξινομηθεί με ακρίβεια ως φυσικά και συνθετικά πολυμερή. Αυτά είναι:

• συνεχώς επαναλαμβανόμενες μονομερείς μονάδες, οι οποίες συνδέονται μέσω των διαφόρων αλληλεπιδράσεων?
• βαθμός πολυμεράσης (δηλαδή, ο αριθμός των μονομερών) πρέπει να είναι πολύ υψηλή, ειδάλλως η ένωση θα μπορούσε να θεωρηθεί ένα ολιγομερές?
• προσδιορισμό του χωρικού προσανατολισμού του μακρομορίου?
• μια σειρά από σημαντικές φυσικές και χημικές ιδιότητες μοναδική για την ομάδα.

Σε γενικές γραμμές, η ουσία της πολυμερικής φύσης διακρίνονται από την άλλη αρκετά εύκολα. Αρκεί να δούμε τον τύπο του για να το καταλάβω. Ένα τυπικό παράδειγμα είναι το γνωστό πολυαιθυλένιο, χρησιμοποιούνται ευρέως στα νοικοκυριά και τη βιομηχανία. Είναι ένα προϊόν της αντίδρασης πολυμερισμού, η οποία εισέρχεται ακόρεστος υδρογονάνθρακας είναι το αιθένιο ή αιθυλένιο. Η αντίδραση γενικά γράφεται ως εξής:

NCH ₂ = _CH2 → (-CH-CH-) _n, όπου το η - είναι ο βαθμός πολυμερισμού των μορίων που δείχνει ως μονάδες μονομερούς περιλαμβάνονται στη σύνθεσή του.

Επίσης ως παράδειγμα, ένα φυσικό πολυμερές το οποίο είναι πολύ γνωστό, αυτό το άμυλο. Επιπλέον, σε αυτή την ομάδα ενώσεων ανήκουν αμυλοπηκτίνη, κυτταρίνη, πρωτεΐνες πουλερικών και πολλές άλλες ουσίες.

Αντίδραση, η οποία είχε ως αποτέλεσμα την μακρομόριο μπορεί να σχηματιστεί, είναι δύο τύπων:

• πολυμερισμού?
• πολυσυμπύκνωση.

Η διαφορά είναι ότι στη δεύτερη περίπτωση, τα προϊόντα της αντίδρασης είναι χαμηλού μοριακού βάρους. Η δομή του πολυμερούς μπορεί να ποικίλει, ανάλογα με τα άτομα που την αποτελούν. Συχνά υπάρχουν γραμμικές μορφές, αλλά υπάρχει ένα τρισδιάστατο πλέγμα, πολύ περίπλοκη.

Αν μιλάμε για τις δυνάμεις και τις αλληλεπιδράσεις που κρατούν τις μονάδες μονομερούς μαζί, είναι δυνατόν να προσδιοριστούν μερικά βασικά:

• Δυνάμεις Van der Waals?
• χημική σύνδεση (ομοιοπολική, ιοντική)?
• elektronostaticheskoe αλληλεπίδραση.

Όλα τα πολυμερή δεν μπορούν να συνδυαστούν σε μία κατηγορία, επειδή έχουν μια εντελώς διαφορετική φύση, τη μέθοδο σχηματισμού και να εκτελέσει ανόμοια λειτουργίες. Οι ιδιότητές τους είναι επίσης διαφορετικές. Ως εκ τούτου, υπάρχει μια ταξινόμηση που σας επιτρέπει να μοιράζεστε όλα τα μέλη αυτής της ομάδας ουσιών σε διαφορετικές κατηγορίες. Βασίζεται μπορεί να βρίσκεται αρκετά σημεία.

ταξινόμηση των πολυμερών

Αν πάρουμε τη βάση της ποιοτικής σύνθεσης των μορίων, το σύνολο των ουσιών μπορεί να προσδιοριστεί σε τρεις ομάδες.

1. Τα οργανικά - εκείνα τα οποία περιέχουν άνθρακα, υδρογόνο, θείο, οξυγόνο, φώσφορο, άζωτο. Δηλαδή, εκείνα τα στοιχεία τα οποία είναι βιογενών. Παραδείγματα είναι το βάρος πολυαιθυλένιο, χλωριούχο πολυβινύλιο, πολυπροπυλένιο, ραιγιόν, νάϋλον, φυσικό πολυμερές - πρωτεΐνη, νουκλεϊκό οξύ και ούτω καθεξής.
2. Elementorganic - μία τέτοια σύνθεση η οποία περιλαμβάνει κάποιο εξωγενή ανόργανα και βιογενών στοιχείο. Τις περισσότερες φορές είναι το πυρίτιο, αλουμίνιο ή τιτάνιο. Παραδείγματα τέτοιων μακρομορίων: οργανικής υάλου, steklopolimery, σύνθετα υλικά.
3. Ανόργανα - βρίσκονται στη βάση των ατόμων πυριτίου της αλυσίδας αντί του άνθρακα. Οι ρίζες μπορούν επίσης να είναι μέρος των πλευρικών κλάδων. Άνοιξαν πρόσφατα, στα μέσα του ΧΧ αιώνα. Χρησιμοποιείται στην ιατρική, την κατασκευή, τη μηχανική και άλλες βιομηχανίες. Παραδείγματα σιλικόνης, κιννάβαρι.

Αν διαιρέσουμε τα πολυμερή στην καταγωγή, είναι δυνατόν να προσδιοριστούν τρεις της ομάδας τους.

1. Φυσικά πολυμερή των οποίων η χρήση είναι ευρέως πραγματοποιείται με το παλιό. Αυτά είναι τα μακρομόρια για τη δημιουργία του οποίου ο άνθρωπος δεν κάνει καμία προσπάθεια. Είναι προϊόντα της φύσης των αντιδράσεων. Παραδείγματα: μετάξι, μαλλί, πρωτεΐνη, νουκλεϊκό οξύ, άμυλο, κυτταρίνη, δέρμα, βαμβάκι και άλλα.
2. Τεχνητή. Αυτά είναι τα μακρομόρια που έχουν δημιουργηθεί από τον άνθρωπο, αλλά με βάση φυσικά ανάλογα. Αυτό είναι ακριβώς να βελτιώσει και να αλλάξετε τις ιδιότητες ενός υπάρχοντος φυσικού πολυμερούς. Παραδείγματα: συνθετικό ελαστικό, ελαστικό.
3. Συνθετικά - αυτά τα πολυμερή, η δημιουργία των οποίων μόνο ο ενδιαφερόμενος. Φυσικά ανάλογα για τους εκεί. Οι επιστήμονες αναπτύσσουν μεθόδους σύνθεσης νέων υλικών τα οποία είναι διαφορετικά για βελτιωμένη απόδοση. Έτσι γεννιούνται τα συνθετικά πολυμερείς ενώσεις όλων των ειδών. Παραδείγματα: πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο, ραιγιόν, οξικό ίνα και τα παρόμοια.

Υπάρχει και ένα άλλο χαρακτηριστικό, το οποίο είναι η βάση του διαχωρισμού των ουσιών της ομάδας. Αυτή η αντιδραστικότητα και θερμική αντίσταση. Διαθέστε δύο κατηγορίες για αυτήν την παράμετρο:

• θερμοπλαστικό?
• thermosets.

Η πιο αρχαία, σημαντικό και ιδιαίτερα πολύτιμη εξακολουθεί να είναι ένα φυσικό πολυμερές. Οι ιδιότητές του είναι μοναδικές. Ως εκ τούτου, το επόμενο δει κανείς σε αυτή την κατηγορία των μακρομορίων.

Ποια ουσία είναι ένα φυσικό πολυμερές;

Για να απαντήσουμε στο ερώτημα αυτό, πρώτα πρέπει να κοιτάξουμε γύρω σας. Αυτό μας περιβάλλει; Οι ζωντανοί οργανισμοί γύρω μας που τρώνε, αναπνέουν, αναπαραγωγή, ανθίζουν και παράγουν καρπούς και σπόρους. Και είναι από μοριακή σκοπιά; Είναι ενώσεις όπως:

• πρωτεΐνες?
• νουκλεϊκά οξέα?
• πολυσακχαρίτες.

Έτσι, το φυσικό πολυμερές είναι, κάθε μια από τις παραπάνω ενώσεις. Έτσι, φαίνεται ότι η ζωή γύρω μας, υπάρχει μόνο χάρη στην παρουσία αυτών των μορίων. Από τους αρχαίους χρόνους, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν πηλό, μείγματα και λύσεις για την ενίσχυση και την οικοδόμηση σπιτιών, υφασμένα νήματα, μαλλί, που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ειδών ένδυσης βαμβάκι, μετάξι, μαλλί και το δέρμα των ζώων. Τα φυσικά οργανικά πολυμερή συνόδευσε τον άνθρωπο σε όλα τα στάδια του σχηματισμού και της ανάπτυξής του, και με πολλούς τρόπους τον βοήθησε να επιτύχουμε τα αποτελέσματα που έχουμε σήμερα.

Η ίδια η φύση της δίνει όλα στη ζωή των ανθρώπων ήταν όσο πιο άνετη γίνεται. Με τον καιρό, το ελαστικό ανακαλύφθηκε, διευκρίνισε αξιοσημείωτες ιδιότητες του. Ο άνθρωπος έχει μάθει να χρησιμοποιεί τα τρόφιμα σε άμυλο, στην τεχνική - κυτταρίνης. Φυσικό πολυμερές και είναι καμφορά, η οποία είναι επίσης γνωστή από την αρχαιότητα. Ρητίνες, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα - είναι όλα τα παραδείγματα των ενώσεων υπό εξέταση.

Η δομή των φυσικών πολυμερών

Δεν είναι όλα τα μέλη αυτής της κατηγορίας των ενώσεων έχουν την ίδια δομή. Έτσι, φυσικά και συνθετικά πολυμερή μπορεί να ποικίλει σημαντικά. Τα μόριά τους προσανατολίζονται έτσι ώστε η πιο κερδοφόρα και βολικό να υπάρχουν από την άποψη της ενέργειας. Ωστόσο, πολλά φυσικά είδη είναι σε θέση να πρηστεί και η δομή τους στη διαδικασία της αλλαγής. Υπάρχουν αρκετές πιο κοινές παραλλαγές της δομής της αλυσίδας:

• γραμμική?
• διακλαδισμένο?
• αστεροειδής?
• κατ?
• mesh?
• ταινία?
• χτένα.

Τεχνητά και συνθετικά μακρομόρια εκπρόσωποι έχουν μια πολύ μεγάλη μάζα, ένα τεράστιο αριθμό ατόμων. Δημιουργούνται με ειδικά επιθυμητές ιδιότητες. Ως εκ τούτου, η δομή του τους είχε αρχικά προγραμματιστεί για τον άνθρωπο. Φυσικό πολυμερή είναι επίσης συχνά είτε γραμμικό ή πλέγμα στη δομή.

Παραδείγματα φυσικών μακρομορίων

Φυσικά και συνθετικά πολυμερή είναι πολύ κοντά η μία στην άλλη. Μετά την πρώτη να γίνει η βάση για ένα δευτερόλεπτο. Παραδείγματα τέτοιων μετασχηματισμών είναι πολλές. Εδώ είναι μερικά από αυτά.

1. Τα συμβατικά πλαστικά γαλακτώδες λευκό - αυτό είναι ένα προϊόν που λαμβάνεται με κατεργασία της κυτταρίνης με νιτρικό οξύ με την προσθήκη φυσικών καμφορά. Η αντίδραση πολυμερισμού οδηγεί στην σκλήρυνση του πολυμερούς που λαμβάνεται και μετατροπή στο επιθυμητό προϊόν. Ένας πλαστικοποιητής - καμφορά, καθιστώντας το ικανό να μαλάκωμα όταν θερμαίνεται και να αλλάξει το σχήμα τους.
2. Acetate μετάξι, ίνες χαλκαμμωνίας, βισκόζη - είναι όλα τα παραδείγματα των νημάτων, ινών, οι οποίες λαμβάνονται με βάση την κυτταρίνη. Υφάσματα από φυσικές βαμβάκι και λινό δεν είναι τόσο ισχυρή, δεν είναι λαμπρή, εύκολο να τσαλακώνεται. Αλλά τεχνητή αναλόγων αυτών των ελλείψεων στερούνται, γεγονός που καθιστά τη χρήση τους είναι πολύ ελκυστική.
3. Τεχνητή πέτρα, οικοδομικά υλικά, μείγματα, δέρμα - είναι επίσης παραδείγματα πολυμερών που προέρχονται από φυσικά υλικά.

Μια ουσία η οποία είναι ένα φυσικό πολυμερές, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πραγματική της μορφή. Τέτοια παραδείγματα είναι πάρα πολλά:

• κολοφώνιο?
• πορτοκαλί?
• άμυλο?
• αμυλοπηκτίνη?
• κυτταρίνη?
• γούνα?
• μαλλί?
• βαμβάκι?
• μετάξι?
• τσιμέντο?
• πηλό?
• ασβέστη?
• πρωτεΐνες?
• νουκλεϊκό οξύ και ούτω καθεξής.

Είναι σαφές ότι έχουμε μπροστά μας μια κατηγορία ενώσεων είναι πολύ μεγάλη, σχεδόν σημαντικό και ουσιαστικό για τους ανθρώπους. Τώρα, ας εξετάσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες ορισμένους εκπροσώπους των φυσικών πολυμερών, τα οποία είναι πολύ δημοφιλής αυτή τη στιγμή.

Μετάξι και μαλλί

Ο τύπος των φυσικών συμπλόκου μετάξι πολυμερούς, επειδή η χημική του σύνθεση εκφράζεται από τα ακόλουθα συστατικά:

• fibroin?
• sericin?
• κεριά?
• λίπη.

Ίδιος κύρια πρωτεΐνη - fibroin, έχει μια των μελών περισσότερων ειδών αμινοξέων. Εάν υπάρχει το στο πολυπεπτιδική αλυσίδα, αυτό θα μοιάζει με αυτό: _{(-ΝΗ-CH2-CO-NH-CH (CH3) -CO-NH-CH2-CO-) n.} Και αυτό είναι μόνο μέρος της. Αν φανταστούμε ότι με τη δομή μέσω van der Waals ενώνει όχι λιγότερο πολύπλοκη μόριο πρωτεΐνης sericin, αυτά αναμιγνύονται μαζί σε μια ενιαία διαμόρφωση με ένα κερί και λίπη, είναι κατανοητό γιατί είναι δύσκολο να απεικονίσει φόρμουλα φυσικό μετάξι.

Μέχρι σήμερα, μεγάλο μέρος αυτού του προϊόντος παρέχει την Κίνα, για ανοιχτούς χώρους του, υπάρχει ένα φυσικό βιότοπο για τον κύριο παραγωγό - μεταξοσκώληκα. Προηγουμένως, από την αρχαιότητα, φυσικό μετάξι είναι πολύ ευπρόσδεκτη. Αντέξετε οικονομικά ρούχα από αυτόν θα μπορούσε μόνο ευγενείς, οι πλούσιοι άνθρωποι. Σήμερα, πολλά από τα χαρακτηριστικά του ιστού είναι κακή. Για παράδειγμα, ο έντονα μαγνητισμένο και τσαλακωμένο, επιπλέον, η έκθεση στον ήλιο χάνει τη λάμψη της και την αμαυρώσει. Ως εκ τούτου, είναι πλέον σε χρήση συνθετικών παραγώγων αυτών.

Μαλλί - είναι επίσης ένα φυσικό πολυμερές ως προϊόν των ζωτικών λειτουργιών του δέρματος και των σμηγματογόνων αδένων των ζώων. Με βάση αυτό το πρωτεϊνικό προϊόν που κατασκευάζεται πλεκτά, η οποία, όπως μετάξι, είναι ένα πολύτιμο υλικό.

άμυλο

Φυσικό άμυλο είναι ένα πολυμερές προϊόν ζωή των φυτών. Το παράγουν, ως αποτέλεσμα της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης και συσσωρεύονται σε διάφορα μέρη του σώματος. χημική σύνθεσή του:

• αμυλοπηκτίνη?
• αμυλόζη?
• άλφα-γλυκόζη.

Η χωρική δομή του αμύλου πολύ διακλαδισμένο, διαταραγμένο. Λόγω περιλαμβάνονται αμυλοπηκτίνη, είναι ικανή να διογκώνεται στο νερό, να γίνει το λεγόμενο πάστα. Αυτό κολλοειδές διάλυμα χρησιμοποιείται στην τέχνη και τη βιομηχανία. Ιατρική, τη βιομηχανία τροφίμων, στην παραγωγή συγκολλητικών ταπετσαρία - είναι επίσης η χρήση της ουσίας.

Μεταξύ των φυτών που περιέχουν το μέγιστο ποσό του αμύλου μπορεί να προσδιοριστεί:

• καλαμπόκι?
• πατάτες?
• ρύζι?
• σιτάρι?
• μανιόκα?
• βρώμη?
• φαγόπυρο?
• μπανάνες?
• σόργο.

Με βάση αυτό το βιοπολυμερούς ψωμί bake, κάνουν τα ζυμαρικά, μαγειρεύουν ζελέ, δημητριακά και άλλα τρόφιμα.

κυτταρίνη

Από την άποψη της χημείας, η ουσία - είναι ένα πολυμερές του οποίου η σύνθεση εκφράζεται από τον τύπο (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Μονομερές αλυσίδας μονάδα είναι μια βήτα-γλυκόζη. Κύριος τόπος περιεκτικότητα σε κυτταρίνη - είναι τα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το ξύλο - μια πολύτιμη πηγή αυτής της ένωσης.

Κυτταρίνη - ένα φυσικό πολυμερές που έχει μια γραμμική χωρική δομή. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή των ακόλουθων τύπων προϊόντων:

• χαρτοπολτού και χαρτιού προϊόντων?
• γουναρικά?
• διαφορετικούς τύπους από συνθετικές ή τεχνητές ίνες?
• βαμβάκι?
• πλαστικά?
• άκαπνη πυρίτιδα?
• ταινίες και ούτω καθεξής.

Είναι προφανές ότι η βιομηχανική αξία του είναι μεγάλη. Σε αυτό ένωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή, θα πρέπει να είναι να αρχίσει να εξάγει από φυτά. Αυτό γίνεται με συνεχή βρασμό του ξύλου σε ειδικές συσκευές. Περαιτέρω επεξεργασία, καθώς και αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται για την πέψη είναι διαφορετικά. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι:

• θειώδες?
• νιτρικό?
• η σόδα?
• θειικό.

Μετά από μια τέτοια επεξεργασία, το προϊόν εξακολουθεί να περιέχει ακαθαρσίες. Στο επίκεντρο αυτής της λιγνίνη και ημικυτταρίνη. Για να απαλλαγούμε από αυτά, ο πολτός υποβάλλεται σε επεξεργασία με χλώριο ή αλκαλικά.

Στον άνθρωπο, δεν υπάρχει καμία τέτοια βιολογική καταλύτες που έχουν καταφέρει να σπάσει αυτό το συγκρότημα βιοπολυμερές. Ωστόσο, ορισμένα ζώα (φυτοφάγα), προσαρμοσμένα σε αυτό. το στομάχι τους διευθετήσουν ορισμένα βακτήρια που το κάνει γι 'αυτούς. Αντ 'αυτού οργανισμοί αντλούν ενέργεια για τη ζωή και το περιβάλλον. Αυτή η μορφή της συμβίωσης είναι εξαιρετικά επωφελής και για τα δύο μέρη.

καουτσούκ

Αυτό το φυσικό πολυμερές με την πολύτιμη οικονομική αξία. Για πρώτη φορά περιγράφηκε από τον Robert Cook, ο οποίος σε ένα από τα ταξίδια του τον βρήκε. Συνέβη όπως αυτό. Μετά την προσγείωση στο νησί, όπου οι ντόπιοι ζούσαν άγνωστη σ 'αυτόν, ήταν καλωσόρισαν θερμά τους. Την προσοχή του τράβηξε από τα παιδιά της περιοχής, οι οποίοι έχουν παίξει ένα ασυνήθιστο αντικείμενο. Αυτό σφαιρικό σώμα απωθείται από το πάτωμα και πήδηξε ψηλά στον αέρα, στη συνέχεια επέστρεψε.

Ρωτήστε τους ντόπιους για το τι γίνεται από αυτό το παιχνίδι, Cook έμαθε ότι αυτή σταθεροποιεί το χυμό ενός δέντρου - Hevea. Πολύ αργότερα, διαπιστώθηκε ότι αυτό είναι ένα ελαστικό βιοπολυμερές.

Η χημική φύση της ένωσης είναι γνωστή - είναι ισοπρένιο, φυσικό πολυμερισμού υποβληθεί. Τύπου καουτσούκ (C ₅ H _{8) n.} Οι ιδιότητές του, λόγω της οποίας ο ίδιος είναι τόσο μεγάλη υπόληψη, ως εξής:

• ελαστικότητα?
• ανθεκτικότητα?
• ηλεκτρική μόνωση?
• στεγανά.

Ωστόσο, υπάρχουν και μειονεκτήματα. Σε συνθήκες ψύχους καθίσταται εύθραυστο και εύθρυπτο, και τη θερμότητα - κολλώδης και παχύρρευστο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο υπήρχε η ανάγκη για τη σύνθεση των αναλόγων των τεχνητών ή συνθετικών βάση. Σήμερα ελαστικά που χρησιμοποιούνται ευρέως στη μηχανική και βιομηχανικές εφαρμογές. Τα σημαντικότερα προϊόντα που βασίζονται σε αυτά:

• καουτσούκ?
• έβενο.

κεχριμπάρι

Είναι ένα φυσικό πολυμερές, δεδομένου ότι η ρητίνη είναι στη δομή του, τα ορυκτά σχήμα του. Χωρική δομή - μωσαϊκού άμορφο πολυμερές. Πολύ εύφλεκτο, μπορεί να ανάψει τη φλόγα του αγώνα. Έχει τις ιδιότητες φωταύγεια. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό και πολύτιμο ποιότητας, το οποίο χρησιμοποιείται σε κοσμήματα. Στολίδια με βάση το κεχριμπάρι είναι πολύ όμορφη και της ζήτησης.

Επιπλέον, η βιο-πολυμερές που χρησιμοποιείται στην ιατρική σκοπούς. Επειδή κατασκευάζεται επιστρώσεις βαφής γυαλόχαρτο σε διάφορες επιφάνειες.