Polyme tự nhiên - áp dụng công thức và

Hầu hết các vật liệu hiện đại xây dựng, dược phẩm, vải, đồ gia dụng, bao bì và vật liệu tiêu hao là polyme. Là một nhóm các hợp chất có các tính năng đặc trưng. Rất nhiều trong số họ, nhưng bất chấp điều này, số lượng các polyme tiếp tục phát triển. Sau khi tất cả các nhà hóa học tổng hợp phát hiện hàng năm ngày càng nhiều chất mới. Trong trường hợp này, có ý nghĩa đặc biệt tại mọi thời điểm đó đã có một polymer tự nhiên. những phân tử tuyệt vời như thế nào? đặc điểm của họ là gì và các tính năng là gì? Những câu trả lời cho những câu hỏi trong bài viết.

Polyme: đặc điểm chung

Từ góc độ của hóa học, polymer được coi là một phân tử có trọng lượng phân tử lớn từ vài nghìn đến hàng triệu đơn vị. Tuy nhiên, bên cạnh tính năng này, vẫn còn một số trong đó chất có thể được phân loại một cách chính xác như tự nhiên và polyme tổng hợp. Đó là:

• liên tục lặp đi lặp lại các đơn vị monome, được nối với nhau bằng phương tiện tương tác khác nhau;
• độ polymerase (ví dụ, số lượng các monome) phải rất cao, nếu không thì hợp chất sẽ được coi là một oligomer;
• xác định phương hướng không gian của các đại phân tử;
• một tập hợp các tính chất vật lý và hóa học quan trọng duy nhất để nhóm.

Nói chung, các chất có tính chất polyme phân biệt với người kia khá dễ dàng. Người ta chỉ có nhìn vào công thức của mình để tìm nó ra. Một ví dụ điển hình là polyethylene nổi tiếng, được sử dụng rộng rãi trong các hộ gia đình và công nghiệp. Nó là sản phẩm của phản ứng trùng hợp, mà đi vào hydrocarbon không bão hòa là ethene hoặc ethylene. Phản ứng thường được viết như sau:

NCH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, trong đó n - là mức độ trùng hợp của các phân tử hiển thị như các đơn vị monome có trong thành phần của nó.

Ngoài ra làm ví dụ, một loại polymer tự nhiên mà nổi tiếng, tinh bột này. Hơn nữa, trong nhóm này của các hợp chất thuộc amylopectin, cellulose, protein gà và nhiều chất khác.

Phản ứng, dẫn đến các đại phân tử có thể được hình thành, bao gồm hai loại:

• trùng hợp;
• polycondensation.

Sự khác biệt là trong trường hợp thứ hai, các sản phẩm phản ứng là trọng lượng phân tử thấp. Cấu trúc của polymer có thể khác nhau, tùy thuộc vào các nguyên tử tạo thành nó. Thường có dạng tuyến tính, nhưng có một lưới ba chiều, rất phức tạp.

Nếu chúng ta nói về lực lượng và tương tác giữ các đơn vị monome với nhau, người ta có thể xác định một vài cơ bản:

• Van der Waals;
• liên kết hóa học (kết cộng hóa trị, ion);
• tương tác elektronostaticheskoe.

Tất cả các polyme không thể được kết hợp thành một loại bởi vì họ có một bản chất hoàn toàn khác nhau, phương pháp hình thành và thực hiện chức năng khác nhau. tài sản của họ cũng khác nhau. Do đó, có một phân loại cho phép bạn chia sẻ tất cả các thành viên của nhóm này các chất thành các loại khác nhau. Nó dựa có thể nằm vài dấu hiệu.

phân loại polyme

Nếu chúng ta lấy cơ sở của các thành phần chất lượng của các phân tử, tất cả các chất này có thể được xác định trong ba nhóm.

1. Các chất hữu cơ - những người có chứa cacbon, hydro, lưu huỳnh, oxy, phốt pho, nitơ. Đó là, những yếu tố đó là hữu cơ. Ví dụ như polyetylen cân, polyvinyl chloride, polypropylene, rayon, nylon, polyme tự nhiên - protein, axit nucleic và vân vân.
2. Elementorganic - chẳng hạn một thành phần trong đó bao gồm một số chất vô cơ và không liên quan yếu tố hữu cơ. Thông thường nó là silic, nhôm hoặc titan. Ví dụ về các đại phân tử như: thủy tinh hữu cơ, steklopolimery, vật liệu composite.
3. Vô cơ - nằm tại cơ sở nguyên tử silicon chuỗi thay vì carbon. Các gốc tự do cũng có thể là một phần của chi nhánh bên. Họ đã mở gần đây nhất là vào giữa thế kỷ XX. Được sử dụng trong y học, xây dựng, kỹ thuật và các ngành công nghiệp khác. Ví dụ về các silicone, HgS.

Nếu bạn chia các polyme có nguồn gốc, người ta có thể xác định ba nhóm của họ.

1. Polyme tự nhiên mà sử dụng được thực hiện rộng với cái cũ. Đây là những đại phân tử để tạo mà con người không thực hiện bất kỳ nỗ lực. Họ là những sản phẩm về bản chất của các phản ứng. Ví dụ: lụa, len, protein, axit nucleic, tinh bột, cellulose, da, cotton và những người khác.
2. Nhân tạo. Đây là những đại phân tử được tạo ra bởi con người, nhưng trên cơ sở tương tự tự nhiên. Đó chỉ là cải thiện và thay đổi các thuộc tính của một polyme tự nhiên hiện có. Ví dụ: cao su tổng hợp, cao su.
3. Tổng hợp - những polyme, sự sáng tạo trong đó chỉ có những người có liên quan. tương tự tự nhiên cho chúng ở đó. Các nhà khoa học phát triển các phương pháp tổng hợp vật liệu mới mà là khác nhau để cải thiện hiệu suất. Do đó sinh ra các hợp chất cao phân tử tổng hợp của tất cả các loại. Ví dụ: polyethylene, polypropylene, rayon, sợi axetat và những thứ tương tự.

Có một tính năng, đó là cơ sở tách các chất trong nhóm. Đây phản ứng và khả năng chống nhiệt. Phân bổ hai loại cho tham số này:

• nhiệt dẻo;
• thermosets.

Các cổ xưa nhất, quan trọng và đặc biệt là có giá trị vẫn là một polymer tự nhiên. tính chất của nó là duy nhất. Do đó, chúng tôi tiếp nhìn vào nó là thể loại này của các đại phân tử.

Mà chất là một loại polymer tự nhiên?

Để trả lời câu hỏi này, trước hết chúng ta nhìn xung quanh bạn. Xung quanh chúng ta? Sinh vật sống xung quanh chúng ta ai ăn, thở, tái sản xuất, nở và sản xuất trái cây và hạt giống. Và họ đến từ một điểm phân tử của xem? Nó hợp chất như:

• protein;
• axit nucleic;
• polysaccharides.

Vì vậy, các polyme tự nhiên là, mỗi người trong số các hợp chất trên. Như vậy, dường như cuộc sống xung quanh chúng ta, chỉ có nhờ vào sự hiện diện của các phân tử. Từ xa xưa, người ta đã dùng đất sét, hỗn hợp và các giải pháp để tăng cường và xây dựng nhà cửa, sợi dệt, len, được sử dụng để tạo bông quần áo, lụa, len và da động vật. polyme hữu cơ tự nhiên đi kèm với người đàn ông ở tất cả các giai đoạn hình thành và phát triển của nó, và trong nhiều cách giúp anh đạt được kết quả mà chúng ta có ngày hôm nay.

Chính bản chất của cho tất cả để cuộc sống của mọi người là như thoải mái càng tốt. Theo thời gian, cao su được phát hiện, nó làm sáng tỏ tính chất đặc biệt của nó. Con người đã học cách sử dụng thực phẩm để tinh bột, trong kỹ thuật - cellulose. polymer tự nhiên và là một long não, mà còn được biết đến từ thời cổ đại. Nhựa, protein, axit nucleic - đều là những ví dụ về các hợp chất được xem xét.

Cấu trúc của polyme tự nhiên

Không phải tất cả các thành viên của lớp này của các hợp chất có cấu trúc tương tự. Do đó, các polyme tự nhiên và sợi nhân tạo có thể thay đổi đáng kể. phân tử của họ được định hướng để các lợi nhuận cao nhất và thuận tiện để tồn tại về mặt năng lượng. Tuy nhiên, nhiều loài tự nhiên có thể sưng lên và cấu trúc của chúng trong quá trình thay đổi. Có rất nhiều biến thể phổ biến nhất của cấu trúc chuỗi:

• tuyến tính;
• nhánh;
• hình sao;
• phẳng,
• lưới;
• băng;
• lược.

đại phân tử đại diện nhân tạo và tổng hợp có một khối lượng rất lớn, một số lượng lớn các nguyên tử. Chúng được tạo ra với đặc tính mong muốn đặc biệt. Do đó, cấu trúc của họ dự kiến ban đầu cho con người. Polyme tự nhiên cũng thường hoặc tuyến tính hoặc lưới về cấu trúc.

Ví dụ về các phân tử tự nhiên

Polyme tự nhiên và tổng hợp rất chặt chẽ với nhau. Sau khi lần đầu tiên trở thành cơ sở cho một thứ hai. Ví dụ về biến đổi như vậy rất nhiều. Dưới đây là một số trong số họ.

1. nhựa thông thường màu trắng sữa - đây là một sản phẩm thu được bằng cách xử lý cellulose với axit nitric với việc bổ sung long não tự nhiên. kết quả phản ứng trùng hợp trong xơ cứng động polymer thu được và chuyển đổi sang sản phẩm mong muốn. Một dẻo - long não, làm cho nó có khả năng làm mềm khi bị nung nóng và thay đổi hình dạng của chúng.
2. lụa axetat, sợi cuprammonium, viscose - đều là những ví dụ về các loại sợi, sợi, mà thu được trên cơ sở cellulose. Vải làm từ cotton tự nhiên và vải lanh là không mạnh, không rực rỡ, dễ nhăn. Nhưng tương tự nhân tạo của những thiếu sót tước, mà làm cho việc sử dụng chúng là rất hấp dẫn.
3. đá nhân tạo, vật liệu xây dựng, hỗn hợp, da - cũng là ví dụ về các polyme có nguồn gốc từ các nguyên liệu tự nhiên.

Một chất đó là một loại polymer tự nhiên, và có thể được sử dụng ở dạng thật sự của nó. ví dụ như vậy là quá nhiều:

• nhựa thông;
• hổ phách;
• tinh bột;
• amylopectin;
• cellulose;
• lông;
• len;
• bông;
• lụa;
• xi măng;
• đất sét;
• vôi;
• protein;
• axit nucleic và vân vân.

Rõ ràng là trước khi chúng tôi một lớp học của các hợp chất là rất lớn, thực tế quan trọng và có ý nghĩa cho mọi người. Bây giờ chúng ta hãy xem xét một cách chi tiết hơn một số đại diện của các polyme tự nhiên, mà đang rất phổ biến tại thời điểm này.

Lụa và len

Công thức phức tạp polymer lụa tự nhiên, bởi vì thành phần hóa học của nó được thể hiện bởi các thành phần sau:

• fibroin;
• sericin;
• sáp;
• chất béo.

Mình protein lớn - fibroin, có một thành viên của nhiều loài axit amin. Nếu hiện tại nó vào chuỗi polypeptide, nó sẽ giống như thế này: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. Và đây chỉ là một phần của nó. Nếu chúng ta tưởng tượng rằng đến cấu trúc bằng phương tiện của van der Waals tham gia không ít phức tạp hơn phân tử protein sericin, chúng được trộn với nhau trong một dáng duy nhất với một sáp và chất béo, nó là có thể hiểu lý do tại sao rất khó để mô tả công thức lụa tự nhiên.

Cho đến nay, phần lớn sản phẩm này cung cấp Trung Quốc, cho các không gian mở của nó, có một môi trường sống tự nhiên cho nhà sản xuất chính - tằm. Trước đó, từ thời cổ đại, lụa tự nhiên là rất cảm kích. Đủ khả năng quần áo từ anh ấy chỉ có thể cao quý, những người giàu. Ngày nay, rất nhiều các đặc điểm của mô là người nghèo. Ví dụ, ông mạnh mẽ từ hóa và nhàu nát, ngoài ra, việc tiếp xúc với ánh nắng mặt trời mất ánh của nó và bị xỉn màu. Do đó, còn trong sử dụng các dẫn xuất tổng hợp đó.

Len - nó cũng là một loại polymer tự nhiên như một sản phẩm của các chức năng quan trọng của da và tuyến bã nhờn của động vật. Dựa trên sản phẩm dệt kim protein sản xuất này, trong đó, như lụa, là một loại vật liệu có giá trị.

tinh bột

tinh bột tự nhiên là một đời sống thực vật polymer sản phẩm. Họ sản xuất nó như là một kết quả của quá trình quang hợp và tích lũy trong các bộ phận khác nhau của cơ thể. Thành phần hóa học của nó:

• amylopectin;
• amylose;
• alpha-glucose.

Cấu trúc không gian của tinh bột là rất phân nhánh, mất trật tự. Do bao gồm amylopectin, nó có khả năng sưng trong nước, trở thành một cái gọi là dán. Đây dung dịch keo được sử dụng trong nghệ thuật và công nghiệp. Y học, công nghiệp thực phẩm, sản xuất keo dán giấy dán tường - nó cũng là việc sử dụng các chất.

Trong số các nhà máy có chứa số tiền tối đa của tinh bột có thể được xác định:

• ngô;
• khoai tây;
• gạo;
• lúa mì;
• sắn;
• yến mạch;
• kiều mạch;
• chuối;
• lúa miến.

Trên cơ sở bánh mì nướng polymer sinh học này, hãy mì, nấu thạch, ngũ cốc và các sản phẩm thực phẩm khác.

cellulose

Từ góc độ của hóa học, chất - là một loại polymer có thành phần được thể hiện theo công thức (C ₆ H ₅ O _{5) n.} chuỗi đơn vị monome là một phiên bản beta-glucose. nơi chính của nội dung cellulose - là các bức tường tế bào của thực vật. Đó là lý do tại sao gỗ - một nguồn có giá trị của hợp chất này.

Cellulose - một loại polymer tự nhiên mà có một cấu trúc không gian tuyến tính. Nó được sử dụng để sản xuất các loại sau đây của các sản phẩm:

• bột giấy và sản phẩm từ giấy;
• lông nhân tạo;
• loại khác nhau của sợi nhân tạo;
• bông;
• chất dẻo;
• bột không khói;
• phim và vân vân.

Rõ ràng là giá trị công nghiệp của nó là rất tốt. Để hợp chất này có thể được sử dụng trong sản xuất, nó phải là để bắt đầu chiết xuất từ thực vật. Này được thực hiện bằng cách nấu ăn liên tục của gỗ trong các thiết bị đặc biệt. tiếp tục xử lý, cũng như thuốc thử sử dụng cho quá trình tiêu hóa là khác nhau. Có một số cách:

• sulfit;
• nitrat;
• soda;
• sulfate.

Sau khi điều trị như vậy, sản phẩm vẫn chứa tạp chất. Tại trung tâm của lignin và hemicellulose. Để loại bỏ chúng, bột giấy được xử lý bằng clo hoặc kiềm.

Ở người, không có chất xúc tác sinh học như vậy mà đã quản lý để phá vỡ polymer sinh học phức tạp này. Tuy nhiên, một số động vật (động vật ăn cỏ), thích nghi với điều này. dạ dày của họ giải quyết một số vi khuẩn mà làm cho nó cho họ. Thay vào đó các sinh vật lấy năng lượng cho cuộc sống và môi trường sống. Đây là hình thức cộng sinh là cực kỳ có lợi cho cả hai bên.

cao su

polyme tự nhiên này có giá trị kinh tế có giá trị. Đây là lần đầu tiên nó được mô tả bởi Robert Cook, người thuộc một trong các chuyến đi của ông tìm thấy anh ta. Nó đã xảy ra như thế này. Sau khi hạ cánh trên hòn đảo nơi bản xứ sống không biết đến ông, ông đã nhiệt liệt chào đón bởi chúng. sự chú ý của ông bị thu hút bởi những đứa trẻ địa phương, những người đã đóng một đối tượng không bình thường. cơ thể hình cầu này được đẩy lùi từ sàn nhà và nhảy lên cao trong không khí, sau đó quay trở lại.

Hỏi người dân địa phương về những gì được làm từ đồ chơi này, Cook đã học rằng điều này củng cố nước trái cây của một cây - Hevea. Mãi về sau, nó đã được tìm thấy rằng đây là một cao su polymer sinh học.

Tính chất hóa học của các hợp chất được biết đến - là isoprene, tự nhiên chịu sự thay đổi trùng. cao su có công thức (C ₅ H _{8) n.} thuộc tính của nó, do đó ông được rất đánh giá cao, như sau:

• tính đàn hồi;
• độ bền;
• vật liệu cách điện;
• kín nước.

Tuy nhiên, có nhược điểm. Trong điều kiện lạnh nó trở nên mong manh và dễ gãy, và nhiệt - dính và nhớt. Đó là lý do tại sao có một nhu cầu cho quá trình tổng hợp các chất tương tự của cơ sở nhân tạo hoặc tổng hợp. cao su ngày nay được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật và ứng dụng công nghiệp. Các sản phẩm quan trọng nhất dựa trên chúng:

• cao su;
• mun.

hổ phách

Nó là một loại polymer tự nhiên, kể từ nhựa là trong cấu trúc của nó, hóa thạch hình dạng của nó. cấu trúc không gian - gạch vô định hình polymer. Rất dễ cháy, nó có thể đốt cháy ngọn lửa của một trận đấu. Nó có các tính chất phát quang. Đây là một điều rất quan trọng và có giá trị chất lượng, được sử dụng trong ngành kim hoàn. Đồ trang trí trên cơ sở của hổ phách rất đẹp và có nhu cầu.

Bên cạnh đó, các polymer sinh học được sử dụng trong các mục đích y tế. Bởi vì nó được sản xuất lớp phủ sơn giấy nhám các bề mặt khác nhau.