Natura polimero - apliko de la formulo kaj

Plej modernaj konstrumaterialoj, farmaciaĵoj, ŝtofoj, vazoj, ujoj kaj consumible materialoj estas polimeroj. Estas grupo de komponaĵoj havas la karakterizaĵon trajtoj. Multaj el ili, sed malgraŭ tio, la nombro de polimeroj daŭre kreskas. Ja sintezaj kemiistoj malkovris ĉiujare pli kaj pli da novaj substancoj. En ĉi tiu kazo, speciala signifo en ĉiu tempo ĝi havis naturan polimero. Kio tio estas miriga molekuloj? Kio estas iliaj karakterizaĵoj kaj kiuj estas la trajtoj? La respondoj al ĉi tiuj demandoj en la artikolo.

Polymers: ĝeneralaj karakterizaĵoj

De la vidpunkto de la kemio, la polimero estas konsiderata molekulo havanta grandan molekula pezo de kelkaj mil milionojn de unuecoj. Tamen, krom tiu trajto, estas ankoraŭ kelkaj en kiu la substanco eblas precize klasifikita kiel natura kaj sintezaj polimeroj. Ili estas:

• konstante ripeti monomero unuoj, kiuj estas ligitaj per malsamaj interagoj;
• grado polimerasa (tio, la nombro de monómeros) devas esti tre alta, alie la kombinaĵo estus konsiderita oligomer;
• determinanta la spaca orientiĝo de la macromolécula;
• aro de gravaj fizikaj kaj kemiaj ecoj unika al la grupo.

Ĝenerale, la substanco de polimeraj naturo distingebla de la aliaj tute facile. Oni devas nur rigardi sian formulo por scii ĝin. Tipa ekzemplo estas la bone konata polietileno, estas vaste uzitaj en domanaro kaj industrio. Estas produkto de la polimerización reago, kiu eniras saturitaj hidrokarbonoj estas eteno aŭ etileno. La reago estas ĝenerale skribita kiel sekvas:

NCH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, kie n - estas la grado de polimerización de molekuloj montrante kiel monomero unuoj inkludas en lia komponado.

Ankaŭ kiel ekzemplo, natura polimero kiu estas bone konata, tiu amelo. Krome, en ĉi tiu grupo de komponaĵoj apartenas Amilopektino, celulozo, kokidon proteino kaj multaj aliaj substancoj.

Reago, kiu rezultigis la macromolécula povas agordi, estas de du tipoj:

• polimerización;
• polycondensation.

La diferenco estas ke en la dua kazo, la reago produktoj estas malalta molekula pezo. La strukturo de la polimero povas varii, depende de la atomoj kiuj konsistigas ĝin. Ofte estas lineara formoj, sed ekzistas tridimensia maŝo, tre kompleksa.

Se ni parolas pri la fortoj kaj interagoj kiuj tenas la monomero unuoj kune, eblas identigi kelkaj bazaj:

• Iras der Waals fortoj;
• kemia ligo (kovalentaj, jona);
• elektronostaticheskoe interago.

Ĉiuj polimeroj povas esti kombinitaj en unu kategorio ĉar ili havas tute malsamajn naturo, metodo de formado kaj plenumi malsimilaj funkcioj. Ilia propraĵoj estas ankaŭ malsamaj. Sekve, ekzistas klasifiko kiu permesas dividi ĉiuj membroj de ĉi tiu grupo de substancoj en malsamaj kategorioj. Ĝi estas bazita povas kuŝi plurajn signojn.

klasifiko de polimeroj

Se ni prenas la bazon de la kvalita komponado de molekuloj, ĉiuj substancoj povas esti determinita en tri grupoj.

1. La Organics - tiuj kiuj enhavas karbono, hidrogeno, sulfuro, oksigeno, fosforo, nitrogeno. Tio estas, tiuj elementoj kiuj estas biogénicos. Ekzemploj estas pezo polyethylene, Polivinil-klorido, polipropileno, rayon, nylon, natura polimero - proteino, acidaj nucleicos kaj tiel plu.
2. Elementorganic - tia komponaĵo kiu inkludas iuj extraneous neorganikaj kaj biogénicos elemento. Plej ofte ĝi estas silicio, aluminio aŭ titanio. Ekzemploj de tiaj macromoléculas: organika vitro, steklopolimery, komponigita materialoj.
3. Neorganika - mensogo ĉe la bazo de ĉeno atomoj de silicio anstataŭ karbono. La radikaluloj ankaŭ povas esti parto de la flankaj branĉoj. Ili malfermis tiel ĵus kiel la mezo de la XX jarcento. Uzita en medicino, konstruo, inĝenieristiko kaj aliaj industrioj. Ekzemploj de silikono, cinabrio.

Se vi apartigu polimeroj en origino, ĝi eblas identigi tri el sia grupo.

1. Natura polimeroj kies uzo estas vaste efektivigita kun la malnova. Ĉi tiuj estas macromoléculas por kreado de kiuj la homo ne faras neniun penon. Ili estas produktoj de la naturo de la reagoj. Ekzemploj: silko, lano, proteino, acidaj nucleicos, amelo, celulozo, ledo, kotono kaj aliaj.
2. Artefarita. Ĉi tiuj estas macromoléculas kiuj kreita de homo, sed surbaze de natura analogoj. Tio estas nur plibonigi kaj ŝanĝi la ecojn de ekzistanta natura polimero. Ekzemploj: sinteza kaŭĉuko, kaŭĉuko.
3. Sinteza - tiuj polimeroj, la kreo de kiuj nur la persono implikita. Natura analogoj por ili tie. Sciencistoj evoluigi metodojn de sintezi novajn materialojn kiuj estas malsamaj al plibonigita agado. Tiel naskiĝas la sinteza polimeraj kombinaĵoj de ĉiuj specoj. Ekzemploj: polietileno, polipropileno, rayon, acetato de fibro kaj similaj.

Ekzistas alia trajto, kiu estas la bazo de disiĝo de la substancoj en la grupo. Tiu reagemo kaj termika rezisto. Asigni du kategoriojn por ĉi parametro:

• termoplástico;
• thermosets.

La plej antikvaj, gravaj precipe valora ankoraŭ natura polimero. Liaj proprietoj estas unika. Sekve, ni sekva rigardu ĝin estas kategorio de macromoléculas.

Kiu substanco estas natura polimero?

Por respondi tiun demandon, unue ni rigardu ĉirkaŭ vi. Kiu ĉirkaŭas nin? Vivante organismoj ĉirkaŭ ni, kiuj manĝas, spiri, reprodukti, floras kaj produkti fruktojn kaj semojn. Ili estas el molekula vidpunkto? Ĝi konsistigos kiel:

• proteinojn;
• acidaj nucleicos;
• polisakaridojn.

Do, la natura polimero estas, ĉiu el la supre komponaĵoj. Tiel, ĝi similas ke la vivo ĉirkaŭ ni, ekzistas nur danke al la ĉeesto de ĉi tiuj molekuloj. Ekde antikvaj tempoj, homoj uzis argilon, miksaĵo kaj solvoj por fortigi kaj konstrui domojn, teksita teksaĵo, lano, uzata por krei kotono vestoj, silko, lano kaj haŭto de bestoj. Natura organika polimeroj akompanis la homon en ĉiuj stadioj de ĝia formado kaj disvolviĝo, kaj en multaj manieroj helpis lin atingi la rezultojn, ke ni havas nuntempe.

La naturo mem de doni ĉiujn al la vivoj de homoj estis tiel komforta kiel ebla. Dum tempo, la kaŭĉuko estis malkovrita, ĝi klarigis lian rimarkinda ecoj. Homo lernis uzi manĝaĵon por amelo, en la teknika - celulozo. Natura polimero kaj estas kamforo, kiu estas ankaŭ konata ekde antikvaj tempoj. Rezinoj, proteinoj, acidaj nucleicos - estas ĉiuj ekzemploj de la komponaĵoj konsiderata.

La strukturo de naturaj polimeroj

Ne ĉiuj membroj de ĉi tiu klaso de kunmetaĵoj havas la saman strukturon. Tiel, natura kaj sintezaj polimeroj povas varii konsiderinde. Ilia molekuloj estas orientitaj tiel ke la plej profita kaj oportuna ekzisti en terminoj de energio. Tamen, multaj naturaj specioj kapablas sxvelinta kaj ilia strukturo en la procezo de ŝanĝo. Estas pluraj plej komunaj variantoj de la ĉeno strukturo:

• lineara;
• ramificado;
• frakasitaj;
• plata;
• maŝo;
• bendo;
• kombilon.

Artefarita kaj sinteza macromoléculas reprezentantoj havas tre granda maso, grandega nombro de atomoj. Ili estas kreitaj per specife deziris ecoj. Tial, la strukturo de ilia origine planis viro. Natura polimeroj estas ankaŭ ofte ĉu lineara aŭ maŝo en la strukturo.

Ekzemploj de naturaj macromoléculas

Natura kaj sinteza polimeroj estas tre proksimaj unu al la alia. Post unua igante la bazo por sekundo. Ekzemploj de tiaj transformoj estas multaj. Jen kelkaj el ili.

1. Konvencia plasto lakteca blanka - tio estas produkto ricevis per traktado de celulozo kun acida nítrico kun la aldono de natura kamforo. La polimerigo reago rezultigas endurecimiento de la polimero akiris kaj konvertiĝo al la deziratan produkton. Al plasticizer - kamforo, farante ŝin kapablas ablandamiento kiam varmigita kaj ŝanĝi sian formon.
2. Acetato silko, cuprammonium fibro, viskoza - estas ĉiuj ekzemploj de la fadenoj, fibroj, kiuj akiris surbaze de celulozo. Fabrics farita el naturaj kotono kaj lino ne estas tiel fortaj, ne brila, facile crease. Sed artefarita analogoj de ĉi tiuj deficiencias senigitaj, kiu igas ilia uzo estas tre alloga.
3. Artefarita ŝtono, konstrumaterialoj, miksaĵoj, ledo - estas ankaŭ ekzemploj de polimeroj derivitaj de naturaj materialoj.

A substanco kiu estas natura polimero, kaj estas uzebla en lia vera formo. Tiaj ekzemploj estas tro multaj:

• Rosin;
• sukceno;
• amelo;
• Amilopektino;
• celulozo;
• felon;
• lano:
• kotono;
• silko;
• cemento;
• argilo;
• kalko;
• proteinojn;
• acidaj nucleicos kaj tiel plu.

Estas klare, ke antaŭ ni klason de kunmetaĵoj estas tre granda, preskaŭ grava kaj signifoplena por homoj. Nun ni konsideru pli detale iuj reprezentantoj de naturaj polimeroj, kiuj estas tre populara nuntempe.

Silko kaj lano

La formulo de natura silko polimero kompleksa, ĉar lia kemia komponado estas esprimita fare de la sekvaj komponantoj:

• fibroin;
• sericin;
• vaksoj;
• grasoj.

Sin grava proteino - fibroin, havas membrecon de pli aminoácido specioj. Se ĉeestas ĝin al la polipéptido ĉeno, ĝi aspektos tiel ĉi: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. Kaj tio estas nur parto de ĝi. Se ni imagas ke al la strukturo per iras der Waals aliĝas ne malpli kompleksa sericin proteino molekulo, estas miksitaj kune en ununuran conformación kun vakso kaj grasoj, estas komprenebla kial estas malfacile priskribi formulo natura silko.

Ĝis nun, multe de tiu produkto provizas Ĉinio, por gxiaj stratoj, estas natura vivejo por la ĉefa produktanto - silkraŭpoj. Antaŭe, ekde antikvaj tempoj, natura silko estas tre estimita. Pagi vestoj de li povis nur nobla, riĉa homo. Hodiaŭ, multaj el la karakterizaĵoj de la histo estas malriĉa. Ekzemple, li forte magnetizada kaj taŭzitaj, aldone, la ekspozicio al la suno perdas lian brilon kaj deslustrar. Sekve, plu estas en uzi sintezaj derivaĵoj de tio.

Lano - ĝi estas ankaŭ natura polimero kiel produkto de esencaj funkcioj de la haŭto kaj glandoj sebáceas de bestoj. Bazita sur ĉi tiu proteino produkto fabrikita knitwear, kiu, kiel silko, estas valora materialo.

amelo

Natura amelo estas produkto polimero planto vivo. Ili produktas ĝin kiel rezulto de la procezo de la fotosintezo kaj amasigi en malsamaj partoj de la korpo. Lia kemia komponado:

• Amilopektino;
• Amilozo;
• alfa-glukozo.

La spaca strukturo de amelo estas tre ramificado, malorda. Pro inkluzivita Amilopektino, ĝi kapablas ŝvelaĵo en akvo, igante tiel nomata pasto. Ĉi koloida solvo estas uzata en la arto kaj industrio. Medicino, manĝaĵo industrio, produktado de papertapetaj gluoj - ĝi estas ankaŭ la uzo de la substanco.

Inter la plantoj enhavantaj la maksimuman kvanton de amelo eblas identigitaj:

• maizo;
• terpomoj;
• rizo;
• tritiko;
• jukao;
• aveno;
• poligona;
• bananoj;
• sorgo.

Surbaze de ĉi tiu biopolímero baku panon, faras pasta, kuiri ĵeleo, cerealoj kaj aliaj produktoj alimenticios.

celulozo

De la vidpunkto de la kemio, la substanco - estas polimero kies komponado estas esprimita per la formulo (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomero unuo ĉeno estas beta-glukozo. Ĉefa loko de celulozo enhavo - estas la ĉelaj muroj de plantoj. Tial la arbaro - valora fonto de ĉi tiu komponaĵo.

Celulozo - natura polimero kiu havas lineara spaca strukturo. Ĝi estas uzata por la produktado de la sekvaj tipoj de produktoj:

• pulpo kaj papero produktoj;
• artefarita felo;
• malsamaj specoj de homfaritaj fibroj;
• kotono;
• plastoj;
• senfuman pulvoro;
• filmoj ktp.

Estas preterlasas ke lia industria valoro estas granda. Al ĉi tiu kombinaĵo povas esti uzita en produktado, ĝi devus esti por komenci eltiri el plantoj. Vi faras tion per kontinua kuirado de ligno en specialaj aparatoj. Fora pretigo, kaj ankaŭ reactivos uzitaj por digesto estas malsamaj. Estas pluraj manieroj:

• sulfito;
• nitrato;
• la sodon;
• sulfato.

Post tia traktado, la produkto ankoraŭ enhavas malpuraĵojn. La fundamento de tiu lignina kaj hemicellulose. Forigi ilin, la pulpo estas traktita kun kloro aŭ alkalaj.

En homoj, ekzistas neniu tia biologiaj kataliziloj kiuj sukcesis rompi tiun kompleksan biopolímero. Tamen, iuj bestoj (herbovoruloj), adaptita al ĉi tiu. Ilia stomako solvi iuj bakterioj kiuj faras ĝin por ili. Anstataŭe organismoj derivi energion por vivo kaj vivejo. Tiu formo de simbiozo estas ege utila por ambaŭ partioj.

kaŭĉuko

Tiu natura polimero havi valoran ekonomia valoro. Unuafoje ĝi estis priskribita de Robert Cook, kiu en unu el liaj vojaĝoj trovis lin. Okazis tiel. Post surteriĝi sur la insulo kie la indiĝenoj vivis nekonata al li, li varme bonvenigis ilin. Lia atento estis altirita de la lokaj infanoj, kiuj ludis nekutiman temon. Ĉi sfera korpo estas forpuŝitaj de la planko kaj eksaltis alte en la aero, poste revenis.

Demandu al la lokanoj pri kio estas farita el tiu ludilo, Cook lernis ke ĉi firmigas la suko de arbo - Hevea. Multe poste, oni trovis, ke tiu estas biopolímero kaŭĉuko.

La kemia naturo de la komponaĵo scias - estas isopreno, natura suferita polimerización. Formulo kaŭĉuko (C ₅ H _{8) n.} Liaj proprietoj, pro kiuj li estas tiel taksataj, jene:

• elasteco;
• fortikeco;
• elektra izolaĵo;
• stagnas.

Tamen, ekzistas malavantaĝoj. En malvarmaj kondiĉoj ĝi fariĝas delikata kaj fragila, kaj la varmego - glueca kaj viskoza. Tial ekzistis bezono por la sintezo de analogoj de artefarita aŭ sinteza bazo. Hodiaŭ kondomojn estas vaste uzita en inĝenieristiko kaj industriaj aplikoj. La plej gravaj produktoj bazitaj sur ilin:

• kaŭĉuko;
• ebono.

sukceno

Ĝi estas natura polimero, ekde la rezino estas en lia strukturo, fosiliaj lian formon. Spaca strukturo - briko amorfa polimero. Tre brulema, povas ŝalti en flamo de matĉo. Ĝi havas la luminesko ecoj. Tio estas tre grava kaj valora kvalito, kiu estas uzita en juveloj. Ornamoj surbaze de sukceno estas tre bela kaj en postulo.

Krome, la biopolímero uzitaj en la medicina celoj. Ĉar ĝi estas fabrikita lija farbo Tavoletoj al diversaj surfacoj.