Přírodní polymer - použití vzorce a

Většina moderních stavebních materiálů, léčiva, látky, předměty pro domácnost, balení a režijní materiály jsou polymery. Je skupina sloučenin, které mají charakteristické znaky. Mnoho z nich, ale navzdory tomu se počet polymerů stále roste. Poté, co všechny syntetické chemici objevili každý rok více a více nových látek. V tomto případě je zvláštní význam po celou dobu, že měl přírodní polymer. Jaké jsou tyto úžasné molekuly? Jaké jsou jejich vlastnosti a jaké jsou jejich vlastnosti? Odpovědi na tyto otázky v tomto článku.

Polymery: obecná charakteristika

Z hlediska chemie, polymer je považován za molekulu, která má velkou molekulovou hmotností od několika tisíc až milionů jednotek. Nicméně kromě této funkce, stále existuje, ve které může být látka přesně klasifikována jako přírodních a syntetických polymerů. Jsou to:

• neustále se opakující monomerní jednotky, které jsou spojeny pomocí různých interakcí;
• Stupeň polymerázy (to znamená počet monomerů), musí být velmi vysoká, neboť tato sloučenina může být považováno za oligomer;
• určení prostorovou orientaci makromolekul;
• sada významných fyzikálních a chemických vlastností specifických pro skupiny.

Obecně platí, že látka polymerní povahy, které lze odlišit od sebe poměrně snadno. Stačí se jen podívat na jeho vzorec na to přijít. Typickým příkladem je známý z polyethylenu, jsou široce používány v domácnosti a průmyslu. Jedná se o produkt polymerační reakce, která vstupuje nenasycený uhlovodík je ethen nebo ethylen. Reakce se obecně zapsat následovně:

nCH ₂ = CH ₂ → (-CH = CH-) _n, kde n - je stupeň polymerace molekul vykazujících jako monomerní jednotky zahrnuté v jeho složení.

Také jako příklad, přírodního polymeru, který je dobře známo, tento škrob. Navíc v této skupiny sloučenin patří amylopektinu, celulózu, kuřecí bílkoviny a mnoho dalších látek.

Reakce, která vyústila v makromolekule může být vytvořen, jsou dvou typů:

• polymerace;
• polykondenzace.

Rozdíl je v tom, že v druhém případě, jsou reakční produkty s nízkou molekulovou hmotností. Struktura polymeru se může měnit v závislosti na atomech, které ji tvoří. Často jsou lineární formy, ale je zde trojrozměrné pletivo, velmi složité.

Pokud budeme mluvit o sil a interakcí, které udržují monomerní jednotky pohromadě, je možné identifikovat několik základních:

• Van der Waalsovy síly;
• chemická vazba (kovalentní, iontové);
• elektronostaticheskoe interakce.

Všechny polymery nemohou být spojeny do jedné kategorie, protože mají zcela odlišný charakter, způsob tvorby a provádět rozdílné funkce. Jejich vlastnosti jsou také odlišné. Proto je klasifikace, která vám umožní sdílet všechny členy této skupiny látek do různých kategorií. Je založen může ležet několik značek.

klasifikace polymerů

Vezmeme-li základ kvalitativního složení molekul, veškeré látky může být určena do tří skupin.

1. Organické - ty, které obsahují uhlík, vodík, kyslík, síru, fosfor, dusík. To znamená, že tyto prvky, které jsou biogenní. Jako příklady lze uvést polyethylen, polyvinylchlorid, polypropylen, umělé hedvábí, nylon, přírodní polymer - protein, nukleové kyseliny a tak dále.
2. Elementorganic - takový prostředek, který obsahuje nějaký cizí anorganické a biogenní prvek. Nejčastěji to znamená křemík, hliník nebo titan. Příklady takových makromolekul: organického skla, steklopolimery, kompozitních materiálů.
3. Anorganická - lež na základě atomů v řetězci křemíku místo uhlí. Tyto zbytky mohou být rovněž součástí bočních větví. Otevřeli naposledy v polovině XX století. Používán v lékařství, stavebnictví, strojírenství a dalších průmyslových odvětvích. Příklady silikonu, rumělkou.

Máte-li rozdělit polymery v původu, je možné identifikovat tři z jejich skupiny.

1. Přírodní polymery, jejichž použití je všeobecně provádí se starými. Jsou to makromolekuly pro tvorbu z nichž člověk nemůže dělat žádné úsilí. Jsou to produkty povaze reakcí. Příklady: hedvábí, vlna, protein, nukleová kyselina, škrob, celulóza, kůže, bavlna a další.
2. Umělý. To jsou makromolekuly, které jsou vytvořeny člověkem, ale na základě přírodních analogů. Který je právě zlepšit a změnit vlastnosti existujícího přírodního polymeru. Příklady: syntetický kaučuk, guma.
3. Syntetický - tyto polymery, jejichž tvorba pouze dotyčná osoba. Přírodní analogy tam na ně. Vědci vyvinout způsoby syntézy nových materiálů, které jsou odlišné od zlepšení výkonu. Tak se rodí syntetické polymerní sloučeniny všeho druhu. Příklady: polyethylen, polypropylen, umělé hedvábí, acetát vláken a podobně.

Tam je další vlastnost, která je základem separaci látek ve skupině. Tato reaktivita a tepelná odolnost. Přidělit dvě kategorie pro tento parametr:

• termoplast;
• termosety.

Nejstarší, důležité a zvláště cenná je stále přírodní polymer. Jeho vlastnosti jsou jedinečné. Proto vedle podíváme na to je tato kategorie makromolekul.

Což je látka přírodní polymer?

Chcete-li odpovědět na tuto otázku, nejprve se podíváme kolem sebe. Co nás obklopuje? Živé organismy kolem nás, kteří jedí, dýchají, reprodukci, květ a produkují ovoce a semena. A jsou z molekulárního hlediska? To sloučeniny, jako jsou:

• proteiny;
• nukleové kyseliny;
• polysacharidy.

Takže, přírodní polymer, přičemž každá z výše uvedených sloučenin. Tak se zdá, že život kolem nás, je tam jen díky přítomnosti těchto molekul. Od dávných dob, lidé používali jíl, mixy a řešení pro posílení a budování domů, tkané příze, vlna, který se používá k vytvoření bavlněné oblečení, hedvábí, vlny a kůže zvířat. Přírodní organické polymery v doprovodu muže ve všech fázích svého vzniku a vývoje, a v mnoha ohledech pomohla mu k dosažení výsledků, které máme dnes.

Samotná podstata dává vše do života lidí bylo co nejpohodlnější. V průběhu doby, kaučuk byl objeven, objasnila své pozoruhodné vlastnosti. Člověk se naučil používat potraviny škrobu, v technické - celulózy. Přírodní polymer a je kafr, který je také známý už od starověku. Pryskyřice, proteiny, nukleové kyseliny - jsou všechny příklady sloučenin bere v úvahu.

Struktura přírodních polymerů

Ne všichni členové této skupiny sloučenin mají stejnou strukturu. Tak, přírodní a syntetické polymery, se mohou značně lišit. Jejich molekuly jsou orientovány tak, že nejvýhodnější a pohodlné existovat z hlediska energie. Nicméně, mnoho přírodních druhy jsou schopné nabobtnat a jejich struktury v procesu mění. Existuje několik nejčastější varianty konstrukce řetězu:

• lineární;
• rozvětvený;
• hvězdicovitý;
• plochý;
• mesh;
• páska;
• komb.

Umělé a syntetické makromolekuly zástupci mají velkou hmotnost, velké množství atomů. Jsou vytvořeny specificky požadovanými vlastnostmi. Proto je struktura jejich původně plánovalo, že muži. Přírodní polymery jsou také často buď lineární nebo síťoviny na konstrukci.

Příklady přírodních makromolekul

Přírodní a syntetické polymery jsou velmi blízko u sebe. Poté, co nejprve se stal základem pro sekundu. Příklady takových transformací je mnoho. Zde jsou některé z nich.

1. Konvenční plast mléčně bílá - to je produkt získaný reakcí celulózy s kyselinou dusičnou s přídavkem přírodního kafru. Polymerizační reakce má za následek vytvrzení polymeru získaného a konverze na požadovaný produkt. Změkčovadlo - kafr, takže je schopen měknout při zahřívání a změnit svůj tvar.
2. Acetátového hedvábí, měďnatého vláken, viskóza - jsou všechny příklady nití, vláken, které se získají na základě celulózy. Tkaniny vyrobené z přírodní bavlny a lnu nejsou tak silné, nijak oslnivé, snadno zaniknout. Ale umělé analogy těchto nedostatků deprivovaných, což činí jejich použití je velmi atraktivní.
3. Umělý kámen, stavební materiály, směsi, kůže - je také příklady polymerů odvozených z přírodních materiálů.

Látka, která je přírodní polymer, a mohou být použity ve své pravé podobě. Tyto příklady jsou příliš mnoho:

• přírodní pryskyřice;
• jantar;
• škrob;
• amylopektin;
• celulóza;
• kožešiny;
• vlna;
• bavlna;
• hedvábí;
• cement;
• jíl;
• vápno;
• proteiny;
• nukleová kyselina a tak dále.

Je zřejmé, že před námi třída sloučenin je velmi velký, prakticky důležité a smysluplné pro lidi. Nyní uvažujme podrobněji některé představitele přírodních polymerů, které jsou velmi populární v současné době.

Hedvábí a vlny

Vzorec přírodního hedvábí polymerního komplexu, protože jeho chemické složení je vyjádřena následující součásti:

• fibroin;
• sericinu;
• vosky;
• tuky.

Sám hlavním proteinem - fibrin, má členů více druhů aminokyselin. Pokud jsou přítomny, aby polypeptidového řetězce, bude vypadat následovně: (= NH-CH _2-CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH _{2-CO-) n.} A to je jen část z nich. Představíme-li si, že na konstrukci prostřednictvím van der Waalsovy připojí ne méně složité sericinu proteinu molekuly, které jsou smíchány dohromady v jedné konformaci s voskem a tuků, je pochopitelné, proč je obtížné zobrazit vzorec přírodní hedvábí.

K dnešnímu dni, hodně z tohoto výrobku dodává Čína pro své otevřené prostory, tam je přirozené prostředí pro hlavní výrobce - bource morušového. Dříve od starověku, přírodní hedvábí je velmi ceněn. Dovolit oblečení z něj mohl jen ušlechtilé, bohaté lidi. V současné době, mnoho z charakteristik tkáně je špatná. Například, on silně magnetizované a zmačkaný, navíc na slunci ztrácí svůj lesk a zakalit. Proto již v jeho použití syntetické deriváty.

Vlna - je to také přírodní polymer jako produkt životních funkcí kůže a mazových žláz zvířat. Na této proteinového produktu vyrobeného úpletu, který, jako hedvábí, je cenným materiálem na bázi.

škrob

Přírodní škrob je životnost výrobku polymer rostlin. Produkují to jako výsledek procesu fotosyntézy a hromadí se v různých částech těla. Jeho chemické složení:

• amylopektin;
• amylosu;
• alfa-glukózy.

Prostorová struktura škrobu se velmi rozvětvené, neuspořádané. Vzhledem k zahrnoval amylopektinu, je schopná bobtnání ve vodě, stává tzv pasta. Tento koloidní roztok se používá v oblasti techniky a průmyslu. Medicína, potravinářský průmysl, výroba tapet lepidla - to je také použití této látky.

Z rostlin, které obsahují maximální množství škrobu lze identifikovat:

• kukuřice;
• brambory;
• rýže;
• pšenice;
• maniok;
• oves;
• pohanka;
• banány;
• čirok.

Na základě tohoto biopolymeru pečení chleba, aby těstoviny, vaříme želé, cereálie a další potravinářské výrobky.

celulóza

Z hlediska chemie, látka - je polymer, jehož složení je vyjádřeno vzorcem (C _{6H 5O 5) n.} Monomerní jednotka řetězce je beta-glukóza. Hlavní místo obsahu celulózy - je buněčné stěny rostlin. Proto je dřevo - cenným zdrojem této sloučeniny.

Celulóza - přírodní polymer, který má lineární prostorovou strukturu. Používá se k výrobě těchto typů výrobků:

• celulózy a výrobků z papíru;
• umělé kožešiny;
• různé druhy umělých vláken;
• bavlna;
• plastu;
• bezdýmný prach;
• filmy a tak dále.

Je zřejmé, že její průmyslová hodnota je skvělý. Chcete-li tato sloučenina může být použita ve výrobě, je třeba začít extrakt z rostlin. To se provádí kontinuální vaření dřeva ve speciálních zařízeních. Další zpracování, stejně jako činidla pro vyluhování jsou různé. Existuje několik způsobů:

• siřičitan;
• nitrát;
• soda;
• sulfát.

Po takovém zpracování se produkt ještě obsahuje nečistoty. V srdci tohoto ligninu a hemicelulózy. Chcete-li se jich zbavit se buničina se zpracovávají s chlorem nebo zásady.

U lidí, není tam žádná taková biologické katalyzátory, které se podařilo prolomit tento komplexní biopolymer. Nicméně, některá zvířata (býložravci), uzpůsobený k tomu. Jejich žaludek vyřešit některé bakterie, které jej činí pro ně. Namísto organismy získávat energii pro život a stanoviště. Tato forma symbiózy je velmi prospěšné pro obě strany.

pryž

Tento přírodní polymer, který má cenné ekonomickou hodnotu. Poprvé byl popsán Robert Cook, který v jednom ze svých cestách ho našel. Stalo se to takhle. Po přistání na ostrově, kde domorodci žili neznámý pro něj, byl vřele přivítán nich. Jeho pozornost upoutal místními dětmi, kteří hráli neobvyklý objekt. Toto sférické těleso se odrazil od podlahy a vyskočil vysoko do vzduchu, pak se vrátil.

Zeptejte se místních lidí o tom, co je vyrobeno z této hračky, Cook se dozvěděl, že to tuhne šťávu stromu - Hevea. Mnohem později bylo zjištěno, že se jedná o biopolymer pryž.

Chemická povaha sloučeniny známé - je isopren, přírodní prošla polymerace. Vzorec kaučuk (C ₅ H _{8) n.} Jeho vlastnosti, díky níž je tak vysoce ceněné, a to následovně:

• pružnost;
• trvanlivost;
• elektrická izolace;
• vodotěsné.

Nicméně, to má své nevýhody. V chladných podmínkách se stává křehkým a křehké, a teplo - lepivé a viskózní. Proto existuje potřeba pro syntézu analogů umělé nebo syntetické bázi. Dnes pryže jsou široce používány ve strojírenství a průmyslových aplikacích. Nejdůležitější produkty založené na ně:

• kaučuk;
• eben.

jantar

Jedná se o přírodní polymer, protože pryskyřice je ve své struktuře, fosilní jeho tvaru. Prostorová konstrukce - cihla amorfní polymer. Vysoce hořlavý, může zažehnout plamen utkání. To má luminiscenční vlastnosti. Jedná se o velmi důležitý a cenný kvality, který je používán v klenotech. Ozdoby na základě jantar je velmi krásné a žádané.

Kromě toho je biopolymer použitý v léčebné účely. Vzhledem k tomu, že je vyroben brusný papír nátěry na různé povrchy.