Naturlig polymer - anvendelse af formlen og

De fleste moderne byggematerialer, lægemidler, tekstiler, husholdningsartikler, emballage og forbrugsmaterialer er polymerer. Er en gruppe af forbindelser med de karakteristiske træk. Mange af dem, men på trods af dette, at antallet af polymerer fortsætter med at vokse. Efter alle syntetiske kemikere opdagede hvert år flere og flere nye stoffer. I dette tilfælde særlig betydning på alle tidspunkter det havde en naturlig polymer. Hvad er disse fantastiske molekyler? Hvad er deres karakteristika, og hvad er de funktioner? Svarene på disse spørgsmål i artiklen.

Polymerer: generelle egenskaber

Ud fra kemi polymeren for at være et molekyle med en stor molekylvægt fra nogle få tusinde til millioner af enheder. Men ud over denne funktion, er der stadig nogle, hvor stoffet kan klassificeres nøjagtigt som naturlige og syntetiske polymerer. De er:

• konstant gentagne monomerenheder, som er forbundet ved hjælp af forskellige interaktioner;
• grad polymerase (dvs. antallet af monomerer) skal være meget høj, ellers forbindelsen ville blive betragtet som en oligomer;
• bestemmelse af den rumlige orientering af makromolekylet;
• et sæt af vigtige fysiske og kemiske egenskaber, der entydigt til gruppen.

Generelt er indholdet af polymer natur kan skelnes fra den anden ganske nemt. Man behøver blot at se på hans formel til at regne det ud. Et typisk eksempel er den velkendte polyethylen, er meget udbredt i husholdning og industri. Det er et produkt af polymerisationsreaktionen, som kommer ind umættet carbonhydrid er ethen eller ethylen. Reaktionen udføres generelt skrives på følgende måde:

_NCH2 = _CH2 → (-CH-CH-) _n, hvor n - er polymerisationsgraden af molekyler viser som monomerenheder indgår i dets sammensætning.

Også som et eksempel, en naturlig polymer, som er velkendt, denne stivelse. Øvrigt i denne gruppe af forbindelser tilhører amylopectin, cellulose, kylling protein og mange andre stoffer.

Reaktion, som resulterede i makromolekylet kan dannes, er af to typer:

• polymerisation;
• polykondensation.

Forskellen er, at i det andet tilfælde reaktionsprodukterne er lav molekylvægt. Strukturen af polymeren kan variere, afhængigt af de atomer, der udgør den. Ofte der er lineære former, men der er en tredimensionel mesh, meget kompleks.

Hvis vi taler om de kræfter og vekselvirkninger, der holder monomerenhederne sammen, er det muligt at identificere et par grundlæggende:

• Van der Waals-kræfter;
• kemisk binding (kovalent, ionisk);
• elektronostaticheskoe interaktion.

Alle polymerer kan ikke kombineres til én kategori, fordi de har en helt anden karakter, fremgangsmåde til dannelse og udføre uens funktioner. Deres egenskaber er også forskellige. Derfor er der en klassifikation, der gør det muligt at dele alle medlemmerne af denne gruppe af stoffer i forskellige kategorier. Den er baseret kan ligge flere tegn.

klassificering af polymerer

Hvis vi tager udgangspunkt i den kvalitative sammensætning af molekyler, kan alle de stoffer bestemmes i tre grupper.

1. De organiske - dem, der indeholder carbon, hydrogen, svovl, oxygen, fosfor, kvælstof. Dvs. de elementer, som er biogent. Eksempler er polyethylen, polyvinylchlorid, polypropylen, rayon, nylon, naturlig polymer - protein, en nukleinsyre og så videre.
2. Elementorganic - sådan en sammensætning, som omfatter nogle uvedkommende uorganiske og biogene element. Oftest er det silicium, aluminium eller titanium. Eksempler på sådanne makromolekyler: organisk glas, steklopolimery kompositmaterialer.
3. Uorganisk - ligger til grund for kæden siliciumatomer i stedet for carbon. Grupperne kan også være en del af sidegrenene. De åbnede så sent som i midten af det XX århundrede. Anvendes inden for medicin, byggeri, teknik og andre industrier. Eksempler på silicone, cinnober.

Hvis du opdele polymerer i oprindelse, er det muligt at identificere tre af deres gruppe.

1. Naturlige polymerer, hvis anvendelse er almindeligt udføres med den gamle. Disse er makromolekyler for skabelsen af hvilken mand ikke gør nogen indsats. De er produkter af arten af de reaktioner. Eksempler: silke, uld, protein, nukleinsyre, stivelse, cellulose, læder, bomuld og andre.
2. Kunstig. Disse er makromolekyler, der er skabt af mennesket, men på grundlag af naturlige analoger. Det er bare forbedre og ændre egenskaberne for en eksisterende naturlig polymer. Eksempler: syntetisk gummi, gummi.
3. Syntetisk - disse polymerer, oprettelsen hvoraf kun den person involveret. Naturlige analoger til dem der. Videnskabsfolk udvikler fremgangsmåder til syntese af nye materialer, som er anderledes end forbedret ydeevne. Således fødes de syntetiske polymere forbindelser af enhver art. Eksempler: polyethylen, polypropylen, rayon, acetat fibre og lignende.

Der er en anden funktion, som er grundlaget for adskillelse af stofferne i gruppen. Denne reaktivitet og termisk modstand. Afsætte to kategorier for denne parameter:

• termoplast;
• hærdeplast.

Den ældste, vigtigt og særligt værdifulde er stadig en naturlig polymer. Dens egenskaber er unikke. Derfor har vi næste se på det er denne kategori af makromolekyler.

Hvilket stof er en naturlig polymer?

For at besvare dette spørgsmål, først vi ser omkring dig. Der omgiver os? Levende organismer omkring os, der spiser, indånder, reproducere, blomstre og producere frugter og frø. Og de er fra en molekylær synspunkt? Det forbindelser såsom:

• proteiner;
• nukleinsyrer;
• polysaccharider.

Så den naturlige polymer er, hver af de ovennævnte forbindelser. Det fremgår således, at livet omkring os, er der kun takket være tilstedeværelsen af disse molekyler. Siden oldtiden, folk brugte ler, blandinger og løsninger til at styrke og bygge boliger, vævet garn, uld, der anvendes til at skabe bomuldstøj, silke, uld og hud af dyr. Naturlige organiske polymerer ledsaget manden på alle stadier af dets opståen og udvikling, og på mange måder hjalp ham med at opnå de resultater, som vi har i dag.

Selve karakteren af at give alle til livet for mennesker var så behageligt som muligt. Over tid blev gummi opdaget, det præciseret sine bemærkelsesværdige egenskaber. Mennesket har lært at bruge mad til stivelse, i teknisk - cellulose. Naturlig polymer og er et kamfer, som også er kendt siden oldtiden. Harpikser, proteiner, nukleinsyrer - er alle eksempler på forbindelserne under overvejelse.

Strukturen af naturlige polymerer

Ikke alle medlemmer af denne klasse af forbindelser har den samme struktur. Således kan naturlige og syntetiske polymerer variere betydeligt. Deres molekyler er orienteret således, at den mest rentable og bekvemt at eksistere i form af energi. Imidlertid mange naturlige arter er i stand til at svulme op og deres struktur i færd med at ændre. Der er flere mest almindelige varianter af kæden struktur:

• lineær;
• forgrenet;
• stjerneformet;
• flad;
• maske
• tape;
• kam.

Kunstige og syntetiske makromolekyler repræsentanter har en meget stor masse, et stort antal atomer. De er skabt med specifikt ønskede egenskaber. Derfor er strukturen af deres oprindeligt planlagt til mennesket. Naturlige polymerer er også ofte enten lineær eller maske på strukturen.

Eksempler på naturlige makromolekyler

Naturlige og syntetiske polymerer er meget tæt på hinanden. Efter først at blive grundlaget for en anden. Eksempler på sådanne omdannelser er mange. Her er nogle af dem.

1. Konventionel plast mælkehvid - dette er et produkt opnået ved behandling af cellulose med salpetersyre ved tilsætning af naturlige kamfer. Polymerisationsreaktionen resulterer i hærdning af den opnåede polymer og omdannelse til det ønskede produkt. Et blødgøringsmiddel - kamfer, hvilket gør den i stand til blødgøring ved opvarmning og ændre deres form.
2. Acetat silke, kobberrayon fiber, viskose - er alle eksempler på de garn, fibre, der opnås på basis af cellulose. Stoffer fremstillet af naturlig bomuld og linned er ikke så stærk, ikke strålende, let at krølle. Men kunstige analoger af disse mangler frataget, hvilket gør deres anvendelse er meget attraktiv.
3. Kunststen, byggematerialer, blandinger, læder - er også eksempler på polymerer afledt af naturlige materialer.

Et stof, der er en naturlig polymer, og kan anvendes i sin sande form. Sådanne eksempler er for mange:

• rosin;
• rav;
• stivelse;
• amylopectin;
• cellulose;
• skind;
• uld;
• bomuld;
• silke;
• cement;
• ler;
• kalk;
• proteiner;
• nukleinsyre og så videre.

Det er klart, at før os en klasse af forbindelser er meget stor, praktisk betydning og mening for folk. Lad os nu betragte nærmere nogle repræsentanter for naturlige polymerer, som er meget populære i øjeblikket.

Silke og uld

Formlen for naturlige silke polymerkompleks, fordi dets kemiske sammensætning er udtrykt ved følgende komponenter:

• fibroin;
• sericin;
• voksarter;
• fedtstoffer.

Selv større protein - fibroin, har en medlemskab af flere aminosyre arter. Hvis til stede det til polypeptidkæden, vil det se sådan ud: _{(-NH-CH2-CO-NH-CH (CH3) -CO-NH-CH2-CO-) n.} Og det er kun en del af det. Hvis vi forestiller os, at til strukturen ved hjælp af van der Waals slutter ikke mindre kompleks sericin proteinmolekyle, blandes de sammen i en enkelt konformation med en voks og fedt, er det forståeligt, hvorfor det er vanskeligt at skildre formel naturlige silke.

Til dato, meget af dette produkt leverer Kina, for sine åbne rum, der er et naturligt levested for den største producent - avlen. Tidligere siden oldtiden, naturlig silke er meget værdsat. Råd tøj fra ham kunne kun ædle, rige mennesker. I dag er mange af de karakteristika af vævet er dårlig. For eksempel kraftigt magnetiseret han og krøllet, foruden, udsættelse for solen mister sin glans og plette. Derfor længere i brug syntetiske derivater deraf.

Uld - det er også en naturlig polymer som et produkt af vitale funktioner i huden og talgkirtler af dyr. Baseret på dette protein fremstillede produkt strik, der ligesom silke, er et værdifuldt materiale.

stivelse

Naturlig stivelse er et produkt polymer planteliv. De producerer det som et resultat af fotosyntese og ophobes i forskellige dele af kroppen. Dets kemiske sammensætning:

• amylopectin;
• amylose;
• a-glucose.

Den rumlige struktur af stivelse er meget forgrenet, uordnede. På grund af inkluderet amylopektin, det er i stand til hævelse i vand, bliver en såkaldt pasta. Denne kolloid opløsning anvendes i teknikken og industri. Medicin, fødevareindustrien, produktion af tapet lim - det er også brugen af stoffet.

Blandt de planter, der indeholdt den maksimale mængde stivelse kan identificeres:

• majs;
• kartofler;
• ris;
• hvede;
• kassava;
• havre;
• boghvede;
• bananer;
• durra.

På grundlag af denne biopolymer bage brød, lave pasta, kok gelé, korn og andre fødevarer.

cellulose

Ud fra kemi, stoffet - er en polymer, hvis sammensætning er udtrykt ved formlen (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomerenhed kæde er en beta-glucose. Hovedudførelsessted cellulose indhold - er cellevæggene i planter. Det er grunden til træet - en værdifuld kilde til denne forbindelse.

Cellulose - en naturlig polymer, der har en lineær rumlig struktur. Det bruges til produktion af følgende typer af produkter:

• pulp og papirprodukter;
• kunstigt pelsskind;
• forskellige typer af syntetiske fibre;
• bomuld;
• plast;
• røgfri pulver;
• film og så videre.

Det er indlysende, at dens industrielle værdi er stor. Til denne forbindelse kan anvendes i produktionen, bør det være at begynde at udvinde fra planter. Dette gøres ved kontinuerlig kogning af træ i særlige enheder. Yderligere forarbejdning, såvel som reagenser anvendt til fordøjelse er forskellige. Der er flere måder:

• sulfit;
• nitrat;
• sodavand;
• sulfat.

Efter en sådan behandling, produktet indeholder stadig urenheder. I hjertet af denne lignin og hemicellulose. At slippe af med dem pulpen behandles med chlor eller alkali.

Hos mennesker er der ikke sådanne biologiske katalysatorer, der har formået at nedbryde dette komplekse biopolymer. Men nogle dyr (planteædere), tilpasset til dette. Deres mave løse visse bakterier, der gør det for dem. I stedet organismer udlede energi til livet og levested. Denne form for symbiose er yderst gavnligt for begge parter.

gummi

Denne naturlige polymer, der har værdifuld økonomisk værdi. For første gang blev det beskrevet af Robert Cook, som i en af hans rejser fandt ham. Det skete på denne måde. Efter landing på øen, hvor de indfødte levede ukendt for ham, blev han varmt blev mødt af dem. Hans opmærksomhed blev tiltrukket af de lokale børn, der har spillet en usædvanlig emne. Dette kugleformede legeme frastødes fra gulvet og sprang op højt oppe i luften, og derefter returneres.

Spørg de lokale folk om, hvad er lavet af dette legetøj Cook lært, at dette størkner saften af et træ - Hevea. Langt senere, blev det konstateret, at dette er en biopolymer gummi.

Den kemiske beskaffenhed af forbindelsen kendt - er isopren, naturlig undergået polymerisation. Formel gummi _{(C5 H8) n.} Dets egenskaber, som følge af hvilken han er så højt betragtes, som følger:

• elasticitet;
• holdbarhed;
• elektrisk isolering;
• vandtæt.

Der er imidlertid ulemper. Under kolde forhold det bliver skrøbelig og skør, og varmen - klæbrig og tyktflydende. Det er derfor, der var behov for syntesen af analoger af kunstig eller syntetisk base. I dag gummi er meget udbredt i teknik og industrielle applikationer. De vigtigste produkter baseret på dem:

• gummi;
• ibenholt.

rav

Det er en naturlig polymer, da harpiksen er i sin struktur, fossil sin form. Rumlig struktur - mursten amorf polymer. Meget brandfarlig, kan det antænde flammen af en kamp. Det har de luminescens egenskaber. Dette er en meget vigtig og værdifuld kvalitet, som anvendes i smykker. Pynt på basis af rav er meget smuk og efterspurgt.

Desuden biopolymeren anvendes i de medicinske formål. Fordi det er fremstillet sandpapir malingslag til forskellige overflader.