Natuerpolymer - formule en oanfraach

De measte moderne konstruksje materialen, pharmaceuticals, stoffen, húshâlding artikels, ferpakking en consumable materialen wurde polymearen. Is in groep fan ferbinings hawwende de karakteristike skaaimerken. In soad fan harren, mar nettsjinsteande dat, it oantal polymearen trochgroeit. Nei alle syntetyske Skiekundigen ûntdutsen alle jierren mear en mear nije stoffen. Yn dit gefal, bysûndere betsjutting oan alle kearen dat hie in natuerlike Polymear. Wat binne dy Amazing molekulen? Wat binne harren skaaimerken en wat binne de funksjes? De antwurden op dizze fragen yn it artikel.

Polymearen: algemiene eigenskippen

Ut it stânpunt fan skiekunde, it polymear wurdt beskôge as in molekúl it hawwen fan in grutte molekulêre gewicht fan in pear tûzen foar miljoenen ienheden. Mar, bûten dizze eigenskip, is der noch in pear dêr't de stof wurde kin krekt klassifisearre as natuerlike en syntetyske polymearen. Se binne:

• hieltyd repeating monomer ienheden, dy't binne ferbûn troch middel fan ferskillende ynteraksjes;
• graad polymerase (i.e., it oantal monomers) moat wêze tige heech, oars de ferbining soe wurde beskôge in oligomer;
• it fêststellen fan it romtlike oriïntaasje fan de macromolecule;
• in set fan wichtige fysike en gemyske eigenskippen unyk foar de groep.

Yn it algemien, it stof fan polymeric natuer te ûnderskieden fan de oare frij maklik. Men hat allinne te sjen nei syn formule te efterheljen it út. In typysk foarbyld is it bekende polyetyleen, binne in soad brûkt yn húshâlding en yndustry. It is in produkt fan 'e polymerization reaksje, dy't komt unsaturated hydrocarbon is ethene of ethylene. De reaksje wurdt oer it algemien skreaun as folget:

nCH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, dêr't n - is de mjitte fan polymerization fan molekulen sjocht as monomer units opnaam yn syn komposysje.

Ek as foarbyld, in natuerlike polymear dat is goed bekend, dat setmoal. Boppedat, yn dizze groep ferbiningen hearre amylopectin, cellulose, kip protein en in soad oare stoffen.

Reaksje, wat resultearre yn 'e macromolecule kin wurde foarme, binne fan twa soarten:

• polymerization;
• polycondensation.

It ferskil is dat yn it twadde gefal, de reaksje produkten binne lege molekulêre gewicht. De struktuer fan it polymear kin fariearje, ôfhinklik fan de atomen dy't foarmje it. Faak binne der lineêre foarmen, mar der is in trijediminsjonale gaas, hiel yngewikkeld.

As wy prate oer de krêften en ynteraksjes dy't hâld it monomer ienheden inoar, is it mooglik om te identifisearjen in pear basic:

• Van der Waals troepen;
• gemyske Bonding (covalent, ioanyske);
• elektronostaticheskoe ynteraksje.

Alle polymearen kinne net kombinearre yn ien kategory omdat se hawwe in folslein oar karakter, metoade fan formaasje en útfiere ûngelyk funksjes. Harren eigenskippen binne ek oars. Dêrom is der in klassifikaasje wêrmei jo te dielen al de leden fan dizze groep stoffen yn ferskillende kategoryen. It is basearre kin lizze ferskate buorden.

klassifikaasje fan polymearen

As wy nimme de basis fan 'e kwalitative gearstalling fan molekulen, al fan' e stoffen kinne bepaald wurde yn trije groepen.

1. De Organics - dyjingen dy't befetsje carbon, wetterstof, swervel, soerstof, fosfor, stikstof. Dat is, dy eleminten dy't biogeen. Foarbylden binne gewicht polyetyleen, polyvinyl chloride, polypropylene, rayon, nylon, natuerlike polymear - protein, nucleic acid ensafuorthinne.
2. Elementorganic - sa'n komposysje dy't heart ek inkele vreemde anorganyske en biogeen elemint. Meast faak is it silisium, aluminium of titanium. Foarbylden fan sokke macromolecules: biologyske glês, steklopolimery, gearstalde materialen.
3. Anorganyske - lizze oan de basis fan chain silisium atomen yn stee fan koalstof. De radikalen kin ek wêze diel fan de opskowde tûken. Se iepene sa resint as de midden fan 'e XX ieu. Brûkt yn de genêskunde, bou, technyk en oare yndustry. Foarbylden fan siliconen, cinnabar.

As jo ferdiele de polymearen yn oarsprong, is it mooglik om te identifisearjen trije fan harren groep.

1. Natuerlike polymearen waans gebrûk is breed útfierd mei de âlde. Dy binne macromolecules foar ta stân kommen fan hokker minske him net meitsje gjin muoite. Se binne produkten fan de aard fan 'e reaksjes. Foarbylden: silk, wol, eiwit, nucleic acid, setmoal, cellulose, lear, katoen en oaren.
2. Keunstmjittich. Dat binne macromolecules dy't makke troch in minske, mar op basis fan de natuerlike analogen. Dat wurdt gewoan ferbetterje en feroarje de eigenskippen fan in besteande natuerlike Polymear. Foarbylden: synthetische rubberen, rubber.
3. Keunststof - dizze polymearen, de skepping wêrfan't allinne de persoan belutsen. Natuerlike analogen foar harren dêr. Wittenskippers ûntwikkelje metoaden fan synthesizing nije materialen dy't oars binne nei ferbettere útfiering. Sa wurde berne de syntetyske polymeric ferbiningen fan alle soarten. Foarbylden: polyetyleen, polypropylene, rayon, acetate vezel en al sa mear.

Der is in oare eigenskip, dat is de basis fan 'e skieding fan de stoffen yn de groep. Dit reaktiviteit en termyske ferset. Allocate twa kategoryen foar dizze parameter:

• thermoplastic;
• thermosets.

De âldste, wichtige en benammen weardefol is noch in natuerlike Polymear. Har eigenskippen binne unyk. Dêrom, wy njonken sjogge at it is dizze kategory fan macromolecules.

Hokker stof is in natuerlike Polymear?

Om beäntwurdzje dizze fraach, earst wy sjogge om jo hinne. Dat om ús hinne? Living organismen om ús hinne dy't ite, sykhelje, reprodusearjen, bloei en produsearje fruit en sieden. En hja binne út in molekulêre oogpunt? It stoffen lykas:

• aaiwiten;
• nucleic soeren;
• polysacchariden.

Sa, de natuerlike polymear is, elts fan de boppesteande ferbiningen. Sa docht bliken dat it libben om ús hinne, der is mar tank oan 'e oanwêzigens fan dy molekulen. Sûnt âlde tiden, minsken brûkt klaai, mixes en oplossings foar it fuortsterkjen en it bouwen fan wenten, woven jern, wol, brûkt foar it meitsjen fan katoen klean, side, wol en fel fan bisten. Natuerlike organyske polymearen beselskippe de man by alle fazen fan syn formaasje en ûntwikkeling, en yn in protte manieren holpen him te beheljen de resultaten dy't wy hawwe hjoed.

De tige karakter fan it jaan fan alles oan 'e libbens fan minsken wie sa noflik mooglik. Nei ferrin fan tiid, it rubber ûntdutsen waard, is it yngean sil syn opmerklike eigenskippen. Minske hat leard te brûken iten ta zetmeel, yn 'e technyske - cellulose. Natuerlike polymear en is in camphor, dat is ek bekend sûnt oerâlde tiden. Resins, aaiwiten, nucleic soeren - binne allegear foarbylden fan de ferbiningen yn behanneling.

De struktuer fan natuerlike polymearen

Net alle leden fan dizze klasse fan ferbinings hawwe deselde struktuer. Sa, natuerlike en syntetyske polymearen kinne ôfwike behoarlik. Harren molekulen wurde rjochte, sadat de measte winst en handich te bestean op it mêd fan enerzjy. Lykwols in protte natuerlike soarten binne by steat om te swell en harren struktuer yn it proses fan it feroarjen. Der binne ferskate meast foarkommende farianten fan 'e ketting struktuer:

• lineêr;
• fertakke;
• stellate;
• flat;
• mesh;
• tape;
• kam.

Ûnnatuerlik en syntetyske macromolecules fertsjintwurdigers hawwe in hiel grutte massa, in grut tal atomen. Se wurde makke mei spesifyk winske eigenskippen. Dêrom, de struktuer fan harren oarspronklik pland foar minske. Natuerlike polymearen binne ek faak of lineêre of mesh op de struktuer.

Foarbylden fan natuerlike macromolecules

Natuerlike en syntetyske polymearen binne hiel ticht by inoar. Neidat earst wurdt de basis foar in twadde. Foarbylden fan sokke transformaasjes binne in soad. Hjir binne in pear fan harren.

1. Konvinsjonele plastic Milky wyt - dit is in produkt krigen troch behanneling fan cellulose mei nitric soere mei tafoeging fan natuerlike camphor. De polymerization reaksje resultearret yn ferhurding fan it polymear krige en bekearing ta it winske produkt. In plasticizer - camphor, wêrtroch't it by steat fersêftsjen doe't ferwaarme en feroarje harren foarm.
2. Acetate silk, cuprammonium vezels, viscose - binne allegear foarbylden fan de Yarns, fezels, dy't ferkrigen oan 'e basis fan cellulose. Fabrics makke fan natuerlike katoen en linnen binne net sa sterk, net briljant, maklik te crease. Mar keunstmjittige analogen fan dizze tekoartkommings deprived, dat makket har gebrûk is tige oantreklik.
3. Keunststien, boumaterialen, mixtures, lear - is ek foarbylden fan polymearen ôfkomstich fan natuerlike materialen.

In stof dat is in natuerlike polymear, en wurdt mooglik ek brûkt yn syn wiere foarm. Sokke foarbylden binne te folle:

• Rosin;
• amber;
• setmoal;
• amylopectin;
• cellulose;
• fur;
• wool;
• katoen;
• silk;
• cement;
• klaai;
• lime;
• aaiwiten;
• nucleic acid ensafuorthinne.

It is dúdlik dat der foar ús in klasse fan ferbinings is tige grut, praktysk wichtich en betsjutting foar minsken. No lit ús rekken yn mear detail guon fertsjintwurdigers fan natuerlike polymearen, dat binne hiel populêr by de stuit.

Silk and wool

De formule fan natuerlike zijde Polymer kompleks, omdat syn gemysk gearstalling útdrukt troch de neikommende komponinten:

• fibroin;
• sericin;
• waxes;
• Fats.

Sels grutte protein - fibroin, hat in lidmaatskip fan mear amino acid soarten. As oanwêzich it oan 'e polypeptide keatling, dan sil der sa útsjen: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. En dit is mar in part dêrfan. As wy yntinke dat oan de struktuer troch middel fan Van der Waals docht mei net minder kompleks sericin protein molecule, se binne mongen tegearre yn ien lichemsbou mei in waaks en fetten, it is begryplik wêrom is it dreech om te ferbyldzjen formule natuerlike Zijde.

Oant no ta, in protte fan dit produkt leveret Sina, foar syn iepen romten, is der in natuerlike habitat foar de wichtichste produsint - silkworm. Eartiids, sûnt oerâlde tiden, natuerlike silk is hiel wurdearre. Permittearje klean fan him koe allinne eale, rike minsken. Hjoed, in protte fan de skaaimerken fan it weefsel is slecht. Bygelyks, hy sterk magnetized en verfrommeld, neist, bleatstelling oan de sinne ferliest syn glâns en tarnish. Dêrom, langer yn brûke syntetyske derivaten dêrfan.

Wol - it is ek in natuerlike polymear as produkt fan fitale funksjes fan de hûd en sebaceous klieren fan bisten. Op grûn fan dizze aaiwyt produkt fabrisearre knitwear, dy't, lykas silk, is in weardefol materiaal.

setmoal

Natuerlike zetmeel is in produkt Polymer plant libben. Se produsearje it as in gefolch fan it proses fan de fotosynteze en heapje yn ferskillende parten fan it lichem. Syn gemysk gearstalling:

• amylopectin;
• amylose;
• alfa-glukoaze.

De romtlike struktuer van aardappelmeel en is hiel fertakke, ûntregele. Troch opnommen amylopectin, is it by steat fan tinende yn wetter, wurdt in saneamde paste. Dit kolloïdaal oplossing wurdt brûkt yn 'e keunst en yndustry. Medisyn, iten yndustry, produksje fan wallpaper kleefstoffen - it is ek it brûken fan 'e stof.

Under de planten mei dêryn it maksimum bedrach van aardappelmeel en kin sinjalearre wurde:

• corn;
• ierpels;
• rice;
• weet;
• kassave;
• oats;
• boekweit;
• Bananas;
• sorghum.

Oan de basis fan dizze biopolymer bake brea, meitsje pasta, kok gelei, granen en oare iten produkten.

cellulose

Ut it stânpunt fan skiekunde, it stof - is in polymear waans gearstalling útdrukt troch de formule (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomear unit ketting is in beta-glukoaze. Main plak fan cellulose ynhâld - is de sel muorren fan planten. Dat is wêrom it hout - in weardefolle boarne fan dy ferbining.

Cellulose - in natuerlike polymear dat hat in liniearre romtlike struktuer. It wurdt brûkt foar de produksje fan de neikommende soarten produkten:

• pulp en papieren produkten;
• artificial fur;
• ferskillende soarten fan 'e minske-makke fezels;
• katoen;
• keunststoffen;
• Smokeless powder;
• films en sa fierder.

It leit foar de hân dat syn yndustry wearde is grut. Om dy ferbining kin brûkt wurde yn de produksje, dat it moat wêze om begjinne te úttreksel út planten. Dit wurdt dien troch kontinue koken fan hout yn bysûndere apparaten. Fierdere ferwurking, likegoed as reagents brûkt foar spiisfertarring binne oars. Der binne ferskate manieren:

• sulfite;
• nitrate;
• de soda;
• sulfate.

Nei sa'n behanneling, it produkt noch befettet ûnreinheden. By it hert fan dit lignin en hemicellulose. Om skaf se, de pulp wurdt behannele mei gloar of Laugensalz.

Yn minsken, der is gjin sokke biologyske katalysator fungearje dy't hawwe slagge te brekken dit kompleks biopolymer. Mar guon bisten (teisters), oanpast nei dizze. Har mage settle bepaalde baktearjes dy't meitsje it foar harren. Ynstee organismen derive enerzjy foar it libben en leefgebiet. Dizze foarm fan symbioaze is ekstreem geunstich foar beide partijen.

rubber

Dit natuerlike polymear hawwende weardefol ekonomyske wearde. Foar de earste kear waard beskreaun troch Robert Cook, dy't yn ien fan syn reizen fûn him. It barde as dit. Nei de lâning op it eilân dêr't de earste bewenners wennen ûnbekende ta him, hy waard hertlik begroete troch harren. Syn oandacht waard oanlutsen troch de lokale bern, dy't spile ha in ûngewoane ûnderwerp. Dit bolfoarmich lichem wurdt ôfwarde út 'e flier en sprong omheech heech yn' e loft, dan werom.

Freegje de lokale minsken oer wat is makke fan dizze speeltje, Cook leard dat dit solidifies it sap fan in beam - Hevea. Folle letter, waard fûn dat dit in biopolymer rubber.

It gemyske aard fan 'e gearsetting bekend - is isoprene, natuerlike ûndergien polymerization. Formule rubber (C ₅ H _{8) n.} Har eigenskippen, fanwege dêr't hy wurdt sa heech oanskreaun, lykas folget:

• elasticiteit;
• duorsumens;
• elektryske isolaasje;
• watertight.

Lykwols, der binne skaadkanten. Yn kâlde omstannichheden wurdt it breklik en bros, en de waarmte - kleverig en taaie. Dat is wêrom der wie ferlet fan de synteze fan analogen fan keunstmjittige of syntetysk basis. Hjoed rubbers wurde soad brûkt yn technyk en yndustriële applikaasjes. De wichtichste produkten op basis fan harren:

• rubber;
• ebbenhout.

amber

It is in natuerlike polymear, omdat de hars is yn syn struktuer, fossile syn foarm. Romtlike struktuer - bakstiennen amorphous Polymear. Sterk flammable, kin ignite de flamme fan in wedstriid. It hat de luminescence eigenskippen. Dat is in hiel wichtich en weardefolle kwaliteit, dat brûkt wurdt yn sieraden. Ornaments oan 'e basis fan amber is hiel moai en yn fraach.

Dêrneist it biopolymer brûkt yn de medyske doelen. Omdat it is makke skuorpapier paint Coatings oan ferskate oerflakken.