Polimer semulajadi - penggunaan formula dan

bahan yang paling moden pembinaan, farmaseutikal, kain, barang-barang rumah, pembungkusan dan bahan guna habis adalah polimer. Adalah kumpulan sebatian yang mempunyai ciri-ciri. Ramai daripada mereka, tetapi walaupun ini, bilangan polimer terus berkembang. Lagipun ahli kimia sintetik ditemui setiap tahun lebih dan lebih bahan-bahan baru. Dalam kes ini, maksud yang istimewa pada setiap masa ia mempunyai polimer semula jadi. Apakah molekul yang menakjubkan? Apakah ciri-ciri mereka dan apakah ciri-ciri? Jawapan kepada soalan-soalan ini dalam artikel.

Polymers: ciri-ciri umum

Dari sudut pandangan kimia, polimer dianggap sebagai molekul yang mempunyai berat molekul yang besar daripada beberapa ribu kepada berjuta-juta unit. Walau bagaimanapun, selain ciri-ciri ini, masih ada di mana bahan yang boleh tepat diklasifikasikan sebagai semula jadi dan polimer sintetik. Mereka ialah:

• sentiasa mengulangi unit monomer, yang dihubungkan dengan cara interaksi yang berbeza;
• polymerase ijazah (iaitu, bilangan monomer) mesti sangat tinggi, jika tidak kompaun akan dianggap oligomer yang;
• menentukan orientasi spatial makromolekul;
• satu set ciri-ciri fizikal dan kimia penting yang unik untuk kumpulan.

Secara umum, bahan alam semula jadi polimer dibezakan dari yang lain dengan mudah. Satu hanya untuk melihat formula untuk mencari penyelesaiannya. Satu contoh yang biasa adalah polietilena yang terkenal, digunakan secara meluas dalam isi rumah dan industri. Ia adalah hasil daripada tindak balas pempolimeran, yang memasuki hidrokarbon tak tepu adalah etena atau etilena. tindak balas ini biasanya ditulis seperti berikut:

NCH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, di mana n - adalah darjah pempolimeran molekul menunjukkan sebagai unit monomer termasuk dalam komposisinya.

Juga sebagai contoh, polimer semula jadi yang terkenal, kanji ini. Selain itu, daripada kumpulan sebatian milik Amilopektin, selulosa, protein ayam dan banyak bahan-bahan lain.

Tindak balas, yang mengakibatkan makromolekul boleh dibentuk, terdiri daripada dua jenis:

• pempolimeran;
• polycondensation.

perbezaan adalah bahawa dalam kes kedua, produk tindak balas adalah berat molekul yang rendah. Struktur polimer boleh berbeza-beza, bergantung kepada atom yang membentuk ia. Sering terdapat bentuk linear, tetapi ada mesh tiga dimensi, sangat kompleks.

Jika kita bercakap mengenai kuasa-kuasa dan interaksi yang memegang unit monomer bersama-sama, ia adalah mungkin untuk mengenal pasti beberapa asas:

• Van der Waals;
• ikatan kimia (kovalen, ionik);
• interaksi elektronostaticheskoe.

Semua polimer tidak boleh digabungkan ke dalam satu kategori kerana mereka mempunyai sifat yang sama sekali berbeza, kaedah pembentukan dan melaksanakan fungsi berbeza. harta mereka juga berbeza. Oleh itu, terdapat klasifikasi yang membolehkan anda untuk berkongsi semua ahli kumpulan ini bahan-bahan ke dalam kategori yang berlainan. Ia adalah berdasarkan mungkin terletak beberapa tanda-tanda.

pengelasan polimer

Jika kita mengambil asas komposisi kualitatif molekul, semua bahan-bahan yang boleh ditentukan dalam tiga kumpulan.

1. The organik - mereka yang mengandungi karbon, hidrogen, sulfur, oksigen, fosforus, nitrogen. Iaitu, unsur-unsur yang biogenik. Contohnya adalah polietilena berat, polyvinyl klorida, polypropylene, rayon, nilon, polimer semulajadi - protein, asid nukleik dan sebagainya.
2. Elementorganic - seperti komposisi yang termasuk beberapa bukan organik dan luaran elemen biogenik. Selalunya ia adalah silikon, aluminium atau titanium. Contoh makromolekul seperti: kaca organik, steklopolimery, bahan komposit.
3. Bukan organik - satu pembohongan pada asas atom silikon rantai bukannya karbon. Radikal juga boleh menjadi sebahagian daripada cawangan sisi. Mereka membuka seawal pertengahan abad XX ini. Digunakan dalam perubatan, pembinaan, kejuruteraan dan industri lain. Contoh daripada silikon, cinnabar.

Jika anda membahagikan polimer dalam asal, ia adalah mungkin untuk mengenal pasti tiga kumpulan mereka.

1. polimer semulajadi yang digunakan secara meluas dijalankan dengan lama. Ini adalah makromolekul untuk penciptaan yang manusia tidak membuat sebarang usaha. Mereka adalah ciptaan sifat tindak balas. Contoh: sutera, bulu, protein, asid nukleik, kanji, selulosa, kulit, kapas dan lain-lain.
2. Tiruan. Ini adalah makromolekul yang dicipta oleh manusia, tetapi atas dasar analog semula jadi. Yang hanya memperbaiki dan mengubah sifat-sifat polimer semula jadi yang sedia ada. Contoh: getah sintetik, getah.
3. Sintetik - polimer ini, penciptaan yang hanya orang yang terlibat. analog semula jadi untuk mereka di sana. Saintis membangunkan kaedah mensintesis bahan-bahan baru yang berbeza untuk prestasi yang lebih baik. Oleh itu dilahirkan sebatian polimer sintetik semua jenis. Contoh: polyethylene, polypropylene, rayon, serat asetat dan sebagainya.

Terdapat ciri-ciri lain, yang merupakan asas pemisahan bahan-bahan dalam kumpulan. Ini kereaktifan dan rintangan haba. Memperuntukkan dua kategori untuk parameter ini:

• termoplastik;
• termoset.

Yang paling kuno, penting dan sangat berharga masih polimer semula jadi. Ciri-cirinya adalah unik. Oleh itu, kita yang akan datang melihat ia adalah kategori ini makromolekul.

Bahan yang manakah polimer semula jadi?

Untuk menjawab soalan ini, pertama kita lihat sekeliling kamu. Yang mengelilingi kita? Organisma hidup di sekeliling kita yang makan, bernafas, mengeluarkan semula, mekar dan menghasilkan buah dan biji. Dan mereka adalah dari titik molekul pandangan? Ia sebatian seperti:

• protein;
• asid nukleik;
• polisakarida.

Jadi, polimer semula jadi, setiap sebatian di atas. Oleh itu, didapati bahawa kehidupan di sekeliling kita, hanya ada terima kasih kepada kehadiran molekul ini. Sejak zaman purba, manusia menggunakan tanah liat, campuran dan penyelesaian untuk menguatkan dan membina rumah, benang tenunan, bulu, digunakan untuk membuat pakaian kapas, sutera, bulu dan kulit haiwan. polimer organik semula jadi disertai lelaki itu di semua peringkat pembentukan dan pembangunan, dan banyak membantu beliau untuk mencapai keputusan yang kita ada hari ini.

Sifat memberi semua kepada kehidupan rakyat adalah di tahap seberapa selesa yang mungkin. Dari masa ke masa, getah ditemui, ia menjelaskan sifat-sifat yang luar biasa. Man telah belajar untuk menggunakan makanan untuk kanji, dalam teknikal - selulosa. polimer semula jadi dan merupakan camphor, yang juga dikenali sejak zaman purba. Resin, protein, asid nukleik - adalah contoh-contoh sebatian dalam pertimbangan.

Struktur polimer semulajadi

Tidak semua ahli-ahli kelas ini sebatian mempunyai struktur yang sama. Oleh itu, polimer semulajadi dan sintetik mungkin berbeza dengan ketara. molekul mereka berorientasikan supaya yang paling menguntungkan dan mudah mengakses wujud dari segi tenaga. Walau bagaimanapun, banyak spesies semula jadi dapat membengkak dan struktur mereka dalam proses perubahan. Terdapat beberapa varian paling biasa struktur rantai:

• linear;
• bercabang;
• seperti bintang;
• rata;
• mesh;
• pita;
• sikat.

Tiruan dan tiruan wakil makromolekul mempunyai jisim yang sangat besar, yang besar daripada atom. Ia diciptakan dengan sifat-sifat yang dikehendaki secara khusus. Oleh itu, struktur mereka asalnya merancang untuk manusia. polimer semulajadi juga sering memuat linear atau mesh atas struktur.

Contoh makromolekul semula jadi

polimer semulajadi dan sintetik adalah sangat rapat antara satu sama lain. Selepas pertama menjadi asas untuk kali kedua. Contoh perubahan seperti banyak. Berikut adalah sebahagian daripada mereka.

1. plastik konvensional putih susu - ini adalah produk yang diperolehi dengan rawatan selulosa dengan asid nitrik dengan tambahan camphor semulajadi. Tindak balas pempolimeran menyebabkan pengerasan polimer yang diperolehi dan penukaran kepada produk yang diingini. A plasticizer - camphor, menjadikannya mampu melembutkan apabila dipanaskan dan mengubah bentuk mereka.
2. sutera asetat, serat cuprammonium, viscose - adalah contoh-contoh daripada benang, serat, yang diperolehi atas dasar selulosa. Fabrik diperbuat daripada kapas asli dan linen tidak begitu kuat, tidak cemerlang, mudah untuk berkedut. Tetapi analog buatan kekurangan ini dilucutkan, yang menjadikan penggunaannya adalah sangat menarik.
3. batu tiruan, bahan binaan, campuran, kulit - juga contoh polimer yang diperolehi daripada bahan-bahan semula jadi.

Satu bahan yang merupakan polimer semula jadi, dan boleh digunakan dalam bentuk yang sebenar. contoh-contoh itu terlalu banyak:

• Gala;
• amber;
• kanji;
• Amilopektin;
• selulosa;
• bulu;
• bulu;
• kapas;
• sutera;
• simen;
• tanah liat;
• kapur;
• protein;
• asid nukleik dan sebagainya.

Adalah jelas bahawa di hadapan kita kelas sebatian adalah sangat besar, boleh dikatakan penting dan bermakna untuk rakyat. Sekarang mari kita kaji dengan lebih terperinci beberapa wakil-wakil polimer semulajadi, yang sangat popular pada masa ini.

Sutera dan bulu

Formula sutera kompleks polimer semula jadi, kerana komposisi kimia yang dinyatakan oleh komponen-komponen berikut:

• fibroin;
• sericin;
• lilin;
• lemak.

Dirinya protein utama - fibroin, mempunyai keahlian lebih spesies asid amino. Jika ia hadir untuk rantaian polipeptida, ia akan kelihatan seperti ini: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. Dan ini hanya sebahagian daripadanya. Jika kita membayangkan bahawa struktur dengan menggunakan van der Waals menyertai tidak kurang kompleks molekul sericin protein, mereka bercampur bersama-sama dalam sama bentuk tunggal dengan lilin dan lemak, ia boleh difahami mengapa ia adalah sukar untuk menggambarkan formula sutera asli.

Kini, kebanyakan produk ini membekalkan China, untuk ruang terbuka, terdapat habitat semula jadi untuk pengeluar utama - ulat sutera. Sebelum ini, sejak zaman purba, sutera asli adalah sangat dihargai. Mampu pakaian dari dia boleh hanya mulia, orang-orang kaya. Hari ini, banyak ciri-ciri tisu adalah miskin. Sebagai contoh, beliau kuat magnet dan renyuk, di samping itu, pendedahan kepada matahari kehilangan kilau dan mencemarkan. Oleh itu, lebih lama dalam menggunakan derivatif sintetik daripadanya.

Bulu - ia juga adalah polimer semula jadi sebagai produk fungsi penting kulit dan kelenjar sebaceous haiwan. Berdasarkan produk protein ini knitwear perkilangan, yang mana, seperti sutera, adalah bahan berharga.

kanji

kanji asli ialah hayat produk kilang polimer. Mereka menghasilkan sebagai hasil daripada proses fotosintesis dan mengumpul di bahagian-bahagian yang berlainan di badan. komposisi kimia:

• Amilopektin;
• amilosa;
• alpha-glukosa.

Struktur spatial kanji sangat bercabang, bercelaru. Oleh kerana Amilopektin dimasukkan, ia mampu bengkak di dalam air, menjadi pes yang dipanggil. Ini penyelesaian koloid digunakan dalam seni dan industri. Perubatan, industri makanan, pengeluaran pelekat kertas dinding - ia juga adalah penggunaan bahan.

Antara tumbuh-tumbuhan yang mengandungi jumlah maksimum kanji boleh dikenal pasti:

• jagung;
• kentang;
• beras;
• gandum;
• ubi kayu;
• oat;
• soba;
• pisang;
• sekoi.

Atas dasar roti bakar biopolimer ini, membuat pasta, masak agar-agar, bijirin dan produk makanan lain.

selulosa

Dari sudut pandangan kimia, bahan - adalah polimer yang komposisinya dinyatakan oleh formula (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomer rantaian unit ialah beta-glukosa. tempat utama kandungan selulosa - adalah dinding sel tumbuhan. Itulah sebabnya kayu - sumber berharga sebatian ini.

Selulosa - polimer semula jadi yang mempunyai struktur ruang yang linear. Ia digunakan untuk pengeluaran jenis-jenis produk:

• pulpa dan kertas produk;
• bulu tiruan;
• jenis gentian buatan manusia;
• kapas;
• plastik;
• serbuk tanpa asap;
• filem dan sebagainya.

Ia adalah jelas bahawa nilai industri adalah besar. Untuk mengkompaun ini boleh digunakan dalam pengeluaran, ia perlu untuk memulakan untuk cabutan daripada tumbuh-tumbuhan. Ini dilakukan dengan memasak berterusan kayu dalam peranti khas. proses selanjutnya, serta reagen yang digunakan untuk penghadaman adalah berbeza. Terdapat beberapa cara:

• sulfit;
• nitrat;
• soda;
• sulfat.

Selepas rawatan itu, produk ini masih mengandungi kekotoran. Di tengah-tengah lignin dan hemiselulosa. Untuk menghilangkan daripada mereka, pulpa dirawat dengan klorin atau alkali.

Pada manusia, tidak ada pemangkin biologi seperti yang telah berjaya untuk memecahkan biopolimer kompleks ini. Walau bagaimanapun, sesetengah haiwan (herbivor), disesuaikan dengan ini. perut mereka menyelesaikan bakteria tertentu yang menjadikan ia untuk mereka. Sebaliknya organisma memperoleh tenaga untuk hidup dan habitat. ini bentuk simbiosis adalah sangat berfaedah untuk kedua-dua pihak.

getah

Ini polimer semula jadi yang mempunyai nilai ekonomi yang bernilai. Buat pertama kali ia digambarkan oleh Robert Cook, yang dalam satu perjalanannya mendapati beliau. Ia berlaku seperti ini. Selepas mendarat di pulau di mana orang asli tinggal tidak diketahui kepadanya, beliau telah disambut mesra oleh mereka. perhatiannya tertarik oleh anak-anak tempatan, yang telah memainkan tertakluk luar biasa. Badan berbentuk sfera ditolak dari lantai dan melompat tinggi di udara, kemudian kembali.

Tanya penduduk tempatan tentang apa yang dilakukan dengan mainan ini, Cook mengetahui bahawa ini memejal jus pokok - Hevea. Lama kemudian, ia telah mendapati bahawa ini adalah getah biopolimer.

Sifat kimia sebatian yang dikenali - adalah isoprena, pempolimeran menjalani semula jadi. getah Formula (C ₅ H _{8) n.} sifat-sifatnya, kerana yang dia begitu dipandang tinggi, seperti berikut:

• keanjalan;
• ketahanan;
• penebat elektrik;
• kedap air.

Walau bagaimanapun, terdapat kelemahan. Dalam keadaan sejuk ia menjadi rapuh dan rapuh, dan haba - melekit dan likat. Itulah sebabnya terdapat keperluan untuk sintesis analog asas tiruan atau sintetik. getah telah digunakan secara meluas dalam bidang kejuruteraan dan aplikasi industri. Produk yang paling penting berdasarkan mereka:

• getah;
• kayu hitam.

amber

Ia adalah polimer semula jadi, kerana resin adalah dalam struktur, fosil bentuknya. struktur Spatial - bata polimer amorfus. Sangat mudah terbakar, ia boleh semarakkan perlawanan. Ia mempunyai sifat-sifat luminescence. Ini adalah kualiti yang sangat penting dan berharga, yang digunakan dalam perhiasan. Perhiasan atas dasar amber adalah sangat cantik dan permintaan.

Di samping itu, biopolimer yang digunakan dalam tujuan perubatan. Kerana ia dihasilkan salutan cat kertas pasir untuk pelbagai permukaan.