Polymer naturiol - cymhwyso'r fformiwla a

Rhan fwyaf o ddeunyddiau modern adeiladu, fferyllol, ffabrigau, nwyddau cartref, pecynnu a deunyddiau traul yn bolymerau. Yn grŵp o gyfansoddion cael y nodweddion. Mae llawer ohonynt, ond er gwaethaf hyn, mae nifer y polymerau yn parhau i dyfu. Ar ôl yr holl fferyllwyr synthetig darganfod bob blwyddyn mae mwy a mwy o sylweddau newydd. Yn yr achos hwn, arwyddocâd arbennig bob amser ei fod wedi cael polymer naturiol. Beth yw foleciwlau anhygoel yma? Beth yw eu nodweddion a beth yw nodweddion? Mae'r atebion i'r cwestiynau hyn yn yr erthygl.

Polymerau: nodweddion cyffredinol

O safbwynt cemeg, ystyrir bod y polymer yw bod yn moleciwl gael moleciwlaidd pwysau mawr o ychydig filoedd o i filiynau o unedau. Fodd bynnag, ar wahân nodwedd hon, mae peth y gall y sylwedd yn cael ei dosbarthu yn union mor naturiol a polymerau synthetig. Y rhain yw:

• gyson yn ailadrodd unedau monomer, sydd wedi eu cysylltu drwy gyfrwng gwahanol ryngweithiadau;
• polymeras gradd (hy, mae nifer y monomerau) fod yn uchel iawn, fel arall byddai'r compownd yn cael ei ystyried oligomer;
• penderfynu ar y cyfeiriadedd gofodol y macromolecule;
• set o briodweddau ffisegol a chemegol pwysig unigryw i'r grŵp.

Yn gyffredinol, sylwedd natur polymerig gwahaniaethu oddi wrth y llall yn eithaf rhwydd. Nid oes ond rhaid edrych ar ei fformiwla i chyfrif 'ii maes. Enghraifft nodweddiadol yw polyethylen adnabyddus, yn cael eu defnyddio'n eang yn y cartref a diwydiant. Mae'n gynnyrch o adwaith Polymerization, sy'n mynd i mewn hydrocarbon annirlawn yn ethen neu ethylen. Mae'r adwaith yn cael ei ysgrifennu yn gyffredinol fel a ganlyn:

NCH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, lle mae n - yn y radd o Polymerization o foleciwlau sy'n dangos fel unedau monomer cynnwys yn ei gyfansoddiad.

Hefyd fel enghraifft, polymer naturiol sydd yn adnabyddus, starts hwn. Ar ben hynny, yn y grŵp hwn o gyfansoddion perthyn amylopectin, seliwlos, protein cyw iâr a llawer o sylweddau eraill.

Gall Adwaith, a arweiniodd at y macromolecule yn cael ei ffurfio, yn o ddau fath:

• Polymerization;
• polygyddwyso.

Y gwahaniaeth yw bod y cynnyrch adwaith yn yr ail achos, yn cael eu moleciwlaidd pwysau isel. Gall y strwythur y polymer yn amrywio, yn dibynnu ar yr atomau sy'n gyfystyr iddo. Yn aml, mae ffurfiau llinol, ond mae rhwyll tri-dimensiwn, yn gymhleth iawn.

Os byddwn yn siarad am y grymoedd a rhyngweithiadau sy'n dal yr unedau monomer at ei gilydd, mae'n bosibl nodi rhai sylfaenol:

• Grymoedd van der Waals;
• bondio cemegol (cofalent, ļonig);
• rhyngweithio elektronostaticheskoe.

Ni all yr holl bolymerau yn cael eu cyfuno i mewn i un categori oherwydd bod ganddynt natur hollol wahanol, y dull o ffurfio a pherfformio swyddogaethau annhebyg. Eu heiddo yn wahanol hefyd. Felly, mae dosbarthiad sy'n eich galluogi i rannu'r holl aelodau o'r grŵp hwn o sylweddau i wahanol gategorïau. Mae'n seiliedig yn gorwedd nifer o arwyddion.

Dosbarthiad o polymerau

Os byddwn yn cymryd y sail y cyfansoddiad ansoddol o foleciwlau, gall pob un o'r sylweddau yn cael ei benderfynu yn dri grŵp.

1. Mae'r organig - y rhai sy'n cynnwys carbon, hydrogen, sylffwr, ocsigen, ffosfforws, nitrogen. Hynny yw, yr elfennau hynny sy'n biogenig. Enghreifftiau yw polyethylen pwysau, polyfinyl clorid, polypropylen, rayon, neilon, polymer naturiol - protein, asid niwclëig ac yn y blaen.
2. Elementorganic - cyfansoddiad o'r fath sy'n cynnwys rhai anorganig a diangen elfen biogenig. Mae'r rhan fwyaf yn aml mae'n silicon, alwminiwm neu titaniwm. Enghreifftiau o macromoleciwlau o'r fath: gwydr organig, steklopolimery, deunyddiau cyfansawdd.
3. Anorganig - gorwedd ar sail gadwyn atomau silicon yn lle carbon. Efallai y bydd y radicalau hefyd fod yn rhan o'r canghennau ochrol. Maent yn agor mor ddiweddar â chanol y ganrif XX. A ddefnyddir mewn meddygaeth, adeiladu, peirianneg a diwydiannau eraill. Mae enghreifftiau o silicon, Gwyfyn Claergoch.

Os ydych yn rhannu'r polymerau o ran tarddiad, mae'n bosibl nodi tri o'u grŵp.

1. polymerau naturiol y mae eu defnydd yn cael ei wneud yn helaeth gyda'r hen. Mae'r rhain yn macromoleciwlau ar gyfer creu lle nad yw dyn yn gwneud unrhyw ymdrech. Maent yn gynnyrch o natur yr adweithiau. Enghreifftiau: sidan, gwlân, protein, asid niwclëig, startsh, cellwlos, lledr, cotwm ac eraill.
2. Artiffisial. Mae'r rhain yn macromoleciwlau sy'n cael eu creu gan ddyn, ond ar sail y analogau naturiol. Mae hynny yn unig yn gwella ei a newid y nodweddion o polymer naturiol sydd eisoes yn bodoli. Enghreifftiau: rwber synthetig, rwber.
3. Synthetig - polymerau hyn, creu a dim ond y person dan sylw. analogau naturiol ar eu cyfer yno. Mae gwyddonwyr yn datblygu dulliau o syntheseiddio deunyddiau newydd sy'n wahanol i wella perfformiad. Felly yn cael eu geni y cyfansoddion synthetig polymerig o bob math. Enghreifftiau: polyethylen, polypropylen, rayon, ffibr asetad ac yn y blaen.

Mae nodwedd arall, sef y sylfaen o wahanu y sylweddau yn y grŵp. Mae'r adweithedd a gwrthiant thermol. Dyrannu dau gategori ar gyfer y paramedr hwn:

• thermoplastig;
• thermosetiau.

Y mwyaf hynafol, yn bwysig ac yn arbennig o werthfawr yn dal i fod polymer naturiol. Ei briodweddau yn unigryw. Felly, rydym yn edrych nesaf ar ei bod yn y categori hwn o macromoleciwlau.

Pa sylwedd yn bolymer naturiol?

I ateb y cwestiwn hwn, yn gyntaf rydym yn edrych o'ch cwmpas. Sy'n amgylchynu ni? Byw organebau o'n cwmpas sy'n bwyta, anadlu, atgynhyrchu, blodeuo ac yn cynhyrchu ffrwythau a hadau. Ac maent yn dod o bwynt moleciwlaidd o farn? Mae'n cyfansoddion megis:

• proteinau;
• Asidau niwcleig;
• polysacaridau.

Felly, mae'r polymer naturiol yw, pob un o'r cyfansoddion uchod. Felly, mae'n ymddangos bod y bywyd o'n cwmpas, dim ond diolch i bresenoldeb moleciwlau hyn. Ers yr hen amser, mae pobl yn defnyddio clai, cymysgeddau ac atebion ar gyfer cryfhau ac adeiladu cartrefi, edafedd gwehyddu, gwlân, a ddefnyddir ar gyfer creu dillad cotwm, sidan, gwlân a chroen anifeiliaid. polymerau organig naturiol gyda dyn ym mhob cam o'i ffurfio a datblygu, ac mewn sawl ffordd ei helpu i gyflawni'r canlyniadau sydd gennym heddiw.

Mae natur iawn o roi pawb i fywydau pobl oedd mor gyfforddus â phosibl. Dros amser, mae'r rwber darganfuwyd, mae'n egluro ei eiddo rhyfeddol. Dyn wedi dysgu i ddefnyddio bwyd starts, yn y technegol - cellwlos. polymer naturiol ac mae'n chamffor, sy'n cael ei adnabod hefyd ers yr hen amser. Resinau, proteinau, asidau niwclëig - i gyd yn enghreifftiau o'r cyfansoddion sy'n cael eu hystyried.

Mae strwythur y polymerau naturiol

Nid yw pob aelod o'r dosbarth hwn o gyfansoddion yn cael yr un strwythur. Felly, efallai y polymerau naturiol a synthetig yn amrywio'n sylweddol. Mae eu moleciwlau yn gogwyddo fel bod y mwyaf proffidiol a chyfleus i fodoli o ran ynni. Fodd bynnag, mae llawer o rywogaethau naturiol yn gallu chwyddo a'u strwythur yn y broses o newid. Mae yna nifer o amrywiadau mwyaf cyffredin o strwythur cadwyn:

• llinol;
• canghennog;
• stellate;
• fflat;
• rhwyll;
• tâp;
• crib.

cynrychiolwyr macromoleciwlau artiffisial a synthetig yn cael màs mawr iawn, mae nifer fawr o atomau. Maent yn cael eu creu gyda eiddo a ddymunir yn benodol. Felly, mae'r strwythur eu gynlluniwyd yn wreiddiol i ddyn. polymerau naturiol hefyd yn aml naill ai'n llinol neu rwyll ar y strwythur.

Enghreifftiau o macromoleciwlau naturiol

polymerau naturiol a synthetig yn agos iawn at ei gilydd. Ar ôl y tro cyntaf yn dod yn sail ar gyfer ail. Mae enghreifftiau o trawsnewidiadau o'r fath yn llawer. Dyma rai ohonyn nhw.

1. plastig confensiynol gwyn Llaethog - mae hwn yn cynnyrch a geir wrth drin seliwlos ag asid nitrig gan ychwanegu camffor naturiol. Canlyniadau Mae'r adwaith Polymerization yn caledu y polymer a gafwyd a throsi i'r cynnyrch a ddymunir. Mae plasticizer - camffor, gan ei wneud yn gallu feddalu wrth gael eu gwresogi ac yn newid eu siâp.
2. sidan asetad, ffibr cuprammonium, viscose - oll yn enghreifftiau o'r edafedd, ffibrau, sy'n cael eu gafwyd ar sail y seliwlos. Nid yw ffabrigau gwneud o gotwm naturiol a lliain mor gryf, nid yn wych, yn hawdd i'w crych. Ond analogau artiffisial diffygion hyn difreintiedig, sy'n gwneud defnydd ohonynt yn ddeniadol iawn.
3. carreg artiffisial, deunyddiau adeiladu, cymysgeddau, lledr - hefyd yn enghreifftiau o bolymerau sy'n deillio o ddeunyddiau naturiol.

Sylwedd sydd yn polymer naturiol, a gellir eu defnyddio yn ei ffurf gywir. Mae enghreifftiau o'r fath yn rhy lawer:

• rosin;
• ambr;
• startsh;
• amylopectin;
• seliwlos;
• ffwr;
• gwlân;
• cotwm;
• sidan;
• sment;
• clai;
• calch;
• proteinau;
• asid niwclëig ac yn y blaen.

Mae'n amlwg bod ger ein dosbarth o gyfansoddion yn fawr iawn, yn ymarferol bwysig ac ystyrlon i bobl. Nawr gadewch i ni ystyried yn fwy manwl rhai cynrychiolwyr o bolymerau naturiol, sydd yn boblogaidd iawn ar hyn o bryd.

Sidan a gwlân

Mae'r fformiwla o sidan naturiol polymer cymhleth, gan fod ei gyfansoddiad cemegol yn cael ei mynegi gan yr elfennau canlynol:

• fibroin;
• sericin;
• cwyrau;
• frasterau.

Hun mawr protein - fibroin, mae aelodaeth o fwy o rywogaethau asid amino. Os yn bresennol i'r gadwyn polypeptid, bydd yn edrych fel hyn: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. A dim ond rhan ohoni mae hyn yn. Os byddwn yn dychmygu y strwythur drwy van der Waals yn ymuno heb fod yn llai cymhleth moleciwl protein sericin, maent yn cael eu cymysgu gyda'i gilydd mewn cydffurfiad sengl gyda cwyr a brasterau, mae'n ddealladwy pam ei bod yn anodd i ddarlunio fformiwla sidan naturiol.

Hyd yma, mae llawer o'r cynnyrch hwn yn cyflenwi Tsieina, am ei mannau agored, mae cynefin naturiol ar gyfer y prif gynhyrchydd - silkworm. Yn flaenorol, ers yr hen amser, sidan naturiol yn cael ei werthfawrogi'n fawr. Fforddio dillad oddi wrtho y gallai dim ond bonheddig o bobl, yn gyfoethog. Heddiw, mae llawer o nodweddion y meinwe yn wael. Er enghraifft, roedd yn magnetized ac crychu gryf, yn ogystal, amlygiad i'r haul yn colli ei llewyrch a tarnish. Felly, bellach yn defnyddio deilliadau synthetig o hynny.

Gwlân - mae hefyd yn polymer naturiol fel cynnyrch o swyddogaethau hanfodol y croen a chwarennau sebwm anifeiliaid. Yn seiliedig ar gynnyrch protein gweuwaith weithgynhyrchir hyn, sydd, fel sidan, yn ddeunydd gwerthfawr.

starts

startsh naturiol yw bywyd gynnyrch planhigion polymer. Maent yn cynhyrchu ei o ganlyniad i'r broses o ffotosynthesis ac yn cronni mewn gwahanol rannau o'r corff. Mae ei gyfansoddiad cemegol:

• amylopectin;
• amylose;
• alffa-glwcos.

Mae strwythur gofodol o startsh yn cael ei canghennog iawn, anhwylder. Oherwydd cynnwys amylopectin, ei fod yn gallu chwyddo mewn dŵr, gan ddod yn past fel y'u gelwir. Mae'r ateb colloidal ei ddefnyddio yn y celf a diwydiant. Meddygaeth, diwydiant bwyd, cynhyrchu gludyddion papur wal - mae hefyd yn y defnydd o'r sylwedd.

Ymhlith y planhigion sy'n cynnwys y swm uchaf o starts gellir eu hadnabod:

• corn;
• tatws;
• reis;
• gwenith;
• cassava;
• ceirch;
• gwenith yr hydd;
• bananas;
• sorgwm.

Ar sail yr hyn bara pobi biopolymer, yn gwneud pasta, coginio jeli, grawnfwydydd a chynhyrchion bwyd eraill.

cellwlos

O safbwynt cemeg, y sylwedd - yn bolymer y mae ei gyfansoddiad yn cael ei fynegi gan y fformiwla (C ₆ H ₅ O _{5) n.} cadwyn uned monomer yn beta-glwcos. Prif leoliad gynnwys seliwlos - yw'r cellfuriau planhigion. Dyna pam y coed - yn ffynhonnell werthfawr o cyfansoddyn hwn.

Cellwlos - polymer naturiol sydd â strwythur gofodol llinol. Mae'n cael ei ddefnyddio ar gyfer cynhyrchu y mathau canlynol o gynhyrchion:

• mwydion a phapur cynnyrch;
• ffwr artiffisial;
• gwahanol fathau o ffibrau o waith dyn;
• cotwm;
• plastig;
• powdr di-fwg;
• ffilmiau ac yn y blaen.

Mae'n amlwg bod ei werth diwydiannol yn wych. I Gall cyfansoddyn hwn yn cael ei ddefnyddio wrth gynhyrchu, dylai fod yn dechrau i dynnu o blanhigion. Gwneir hyn drwy goginio parhaus o bren mewn dyfeisiau arbennig. prosesu pellach, yn ogystal â adweithyddion a ddefnyddir ar gyfer treuliad yn wahanol. Mae sawl ffordd:

• sulfite;
• nitrad;
• y soda;
• sylffad.

Ar ôl triniaeth o'r fath, mae'r cynnyrch yn dal i gynnwys amhureddau. Wrth wraidd y lignin hon ac hemicellulose. I gael gwared arnynt, y mwydion yn cael ei drin â chlorin neu alcali.

Mewn pobl, nid oes unrhyw catalyddion biolegol fel bod wedi llwyddo i dorri i lawr y biopolymer cymhleth. Fodd bynnag, mae rhai anifeiliaid (llysysyddion), wedi'i addasu i hyn. Mae eu stumog yn setlo rhai bacteria sy'n ei gwneud yn ar eu cyfer. Yn lle hynny organebau deillio o ynni ar gyfer bywyd a chynefin. Mae'r math hwn o symbiosis yn hynod fuddiol i'r ddwy ochr.

rwber

Mae'r polymer naturiol sydd â gwerth economaidd gwerthfawr. Am y tro cyntaf y cafodd ei ddisgrifio gan Robert Cook, a oedd yn un o'i deithiau hyd iddo. Mae'n digwydd fel hyn. Ar ôl glanio ar yr ynys lle y brodorion yn byw anhysbys iddo, cafodd ei cyfarch cynnes ganddynt. Roedd ei sylw ei denu gan y plant lleol, sydd wedi chwarae yn bwnc anarferol. Mae'r corff spherical cael ei gwrthyrru o'r llawr ac yn neidio i fyny yn uchel yn yr awyr, ac yna dychwelyd.

Gofynnwch i'r bobl leol am yr hyn ei wneud o tegan hwn, dysgodd Cook fod hyn solidifies y sudd y goeden - Hevea. Mae llawer yn ddiweddarach, gwelwyd bod hyn yn rwber biopolymer.

Mae natur cemegol y cyfansoddyn yn hysbys - yn Isoprene, Polymerization cael naturiol. rwber Fformiwla (C ₅ H _{8) n.} Ei eiddo, oherwydd y mae ef yn cael ei ystyried mor uchel, fel a ganlyn:

• elastigedd;
• gwydnwch;
• inswleiddio trydanol;
• dal dŵr.

Fodd bynnag, mae anfanteision. Mewn amodau oer mae'n dod yn fregus ac yn frau, ac mae'r gwres - yn ludiog a gludiog. Dyna pam bod angen am y synthesis o analogau o sylfaen artiffisial neu synthetig. rwberi heddiw yn cael eu defnyddio'n eang mewn peirianneg a cheisiadau diwydiannol. Y cynhyrchion mwyaf pwysig yn seiliedig arnynt:

• rwber;
• eboni.

ambr

Mae'n polymer naturiol, gan fod y resin yn ei strwythur, ei siâp ffosil. strwythur gofodol - brics polymer amorffaidd. Hynod fflamadwy, gall cynnau fflam gêm. Mae wedi y nodweddion ymoleuedd. Mae hon yn ansawdd pwysig a gwerthfawr iawn, sy'n cael ei ddefnyddio mewn gemwaith. Addurniadau ar sail ambr yn brydferth iawn ac yn y galw.

Yn ogystal, mae'r biopolymer a ddefnyddir yn y ddibenion meddygol. Oherwydd ei fod yn cael ei gynhyrchu haenau paent papur tywod i wahanol arwynebau.