Prírodné polymér - použitie vzorca a

Väčšina moderných stavebných materiálov, liečivá, látky, predmety pre domácnosť, balenie a režijné materiály sú polyméry. Je skupina zlúčenín, ktoré majú charakteristické znaky. Mnoho z nich, ale napriek tomu sa počet polymérov stále rastie. Potom, čo všetky syntetické chemici objavili každý rok viac a viac nových látok. V tomto prípade je zvláštny význam po celú dobu, že mal prírodný polymér. Aké sú tieto úžasné molekuly? Aké sú ich vlastnosti a aké sú ich vlastnosti? Odpovede na tieto otázky v tomto článku.

Polyméry: všeobecná charakteristika

Z hľadiska chémie, polymér je považovaný za molekulu, ktorá má veľkú molekulovú hmotnosťou od niekoľkých tisíc až miliónov jednotiek. Avšak okrem tejto funkcie, stále existuje, v ktorej môže byť látka presne klasifikovaná ako prírodných a syntetických polymérov. Sú to:

• neustále sa opakujúce monomérne jednotky, ktoré sú spojené pomocou rôznych interakcií;
• Stupeň polymerázy (to znamená počet monomérov), musí byť veľmi vysoká, pretože táto zlúčenina môže byť považované za oligoméry;
• určenie priestorovú orientáciu makromolekúl;
• sada významných fyzikálnych a chemických vlastností špecifických pre skupiny.

Všeobecne platí, že látka polymérne povahy, ktoré je možné odlíšiť od seba pomerne ľahko. Stačí sa len pozrieť na jeho vzorec na to prísť. Typickým príkladom je známy z polyetylénu, sú široko používané v domácnosti a priemysle. Ide o produkt polymerizačnej reakcie, ktorá vstupuje nenasýtený uhľovodík je etén alebo etylén. Reakcia sa všeobecne zapísať nasledovne:

NCH ₂ = CH ₂ → (-CH = CH-) _n, pričom n - je stupeň polymerizácie molekúl vykazujúcich ako monomérne jednotky zahrnuté v jeho zložení.

Tiež ako príklad, prírodného polyméru, ktorý je dobre známe, tento škrob. Navyše v tejto skupiny zlúčenín patria amylopektínu, celulózu, kuracie bielkoviny a mnoho ďalších látok.

Reakcia, ktorá vyústila v makromolekule môže byť vytvorený, sú dvoch typov:

• polymerizácie;
• polykondenzácie.

Rozdiel je v tom, že v druhom prípade, sú reakčné produkty s nízkou molekulovou hmotnosťou. Štruktúra polyméru sa môže meniť v závislosti na atómoch, ktoré ju tvoria. Často sú lineárne formy, ale je tu trojrozmerné pletivo, veľmi zložité.

Ak budeme hovoriť o síl a interakcií, ktoré udržujú monomérne jednotky pohromade, je možné identifikovať niekoľko základných:

• Van der Waalsove sily;
• chemická väzba (kovalentné, iónové);
• elektronostaticheskoe interakcie.

Všetky polyméry nemôžu byť spojené do jednej kategórie, pretože majú úplne odlišný charakter, spôsob tvorby a vykonávať rozdielne funkcie. Ich vlastnosti sú tiež odlišné. Preto je klasifikácia, ktorá vám umožní zdieľať všetky členmi tejto skupiny látok do rôznych kategórií. Je založený môže ležať niekoľko značiek.

klasifikácia polymérov

Ak vezmeme základ kvalitatívneho zloženia molekúl, všetky látky môže byť určená do troch skupín.

1. Organické - tie, ktoré obsahujú uhlík, vodík, kyslík, síru, fosfor, dusík. To znamená, že tieto prvky, ktoré sú biogénne. Ako príklady možno uviesť polyetylén, polyvinylchlorid, polypropylén, umelý hodváb, nylon, prírodné polymér - proteín, nukleové kyseliny a tak ďalej.
2. Elementorganic - taký prostriedok, ktorý obsahuje nejaký cudzí anorganické a biogénny prvok. Najčastejšie to znamená kremík, hliník alebo titán. Príklady takýchto makromolekúl: organického skla, steklopolimery, kompozitných materiálov.
3. Anorganická - lož na základe atómov v reťazci kremíka namiesto uhlia. Ak tieto môžu byť tiež súčasťou bočných vetiev. Otvorili naposledy v polovici XX storočia. Používaný v lekárstve, stavebníctva, strojárstva a ďalších priemyselných odvetviach. Príklady silikónu, rumelkou.

Ak máte rozdeliť polyméry v pôvodu, je možné identifikovať tri z ich skupiny.

1. Prírodné polyméry, ktorých použitie je všeobecne vykonáva so starými. Sú to makromolekuly pre tvorbu z ktorých človek nemôže robiť žiadne úsilie. Sú to produkty povahe reakcií. Príklady: hodváb, vlna, proteín, nukleová kyselina, škrob, celulóza, koža, bavlna a ďalšie.
2. Umelý. To sú makromolekuly, ktoré sú vytvorené človekom, ale na základe prírodných analógov. Ktorý je práve zlepšiť a zmeniť vlastnosti existujúceho prírodného polyméru. Príklady: syntetický kaučuk, guma.
3. Syntetický - tieto polyméry, ktorých tvorba len dotknutá osoba. Prírodné analógy tam na ne. Vedci vyvinúť spôsoby syntézy nových materiálov, ktoré sú odlišné od zlepšenie výkonu. Tak sa rodí syntetické polymérne zlúčeniny všetkého druhu. Príklady: polyetylén, polypropylén, umelý hodváb, acetát vlákien a podobne.

Tam je ďalšia vlastnosť, ktorá je základom separáciu látok v skupine. Táto reaktivita a tepelná odolnosť. Prideliť dve kategórie pre tento parameter:

• termoplast;
• termosety.

Najstarší, dôležité a zvlášť cenná je stále prírodný polymér. Jeho vlastnosti sú jedinečné. Preto popri pozrieme na to je táto kategória makromolekúl.

Čo je látka prírodný polymér?

Ak chcete odpovedať na túto otázku, najprv sa pozrieme okolo seba. Čo nás obklopuje? Živé organizmy okolo nás, ktorí jedia, dýchajú, reprodukciu, kvet a produkujú ovocie a semená. A sú z molekulárneho hľadiska? To zlúčeniny, ako sú:

• proteíny;
• nukleové kyseliny;
• polysacharidy.

Takže, prírodné polymér, pričom každá z vyššie uvedených zlúčenín. Tak sa zdá, že život okolo nás, je tam len vďaka prítomnosti týchto molekúl. Od dávnych čias, ľudia používali íl, mixy a riešenia pre posilnenie a budovanie domov, tkané priadze, vlna, ktorý sa používa na vytvorenie bavlnené oblečenie, hodváb, vlny a kože zvierat. Prírodné organické polyméry v sprievode muža vo všetkých fázach svojho vzniku a vývoja, a v mnohých ohľadoch pomohla mu na dosiahnutie výsledkov, ktoré máme dnes.

Samotná podstata dáva všetko do života ľudí bolo čo najpohodlnejšie. V priebehu doby, kaučuk bol objavený, objasnila svoje pozoruhodné vlastnosti. Človek sa naučil používať potraviny škrobu, v technickej - celulózy. Prírodné polymér a je gáfor, ktorý je tiež známy už od staroveku. Živica, proteíny, nukleové kyseliny - sú všetky príklady zlúčenín berie do úvahy.

Štruktúra prírodných polymérov

Nie všetci členovia tejto skupiny zlúčenín majú rovnakú štruktúru. Tak, prírodné a syntetické polyméry, sa môžu značne líšiť. Ich molekuly sú orientované tak, že najvýhodnejší a pohodlné existovať z hľadiska energie. Avšak, mnoho prírodných druhy sú schopné napučať a ich štruktúry v procese mení. Existuje niekoľko najčastejšie varianty konštrukcie reťaze:

• lineárne;
• rozvetvený;
• hviezdicovitý;
• plochý;
• mesh;
• páska;
• komb.

Umelé a syntetické makromolekuly zástupcovia majú veľkú hmotnosť, veľké množstvo atómov. Sú vytvorené špecificky požadovanými vlastnosťami. Preto je štruktúra ich pôvodne plánovalo, že muži. Prírodné polyméry sú tiež často buď lineárne alebo sieťoviny na konštrukciu.

Príklady prírodných makromolekúl

Prírodné a syntetické polyméry sú veľmi blízko pri sebe. Potom, čo najprv sa stal základom pre sekundu. Príklady takýchto transformácií je veľa. Tu sú niektoré z nich.

1. Konvenčné plast mliečne biela - to je produkt získaný reakciou celulózy s kyselinou dusičnou s prídavkom prírodného gáfru. Polymerizačné reakcie má za následok vytvrdnutí polyméru získaného a konverzie na požadovaný produkt. Zmäkčovadlo - gáfor, takže je schopný mäknúť pri zahrievaní a zmeniť svoj tvar.
2. Acetátového hodvábu, meďnatého vlákien, viskóza - sú všetky príklady niťou, vlákien, ktoré sa získajú na základe celulózy. Tkaniny vyrobené z prírodnej bavlny a ľanu nie sú tak silné, nijako oslnivé, ľahko zaniknúť. Ale umelé analógy týchto nedostatkov zanedbané, čo robí ich použitie je veľmi atraktívny.
3. Umelý kameň, stavebné materiály, zmesi, koža - je tiež príklady polymérov odvodených z prírodných materiálov.

Látka, ktorá je prírodný polymér, a môžu byť použité vo svojej pravej podobe. Tieto príklady sú príliš veľa:

• prírodné živice;
• jantár;
• škrob;
• amylopektín;
• celulóza;
• kožušiny;
• vlna;
• bavlna;
• hodváb;
• cement;
• íl;
• vápno;
• proteíny;
• nukleová kyselina a tak ďalej.

Je zrejmé, že pred nami trieda zlúčenín je veľmi veľký, prakticky dôležité a zmysluplné pre ľudí. Teraz uvažujme podrobnejšie niektoré predstaviteľa prírodných polymérov, ktoré sú veľmi populárne v súčasnej dobe.

Hodváb a vlny

Vzorec prírodného hodvábu polymérneho komplexu, pretože jeho chemické zloženie je vyjadrená nasledujúce komponenty:

• fibroin;
• sericínu;
• vosky;
• tuky.

Sám hlavným proteínom - fibrín, má členov viac druhov aminokyselín. Ak sú prítomné, aby polypeptidového reťazca, bude vyzerať nasledovne: (= NH-CH _2-CO-NH-CH (CH ₃₎ -Čo-NH-CH _{2-CO-) n.} A to je len časť z nich. Predstavíme Ak si, že na konštrukciu prostredníctvom van der Waalsove pripojí nie menej zložité sericínu proteínu molekuly, ktoré sú zmiešané dohromady v jednej konformácii s voskom a tukov, je pochopiteľné, prečo je ťažké zobraziť vzorec prírodný hodváb.

K dnešnému dňu, veľa z tohto výrobku dodáva Čína pre svoje otvorené priestory, tam je prirodzené prostredie pre hlavný výrobca - priadky morušovej. Predtým od staroveku, prírodný hodváb je veľmi cenený. Dovoliť oblečenie z neho mohol len ušľachtilé, bohatých ľudí. V súčasnej dobe, mnoho z charakteristík tkaniva je zlá. Napríklad, on silne magnetizované a pokrčený, navyše na slnku stráca svoj lesk a zakaliť. Preto už v jeho použití syntetickej deriváty.

Vlna - je to tiež prírodný polymér ako produkt životných funkcií kože a mazových žliaz zvierat. Na tejto proteínového produktu vyrobeného úpletu, ktorý, ako hodváb, je cenným materiálom na báze.

škrob

Prírodný škrob je životnosť výrobku polymér rastlín. Produkujú to ako výsledok procesu fotosyntézy a hromadí sa v rôznych častiach tela. Jeho chemické zloženie:

• amylopektín;
• amylózy;
• alfa-glukózy.

Priestorová štruktúra škrobu sa veľmi rozvetvené, neusporiadané. Vzhľadom k zahŕňal amylopektínu, je schopná napúčanie vo vode, stáva tzv pasta. Tento koloidný roztok sa používa v oblasti techniky a priemyslu. Medicína, potravinársky priemysel, výroba tapiet lepidla - to je tiež použitie tejto látky.

Z rastlín, ktoré obsahujú maximálne množstvo škrobu možno identifikovať:

• kukurica;
• zemiaky;
• ryže;
• pšenica;
• maniok;
• ovos;
• pohánka;
• banány;
• cirok.

Na základe tohto biopolyméru pečenie chleba, aby cestoviny, varíme želé, cereálie a ďalšie potravinárske výrobky.

celulóza

Z hľadiska chémie, látka - je polymér, ktorého zloženie je vyjadrené vzorcom (C _{6H 5O 5) n.} Monomérna jednotka reťazca je beta-glukóza. Hlavné miesto obsahu celulózy - je bunkovej steny rastlín. Preto je drevo - cenným zdrojom tejto zlúčeniny.

Celulóza - prírodný polymér, ktorý má lineárnu priestorovú štruktúru. Používa sa na výrobu týchto typov výrobkov:

• celulózy a výrobkov z papiera;
• umelé kožušiny;
• rôzne druhy umelých vlákien;
• bavlna;
• plastu;
• bezdýmný prach;
• filmy a tak ďalej.

Je zrejmé, že jej priemyselná hodnota je skvelý. Ak chcete táto zlúčenina môže byť použitá vo výrobe, je potrebné začať extrakt z rastlín. To sa vykonáva kontinuálne varenie dreva v špeciálnych zariadeniach. Ďalšie spracovanie, rovnako ako činidlá pre vylúhovanie sú rôzne. Existuje niekoľko spôsobov:

• siričitan;
• nitrát;
• sóda;
• sulfát.

Po takomto spracovaní sa produkt ešte obsahuje nečistoty. V srdci tohto lignínu a hemicelulózy. Ak chcete sa ich zbaviť sa buničina sa spracovávajú s chlórom alebo zásady.

U ľudí, nie je tam žiadna taká biologické katalyzátory, ktoré sa podarilo prelomiť tento komplexný biopolymér. Avšak, niektoré zvieratá (bylinožravce), uspôsobený na to. Ich žalúdok vyriešiť niektoré baktérie, ktoré ho robia pre nich. Namiesto organizmy získavať energiu pre život a biotopy. Táto forma symbiózy je veľmi prospešné pre obe strany.

guma

Tento prírodný polymér, ktorý má cenné ekonomickú hodnotu. Prvýkrát bol popísaný Robert Cook, ktorý v jednom zo svojich cestách ho našiel. Stalo sa to takto. Po pristátí na ostrove, kde domorodci žili neznámy pre neho, bol vrelo privítaný nich. Jeho pozornosť upútal miestnymi deťmi, ktorí hrali neobvyklý objekt. Toto sférické teleso sa odrazil od podlahy a vyskočil vysoko do vzduchu, potom sa vrátil.

Spýtajte sa miestnych ľudí o tom, čo je vyrobené z tejto hračky, Cook sa dozvedel, že to tuhne šťavu stromu - Hevea. Oveľa neskôr sa zistilo, že sa jedná o biopolymér guma.

Chemická povaha zlúčeniny známe - je izoprén, prírodný prešla polymerizácie. Vzorec kaučuk (C ₅ H _{8) n.} Jeho vlastnosti, vďaka ktorej je tak vysoko cenené, a to nasledovne:

• pružnosť;
• trvanlivosť;
• elektrická izolácia;
• vodotesné.

Avšak, to má svoje nevýhody. V chladných podmienkach sa stáva krehkým a krehké, a teplo - lepivé a viskózne. Preto existuje potreba pre syntézu analógov umelé alebo syntetickej báze. Dnes gumy sú široko používané v strojárstve a priemyselných aplikáciách. Najdôležitejšie produkty založené na ne:

• kaučuk;
• eben.

jantár

Jedná sa o prírodný polymér, pretože živice je vo svojej štruktúre, fosílne jeho tvaru. Priestorová konštrukcia - tehla amorfný polymér. Veľmi horľavý, môže zapáliť plameň zápasu. To má luminiscenčné vlastnosti. Jedná sa o veľmi dôležitý a cenný kvality, ktorý je používaný v klenotoch. Ozdoby na základe jantár je veľmi krásne a žiadané.

Okrem toho je biopolymér použitý v liečebné účely. Vzhľadom k tomu, že je vyrobený brúsny papier nátery na rôzne povrchy.