Polímer natural - aplicació de la fórmula i

Els més moderns materials de construcció, productes farmacèutics, teixits, articles per a la llar, envasos i materials consumibles són polímers. És un grup de compostos que tenen els trets característics. Una gran quantitat d'ells, però tot i això, el nombre de polímers segueix creixent. Després de tots els químics sintètics descobertes cada any més i més substàncies noves. En aquest cas, un significat especial en tot moment tenia un polímer natural. Quines són aquestes molècules sorprenents? Quines són les seves característiques i quines són les característiques? Les respostes a aquestes preguntes en l'article.

Polímers: característiques generals

Des del punt de vista de la química, el polímer es considera que és una molècula que té un pes molecular gran des d'uns pocs milers a milions d'unitats. No obstant això, a més d'aquesta funció, encara hi ha alguns en què la substància es pot classificar amb precisió com naturals i polímers sintètics. Ells són:

• la repetició constant d'unitats de monòmers, que estan connectats per mitjà de diferents interaccions;
• grau de la polimerasa (és a dir, el nombre de monòmers) ha de ser molt alta, en cas contrari el compost seria considerat un oligòmer;
• la determinació de l'orientació espacial de la macromolècula;
• un conjunt d'importants propietats físiques i químiques úniques per al grup.

En general, la substància de naturalesa polimèrica distingible de l'altre amb força facilitat. Un només ha de mirar a la seva fórmula de descobrir-ho. Un exemple típic és el polietilè ben conegut, són àmpliament utilitzats a la llar i la indústria. És un producte de la reacció de polimerització, que entra hidrocarbur insaturat és etè o etilè. La reacció generalment s'escriu així:

NCH ₂ = CH ₂ → (-CH = CH-) _n, on n - és el grau de polimerització de les molècules que mostren com unitats monomèriques incloses en la composició.

També com a exemple, un polímer natural que és ben conegut, aquest midó. A més, en aquest grup de compostos pertanyen amilopectina, cel·lulosa, proteïna de pollastre, i moltes altres substàncies.

La reacció, que va resultar en la macromolècula es pot formar, són de dos tipus:

• polimerització;
• policondensació.

La diferència és que en el segon cas, els productes de reacció són de baix pes molecular. L'estructura del polímer pot variar, depenent dels àtoms que el constitueixen. Sovint hi ha formes lineals, però hi ha una malla tridimensional, molt complex.

Si parlem de les forces i interaccions que mantenen les unitats de monòmer junts, és possible identificar alguns bàsica:

• forces de Van der Waals;
• la unió química (covalent, iònic);
• interacció elektronostaticheskoe.

Tots els polímers no es poden combinar en una categoria perquè tenen una naturalesa completament diferent, el mètode de formació i realitzen funcions diferents. Les seves propietats també són diferents. Per tant, hi ha una classificació que li permet compartir tots els membres d'aquest grup de substàncies en diferents categories. Es basa pot residir diversos signes.

classificació dels polímers

Si prenem la base de la composició qualitativa de les molècules, totes les substàncies es pot determinar en tres grups.

1. Els orgànics - aquells que contenen carboni, hidrogen, sofre, oxigen, fòsfor, nitrogen. És a dir, aquells elements que són biogènic. Els exemples són polietilè de pes, clorur de polivinil, polipropilè, raió, niló, polímer natural - proteïna, àcid nucleic i així successivament.
2. Elementorganic - una composició tal que inclou algunes inorgànic i estranya element biogènic. El més sovint és de silici, alumini o titani. Exemples de tals macromolècules: vidre orgànic, steklopolimery, materials compostos.
3. Inorganic - mentida a la base dels àtoms de silici de la cadena en lloc de carboni. Els radicals també poden ser part de les branques laterals. Es va obrir en data tan recent com el mitjans del segle XX. S'utilitza en la medicina, construcció, enginyeria i altres indústries. Exemples de silicona, cinabri.

Si divideix els polímers d'origen, és possible identificar tres del seu grup.

1. polímers naturals l'ús està àmpliament dut a terme amb l'edat. Aquests són macromolècules per a la creació de la qual l'home no fa cap esforç. Són productes de la naturalesa de les reaccions. Exemples: seda, llana, proteïna, àcid nucleic, midó, cel·lulosa, cuir, cotó i altres.
2. Artificial. Aquests són macromolècules que són creats per l'home, sinó sobre la base dels anàlegs naturals. Això és només millorar i canviar les propietats d'un polímer natural existent. Exemples: cautxú sintètic, cautxú.
3. Sintètica - aquests polímers, la creació de les quals només la persona involucrada. anàlegs naturals d'allà. Científics desenvolupen mètodes de síntesi de nous materials que són diferents a la millora de rendiment. Així neixen els compostos polimèrics sintètics de tota mena. Exemples: polietilè, polipropilè, raió, fibra d'acetat i similars.

Hi ha una altra característica, que és la base de la separació de les substàncies en el grup. Aquesta reactivitat i la resistència tèrmica. Assignar dues categories per a aquest paràmetre:

• termoplàstic;
• termoestables.

La més antiga, important i especialment valuós segueix sent un polímer natural. Les seves propietats són úniques. Per tant, el proper veure-ho és aquesta categoria de macromolècules.

Quina substància és un polímer natural?

Per respondre a aquesta pregunta, primer que mirem al nostre voltant. El que ens envolta? Els organismes vius que ens envolten que mengen, respiren, es reprodueixen, floració i produeixen fruits i llavors. I són, des d'un punt de vista molecular? Es compostos com ara:

• proteïnes;
• àcids nucleics;
• polisacàrids.

Així, el polímer natural és, cada un dels compostos anteriors. Per tant, sembla que la vida que ens envolta, no només gràcies a la presència d'aquestes molècules. Des de l'antiguitat, la gent utilitza argila, mescles i solucions per a l'enfortiment i la construcció d'habitatges, fil teixit, llana, que s'utilitza per a la creació de roba de cotó, seda, llana i pell d'animals. polímers orgànics naturals acompanyat l'home en totes les etapes de la seva formació i desenvolupament, i en molts sentits el van ajudar a aconseguir els resultats que tenim avui.

La naturalesa mateixa de donar tot a la vida de la gent va ser el més còmoda possible. Amb el temps, el cautxú es va descobrir, va aclarir les seves notables propietats. L'home ha après a utilitzar els aliments amb el midó, en la tècnica - cel·lulosa. polímer natural i és un càmfora, que també es coneix des de l'antiguitat. Resines, proteïnes, àcids nucleics - són tots exemples dels compostos sota consideració.

L'estructura de polímers naturals

No tots els membres d'aquesta classe de compostos tenen la mateixa estructura. Així, els polímers naturals i sintètics poden variar considerablement. Les seves molècules s'orienten de manera que el més rendible i convenient per existir en termes d'energia. No obstant això, moltes espècies naturals són capaços d'inflar-se i la seva estructura en el procés de canvi. Hi ha diverses variants més comunes de l'estructura de la cadena:

• lineal;
• ramificat;
• estavellades;
• plana;
• malla;
• cinta;
• pinta.

representants macromolècules artificials i sintètics tenen una massa molt gran, un gran nombre d'àtoms. Es creen amb propietats específicament desitjades. Per tant, l'estructura del seu planejada originalment per a l'home. Els polímers naturals també són sovint ja sigui lineal o de malla de l'estructura.

Els exemples de macromolècules naturals

Els polímers naturals i sintètics són molt a prop un de l'altre. Després de convertir-se primer en la base d'un segon. Exemples de tals transformacions són moltes. Aquests són alguns d'ells.

1. plàstic convencional de color blanc lletós - aquest és un producte obtingut per tractament de la cel·lulosa amb àcid nítric amb l'addició de càmfora natural. La reacció de polimerització dóna com a resultat l'enduriment del polímer obtingut i la conversió en el producte desitjat. Un plastificant - càmfora, pel que és capaç d'estovament quan s'escalfa i canviar la seva forma.
2. seda acetat, fibra de cupramonio, viscosa - són tots exemples dels fils, fibres, que s'obtenen sobre la base de cel·lulosa. Teles de cotó natural i roba de llit no són tan forts, no brillant, fàcil de plec. Però anàlegs artificials d'aquestes deficiències privats, el que fa que el seu ús és molt atractiu.
3. Pedra artificial, materials de construcció, mescles, cuir - és també exemples de polímers derivats de materials naturals.

Una substància que és un polímer natural, i pot usar-se en la seva forma veritable. Tals exemples són molts:

• la colofònia;
• ambre;
• midó;
• amilopectina;
• cel·lulosa;
• pells;
• llana;
• cotó;
• seda;
• ciment;
• argila;
• calç;
• proteïnes;
• àcid nucleic i així successivament.

És clar que davant nostre una classe de compostos és molt gran, pràcticament important i significatiu per a les persones. Considerem ara amb més detall alguns representants de polímers naturals, que són molt populars en aquest moment.

Seda i llana

La fórmula del complex de polímer de seda natural, per la seva composició química s'expressa pels següents components:

• fibroïna;
• sericina;
• ceres;
• greixos.

Mateix principal proteïna - fibroïna, té una pertinença de més espècies d'aminoàcids. Si està present a la cadena polipeptídica, que es veurà així: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH _(CH3) -CO-NH-CH ₂ -CO-) _núm. I això és només part d'ella. Si imaginem que a l'estructura per mitjà de van der Waals s'uneix a no menys complex molècula de proteïna sericina, es barregen junts en una sola conformació amb una cera i els greixos, és comprensible per què és difícil de descriure seda natural fórmula.

Fins ara, gran part d'aquest producte subministra la Xina, pels seus espais oberts, hi ha un hàbitat natural per al productor principal - cuc de seda. Anteriorment, des de l'antiguitat, la seda natural és molt apreciat. Comprar roba d'ell podria, només els rics nobles. Avui en dia, moltes de les característiques del teixit és pobre. Per exemple, ell fortament magnetitzat i arrugat, a més, l'exposició al sol perd la seva brillantor i s'entela. Per tant, ja en utilitzar derivats sintètics dels mateixos.

Llana - que també és un polímer natural com un producte de les funcions vitals de la pell i glàndules sebàcies d'animals. Sobre la base d'aquests gèneres de punt fabricat producte de proteïna, que, com la seda, és un material valuós.

midó

midó natural és una vida de la planta polímer producte. Ells produeixen com un resultat del procés de la fotosíntesi i s'acumulen en diferents parts del cos. La seva composició química:

• amilopectina;
• amilosa;
• alfa-glucosa.

L'estructura espacial de midó es molt ramificat, desordenada. A causa de l'amilopectina inclòs, que és capaç d'inflar-en aigua, convertint-se en una trucada pasta. Aquesta solució col·loïdal s'utilitza en la tècnica i la indústria. La medicina, la indústria alimentària, la producció de coles del paper pintat - és també l'ús de la substància.

Entre les plantes que contenen la màxima quantitat de midó pot ser identificat:

• blat de moro;
• patates;
• arròs;
• blat;
• iuca;
• la civada;
• blat sarraí;
• plàtans;
• sorgo.

Sobre la base d'aquest biopolímer enfornar pa, fer pasta, cuinar gelea, cereals i altres productes alimentaris.

cel·lulosa

Des del punt de vista de la química, la substància - és un polímer la composició s'expressa per la fórmula (C ₆ H ₅ O _{5) n.} cadena d'unitat de monòmer és un beta-glucosa. Inici lloc de contingut de cel·lulosa - és que les parets cel·lulars de les plantes. És per això que la fusta - una valuosa font d'aquest compost.

La cel·lulosa - un polímer natural que té una estructura espacial lineal. S'utilitza per a la producció dels següents tipus de productes:

• polpa i productes de paper;
• pelleteria;
• diferents tipus de fibres sintètiques o artificials;
• cotó;
• plàstic;
• pols sense fum;
• pel·lícules i així successivament.

És obvi que el seu valor industrial és gran. A aquest compost es pot utilitzar en la producció, ha de ser per començar a extreure de les plantes. Això es fa mitjançant la cocció contínua de la fusta en dispositius especials. El processament addicional, així com els reactius usats per a la digestió són diferents. Hi ha diverses maneres:

• sulfit;
• nitrat;
• la sosa;
• sulfat.

Després de tal tractament, el producte encara conté impureses. Al cor d'aquesta lignina i hemicel·lulosa. Per desfer-se'n, la pasta es tracta amb clor o àlcali.

En els éssers humans, no hi ha tals catalitzadors biològics que han aconseguit trencar aquest biopolímer complexa. No obstant això, alguns animals (herbívors) adaptats a aquest. El seu estómac resoldre certs bacteris que ho fan per ells. En lloc organismes deriven energia per a la vida i l'hàbitat. Aquesta forma de simbiosi és molt beneficiós per a ambdues parts.

goma

Aquest polímer natural que té valuós valor econòmic. Per primera vegada va ser descrit per Robert Cook, que en un dels seus viatges el va trobar. La cosa va anar així. Després d'aterrar a l'illa on vivien desconegut per a ell els nadius, que va ser molt ben rebut per ells. La seva atenció va ser atreta pels nens de la localitat, que han jugat un tema inusual. Aquest cos esfèric és repel·lit des del terra i va saltar alt en l'aire, i després va tornar.

Demanar a la població local sobre el que es fa d'aquesta joguina, Cook va aprendre que aquesta es solidifica el suc d'un arbre - Hevea. Molt més tard, es va trobar que aquest és un cautxú biopolímer.

La naturalesa química del compost conegut - és isoprè, polimerització patit natural. cautxú de Fórmula (C ₅ H _{8) n.} Les seves propietats, a causa que està tan apreciat, de la següent manera:

• elasticitat;
• la durabilitat;
• aïllament elèctric;
• estanca.

No obstant això, hi ha alguns desavantatges. En condicions de fred es torna fràgil i trencadís, i la calor - enganxós i viscós. Per això era necessari per a la síntesi d'anàlegs de la base artificial o sintètic. cautxús avui són àmpliament utilitzats en aplicacions industrials i d'enginyeria. Els productes més importants basats en ells:

• cautxú;
• banús.

ambre

És un polímer natural, ja que la resina està en la seva estructura, fòssil seva forma. estructura espacial - polímer amorf de maó. Fàcilment inflamable, que pot encendre la flama d'un llumí. Té les propietats de luminescència. Aquesta és una qualitat molt important i valuosa, que s'utilitza en joieria. Adorns a la base d'ambre és molt bonic i la demanda.

A més, el biopolímer utilitza en els usos mèdics. A causa de que està fabricat recobriments de pintura de paper de vidre a diverses superfícies.