Natural polymer - Ang application ng formula at

Karamihan sa modernong mga materyales konstruksiyon, mga gamot, tela, sambahayan mga artikulo, packaging at consumable materyales ay polymers. Ay isang grupo ng mga compounds pagkakaroon ng mga katangian. Ang isang pulutong ng mga ito, ngunit sa kabila ng ito, ang bilang ng mga polymers ay patuloy na lumalaki. Matapos ang lahat ng gawa ng tao chemists natuklasan sa bawat taon higit pa at higit pang mga bagong sangkap. Sa kasong ito, mga espesyal na kabuluhan sa lahat ng oras ito ay nagkaroon ng isang natural na polimer. Ano ang mga kahanga-hangang mga molecule? Ano ang kanilang mga katangian at kung ano ang mga katangian? Ang sagot sa mga tanong sa artikulo.

Polymer: pangkalahatang katangian

Mula sa kinatatayuan ng kimika, polimer ay itinuturing na isang Molekyul pagkakaroon ng isang malaking molekular timbang mula sa ilang libong sa milyon-milyong ng mga yunit. Gayunpaman, bukod sa ang tampok na ito, mayroong ilang mga na kung saan ang sangkap ay maaaring tiyak nauuri bilang likas at pa rin ang gawa ng tao polymers. Ang mga ito ay:

• Patuloy paulit-ulit monomer yunit, na kung saan ay konektado sa pamamagitan ng mga iba't ibang mga pakikipag-ugnayan;
• na degree polymerase (ibig sabihin, ang bilang ng mga monomer) ay dapat na mataas na, kung hindi man sa mga tambalan ay itinuturing na isang oligomer;
• pagtukoy ng spatial orientation ng macromolecule;
• isang set ng mga mahalagang pisikal at kemikal na mga katangian na natatangi sa grupo.

Sa pangkalahatan, ang mga sangkap ng polymeric nature maaaring maliwanagan mula sa iba pang mga ganap madali. Ang isa ay may lamang upang tumingin sa kanyang formula upang malaman ito. Ang isang tipikal na halimbawa ay ang kilalang polyethylene, ay malawakang ginagamit sa sambahayan at industriya. Ito ay isang produkto ng ang polimerisiyesyon reaksyon, na kung saan ay nagpasok ng unsaturated haydrokarbon ay ethene o ethylene. Ang reaksyon ay karaniwang nakasulat na tulad ng sumusunod:

nch ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, kung saan n - ay ang antas ng polimerisiyesyon ng mga molecule na nagpapakita ng monomer unit na kasama sa kanyang komposisyon.

Gayundin bilang isang halimbawa, ang isang likas na polymer na kung saan ay lubos na kilala, ito almirol. Dagdag pa rito, sa pangkat na ito ng mga compounds nabibilang amylopectin, selulusa, manok protina at marami pang ibang sangkap.

Reaksyon, na nagresulta sa macromolecule maaaring nabuo, ay ng dalawang uri:

• polimerisiyesyon;
• polycondensation.

Ang pagkakaiba ay na sa pangalawang kaso, ang mga produkto na reaksyon ay mababa molecular timbang. Ang istraktura ng polimer maaaring mag-iba, depende sa mga atom na bumubuo nito. Kadalasan may mga porma guhitan, ngunit may ay isang three-dimensional na mesh, napaka-complex.

Kung makipag-usap namin tungkol sa mga puwersa at mga pakikipag-ugnayan na hawak ang monomer yunit ng sama-sama, ito ay posible upang makilala ang ilang mga pangunahing:

• Van der Waals pwersa;
• chemical bonding (covalent, ionic);
• elektronostaticheskoe pakikipag-ugnayan.

Lahat ng polymers ay hindi maaaring pinagsama sa isang kategorya dahil mayroon silang isang ganap na iba't ibang mga likas na katangian, na paraan ng pagbuo at magsagawa ng hindi magkapareho function. Ang kanilang pag-aari ay din naiiba. Samakatuwid, mayroong isang pag-uuri na nagbibigay-daan sa iyo upang ibahagi ang lahat ng mga kasapi ng grupong ito ng mga sangkap sa iba't-ibang mga kategorya. Ito ay batay maaaring hindi nagsasabi ng totoo ang ilang mga palatandaan.

pag-uuri ng polymers

Kung kukunin natin ang batayan ng husay komposisyon ng molecules, ang lahat ng mga sangkap ay maaaring tinutukoy sa tatlong mga grupo.

1. Ang organics - mga na naglalaman ng carbon, hydrogen, asupre, oxygen, phosphorus, nitrogen. Iyon ay, ang mga elementong iyon na kung saan ay biogenic. Halimbawa ay timbang polyethylene, polyvinyl klorido, polypropylene, rayon, naylon, natural polymer - protina, nucleic acid at iba pa.
2. Elementorganic - tulad ng isang komposisyon na may kasamang ilan labis tulagay at biogenic elemento. Karamihan sa mga madalas na ito ay silikon, aluminyo o titan. Mga halimbawa ng naturang mga macromolecules: organic glass, steklopolimery, composite materyales.
3. Inorganic - kasinungalingan sa ang batayan ng kadena silikon atoms sa halip ng carbon. Ang radicals ay maaari ring maging bahagi ng pag-ilid sanga. Sila ay binuksan bilang kamakailan bilang ang gitna ng XX siglo. Ginamit sa medisina, construction, engineering at iba pang mga industriya. Mga halimbawa ng silicone, cinnabar.

Kung hahatiin mo ang polymers sa pinagmulan, ito ay posible upang makilala ang tatlo sa kanilang grupo.

1. Natural polymers kung saan ang paggamit ay malawakang isinasagawa gamit ang gulang. Ang mga ito ay macromolecules para sa paglikha ng mga na kung saan ang tao ay hindi gumawa ng anumang mga pagsisikap. Ang mga ito ay mga produkto ng likas na katangian ng reaksyon. Mga halimbawa: sutla, lana, protina, nucleic acid, almirol, selulusa, katad, koton at iba pa.
2. Artificial. Ang mga ito ay macromolecules na nilikha sa pamamagitan ng tao, ngunit sa batayan ng likas na analogues. Iyon ay lamang mapabuti at baguhin ang mga katangian ng isang umiiral na natural na polimer. Mga halimbawa: gawa ng tao goma, goma.
3. Gawa ng tao - ang mga polymers, ang paglikha na kung saan lamang ang mga tao na kasangkot. Natural analogues para sa kanila doon. Siyentipiko bumuo ng mga pamamaraan ng sintesis ng mga bagong materyales na kung saan ay naiiba sa pinabuting pagganap. Sa gayon ay ipinanganak ang synthetic polymeric compounds ng lahat ng uri. Mga halimbawa: polyethylene, polypropylene, rayon, asetato fiber at iba pa.

May isa pang tampok na ito, kung saan ay ang batayan ng paghihiwalay ng mga sangkap sa grupo. Ito reaktibiti at thermal paglaban. Maglaan ng dalawang kategorya para sa parameter:

• termoplastika;
• thermosets.

Ang pinaka-sinaunang, mahalaga at lalo na mahalaga pa rin ang isang natural na polimer. pag-aari nito ay natatangi. Samakatuwid, kami ay susunod na tumingin sa ito ay sa kategorya ng mga macromolecules.

Aling mga sangkap ay isang natural polymer?

Upang sagutin ang tanong, unang tumingin kami sa paligid mo. Na pumapaligid sa atin? Living organismo sa paligid sa amin kung sino kumain, huminga, muling gawin, bloom at makagawa ng prutas at mga buto. At ang mga ito ay mula sa isang molecular punto ng view? Ito compounds tulad ng:

• protina;
• nucleic acids;
• polysaccharides.

Kaya, ang natural na polimer ay, ang bawat isa sa mga compounds sa itaas. Kaya, ito ay lilitaw na ang buhay sa paligid sa amin, mayroon lamang salamat sa pagkakaroon ng mga molecules. Dahil sa sinaunang beses, ang mga tao na ginamit clay, mixes at mga solusyon para sa pagpapalakas at pagbuo ng mga tahanan, habi magkuwentuhan, lana, na ginagamit para sa paglikha ng cotton damit, sutla, lana at balat ng hayop. Natural organic polymers sinamahan ang tao sa lahat ng yugto ng kanyang pormasyon at pag-unlad, at sa maraming mga paraan nakatulong sa kanya upang makamit ang mga resulta na mayroon kami ngayon.

Ang pagkakagawa ng pagbibigay sa lahat upang ang mga buhay ng mga tao ay bilang kumportable hangga't maaari. Sa paglipas ng panahon, ang mga goma ay natuklasan, ito nilinaw nito kapansin-pansin na katangian. Man ay natutunan upang gamitin ang pagkain sa almirol, sa teknikal na - selulusa. Natural polymer at ito ay isang camphor, na kung saan ay kilala rin dahil sa mga sinaunang beses. Resins, protina, nucleic acids - ang lahat ng mga halimbawa ng mga compounds sa ilalim ng pagsasaalang-alang.

Ang istraktura ng natural Polymer

Hindi lahat ng mga miyembro ng klase ng mga compounds ay may parehong istraktura. Kaya, natural at gawa ng tao polymers ay maaaring mag-iba lubha. Ang kanilang mga molecule ay oriented upang ang mga pinaka kumikitang at maginhawa na umiiral sa mga tuntunin ng enerhiya. Gayunpaman, maraming mga natural na species ay magagawang upang maging malaki at ang kanilang mga istraktura sa proseso ng pagbabago. Mayroong ilang mga pinaka-karaniwang mga variant ng ang istraktura ng chain:

• linear;
• branched;
• stellate;
• flat;
• mesh;
• tape;
• comb.

Artipisyal at gawa ng tao macromolecules kinatawan magkaroon ng isang napaka malaking mass, ang isang malaking bilang ng mga atoms. Sila ay nilikha na may partikular na nais na katangian. Samakatuwid, ang istraktura ng kanilang orihinal na binalak sa tao. Natural polymers ay din madalas na alinman sa linear o mesh sa istraktura.

Mga halimbawa ng likas na macromolecules

Natural at gawa ng tao polymers ay napakalapit sa isa't isa. Pagkatapos ng unang nagiging batayan para sa isang segundo. Mga halimbawa ng mga tulad transformations ay marami. Narito ang ilan sa mga ito.

1. Maginoo plastic gatas puti - ito ay isang produkto na nakuha sa pamamagitan ng paggamot ng selulusa may nitric acid na may ang karagdagan ng natural alkampor. Ang polimerisiyesyon reaksyon nagreresulta sa hardening ng polymer nakuha at conversion sa ninanais na produkto. Ang isang plasticizer - camphor, na ginagawang mas may kakayahang paglambot kapag nainitan at baguhin ang kanilang mga hugis.
2. Asetato silk, cuprammonium fiber, viscose - ay ang lahat ng mga halimbawa ng mga yarns, fibers, na kung saan ay nakuha sa batayan ng selulusa. Tela na ginawa mula sa natural na cotton at linen ay hindi bilang malakas na, hindi makinang, madaling lukot. Ngunit artipisyal na analogues ng mga deficiencies deprived, na gumagawa ng kanilang paggamit ay napaka-kaakit-akit.
3. Artipisyal na bato, gusali materyales, mixtures, katad - ay mga halimbawa ng mga polymers nagmula sa natural na materyales din.

Ang isang sangkap na kung saan ay isang natural na polimer, at maaaring gamitin sa kanyang tunay na form. Ang ganitong mga halimbawa ay masyadong marami:

• rosin;
• amber;
• almirol;
• amylopectin;
• cellulose;
• fur;
• balahibo ng tupa;
• cotton;
• sutla;
• semento;
• clay;
• lime;
• protina;
• nucleic acid at iba pa.

Ito ay malinaw na bago sa amin ng isang klase ng mga compounds ay napakalaki, halos mahalaga at makabuluhan para sa mga tao. Ngayon ipaalam sa amin isaalang-alang nang mas detalyado ang ilang mga kinatawan ng natural Polymer, na kung saan ay napaka-tanyag sa sandaling ito.

Sutla at lana

Ang formula ng natural na silk polymer kumplikado, dahil ang mga kemikal komposisyon ay ipinahayag sa pamamagitan ng mga sumusunod na bahagi:

• fibroin;
• sericin;
• waxes;
• fats.

Mismo pangunahing protina - fibroin, ay may kasapi ng higit pang mga amino acid species. Kung kasalukuyan ito sa polypeptide kadena, ito ay ganito ang hitsura: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. At ito ay lamang ng bahagi ng mga ito. Kung akala natin na ang istraktura sa pamamagitan ng van der Waals pagsali hindi gaanong kumplikado sericin protina Molekyul, sila ay halo-halong sama-sama sa isang solong tulad sa isang waks at taba, ito ay maliwanag kung bakit ito ay mahirap upang ilarawan formula natural na silk.

Upang petsa, ang dami ng produktong ito supplies China, para sa kanyang bukas na mga puwang, mayroong isang natural na tahanan para sa pangunahing producer - uod ng silkwom. Noong nakaraan, dahil sinaunang beses, natural na sutla ay tunay appreciated. Kayang mga damit mula sa kanya dati lamang marangal, mayaman tao. Ngayon, marami sa mga katangian ng ang tissue ay mababa. Halimbawa, siya ay Matindi ang magnetized at lapirot, bilang karagdagan, pagkakalantad sa sikat ng araw loses nito ningning at mawalan ng kinang. Samakatuwid, na sa gamitin synthetic derivatives hinggil doon.

Lana - ito rin ay isang natural na polimer bilang isang produkto ng mga mahahalagang function ng balat at mataba glandula ng hayop. Batay sa protina produkto manufactured mga niniting na damit, kung saan, tulad ng silk, ay isang mahalagang materyal.

almirol

Natural almirol ay isang produkto polymer planta buhay. makabuo nila ito bilang isang resulta ng proseso ng potosintesis at makaipon sa iba't ibang bahagi ng katawan. Nito kemikal komposisyon:

• amylopectin;
• amylose;
• alpha-asukal.

Ang spatial istraktura ng almirol ay napaka-branched, disordered. Dahil sa kasama amylopectin, ito ay may kakayahang pamamaga sa tubig, pagiging isang tinatawag na i-paste. Ito koloidal solusyon ay ginagamit sa sining at industriya. Medicine, pagkain industriya, produksyon ng mga wallpaper adhesives - ito ay din ang paggamit ng mga sangkap.

Kabilang sa mga halaman na naglalaman ng pinakamataas na halaga ng almirol ay maaaring makilala:

• mais;
• patatas;
• bigas;
• wheat;
• kamoteng kahoy;
• oats;
• buckwheat;
• saging;
• batad.

Sa batayan ng mga ito biopolymer maghurno tinapay, gumawa ng pasta, magluto jelly, cereal at iba pang mga produkto ng pagkain.

selulusa

Mula sa kinatatayuan ng kimika, ang sangkap - ay isang polimer na ang komposisyon ay ipinahayag sa pamamagitan ng formula (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomer unit chain ay isang beta-asukal. Pangunahing lugar ng selulusa nilalaman - ay ang cell pader ng halaman. Iyon ay kung bakit ang kahoy - isang mahalagang pinagkukunan ng tambalan na ito.

Selulusa - isang natural polymer na may isang linear spatial istraktura. Ito ay ginagamit para sa produksyon ng mga sumusunod na uri ng mga produkto:

• sapal at papel mga produkto;
• artipisyal na balahibo;
• iba't ibang uri ng gawa ng tao fibers;
• cotton;
• plastik;
• smokeless pulbos;
• pelikula at iba pa.

Ito ay malinaw na ang kanyang pang-industriya na halaga ay mahusay. Upang tambalan na ito ay maaaring magamit sa produksyon, ito ay dapat na upang simulan upang i-extract mula sa mga halaman. Ginagawa ito sa pamamagitan ng tuloy-tuloy sa pagluluto ng kahoy sa mga espesyal na mga aparato. Ang karagdagang processing, pati na rin ang mga reagents na ginagamit para sa pantunaw ay magkaiba. Mayroong ilang mga paraan:

• sulfite;
• nitrate;
• ang soda;
• sulpate.

Pagkatapos tulad ng paggamot, ang produkto pa rin ay naglalaman ng impurities. Sa gitna ng mga ito lignin at hemicellulose. Upang mapupuksa ang mga ito, ang masa ay itinuturing na may murang luntian o alkalina.

Sa mga tao, walang ganoong biological catalysts na mga pinamamahalaang upang masira mahirap maintindihan biopolymer. Gayunman, ang ilang mga hayop (herbivores), inangkop sa ito. Ang kanilang tiyan tumira tiyak na bacteria na gawin itong para sa kanila. Sa halip organismo nakukuha enerhiya para sa buhay at tirahan. Ang form na ito ng simbiyos ay lubhang kapaki-pakinabang para sa parehong mga partido.

goma

Ang natural polimer pagkakaroon ng mahalagang pang-ekonomiyang halaga. Para sa unang pagkakataon na ito ay inilarawan sa pamamagitan ng Robert Cook, na sa isa sa kanyang mga paglalakbay natagpuan sa kanya. Nangyari ito tulad nito. Pagkatapos landing sa isla kung saan ang mga natives nanirahan kilala sa kanya, nang maaya siya ay greeted sa pamamagitan ng mga ito. Ang kanyang pansin ay akit sa pamamagitan ng mga lokal na mga bata, na naglaro isang hindi pangkaraniwang paksa. Ito spherical katawan ay repelled mula sa sahig at kumuha ng puwesto up mataas na sa hangin, at pagkatapos ay ibinalik.

Tanungin ang mga lokal na mga tao tungkol sa kung ano ay ginawa mula sa mga laruang ito, Cook natutunan na ito solidifies ang juice ng isang puno - Hevea. Kinalaunan, ito ay natagpuan na ito ay isang biopolymer goma.

Ang mga kemikal na likas na katangian ng compound na kilala - ay isoprene, natural undergone polimerisiyesyon. Formula goma (C ₅ H _{8) n.} pag-aari nito, dahil sa kung saan siya ay kaya mataas na itinuturing, tulad ng sumusunod:

• pagkalastiko;
• tibay;
• mga de-koryenteng pagkakabukod;
• pinapasok ng tubig.

Subalit, may mga drawbacks. Sa malamig na kondisyon ito ay nagiging marupok at malutong, at ang init - malagkit at malapot. Iyon ay kung bakit nagkaroon ng pangangailangan para sa synthesis ng analogues ng mga artipisyal o gawa ng tao base. Ngayon rubbers ay malawakang ginagamit sa engineering at pang-industriya na application. Ang pinaka-mahalagang mga produkto batay sa mga ito:

• goma;
• ebano.

ambar

Ito ay isang natural polymer, dahil ang dagta ay nasa kaayusan nito, fossil hugis nito. Spatial istraktura - brick walang hugis polimer. Mataas na nasusunog, maaari itong pag-apuyin ang apoy ng isang match. Ito ay may luminescence properties. Ito ay isang napaka-mahalagang at mahalagang kalidad, na kung saan ay ginagamit sa alahas. Burloloy sa batayan ng amber ay napaka-maganda at in demand.

Sa karagdagan, ang biopolymer ginagamit sa mga medikal na mga layunin. Dahil ito ay manufactured papel de liha pintura Pintura sa iba't-ibang ibabaw.