Natirèl polymère - aplikasyon nan fòmil la ak

Pifò nan materyèl bilding modèn, medikaman, tisi, atik nan kay la, anbalaj ak consommables se polymers. Sa a se yon gwoup antye nan konpoze ki gen karakteristik diferan. Gen anpil nan yo, men malgre sa a, kantite polymères kontinye ap grandi. Apre yo tout, famasi sentetik dekouvri plis ak plis sibstans ki sou nouvo chak ane. An menm tan an, li te natirèl polymère ki te gen yon siyifikasyon espesyal nan tout fwa. Ki sa molekil sa yo etonan yo ye? Ki pwopriyete yo e ki karakteristik yo ye? Nou pral reponn kesyon sa yo nan kou a nan atik la.

Polymers: karakteristik jeneral

Soti nan pwen de vi nan chimi, li se òdinè yo konsidere yon polymère ki gen yon mas gwo molekilè: soti nan plizyè mil a dè milyon de inite. Sepandan, san konte karakteristik sa a, gen se toujou kèk nan sa ki ka sibstans la dwe jisteman klase kòm natirèl ak Polymers sentetik. Sa yo se:

• Toujou repete lyen monomerik, ki fè yo konekte pa vle di nan entèraksyon diferan;
• Degre nan polimerizasyon (ki se, kantite monomè) dwe trè wo, otreman konpoze an ap konsidere kòm yon oligomèr;
• Defini oryantasyon espasyal nan macromolecule a;
• Yon seri enpòtan pwopriyete fizik-chimik, karakteristik sèlman pou gwoup sa a.

An jeneral, sibstans lan nan nati a polymère se byen fasil yo fè distenksyon ant soti nan lòt moun yo. Youn gen sèlman gade fòmil li a konprann sa. Yon egzanp tipik se PE a byen koni, lajman ki itilize nan lavi chak jou ak endistri. Li se yon pwodwi nan reyaksyon an polimerizasyon, ki antre nan enstore idrokarbone se ethene oswa ethylene. Reyaksyon an an jeneral fòm ekri konsa:

NCH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, kote n - se degre nan polimerizasyon nan molekil ki montre kòm inite monome enkli nan konpozisyon li yo.

Epitou, kòm yon egzanp, nou ka mansyone yon polymatik natirèl, ki se byen li te ye nan tout, se lanmidon. Anplis de sa, amylopectin, karboksimetil, pwoteyin poul ak anpil lòt sibstans ki konsène gwoup sa a nan konpoze.

Reyaksyon, kòm yon rezilta nan ki makromolekil ka fòme, yo se nan de kalite:

• Polymerization;
• Polikondensasyon.

Diferans lan se ke nan ka a dezyèm pwodwi entèraksyon yo ba-molekilè. Estrikti a nan polymère a ka diferan, li depann de atòm yo ki fòme li. Fòm lineyè yo souvan rankontre, men gen tou twa dimansyon may, trè konplèks.

Si nou pale sou fòs ak entèraksyon ki kenbe lyen yo monomerik ansanm, Lè sa a, nou ka idantifye kèk kèk debaz:

• Van der Waals fòs;
• Lye chimik (kovalan, ionik);
• Elektwonostatik entèraksyon.

Tout polymère pa ka konbine nan yon kategori, paske yo gen yon nati konplètman diferan, yon mòd fòmasyon, ak fè fonksyon inegal. Pwopriyete yo tou varye. Se poutèt sa, gen yon klasifikasyon ki pèmèt tout reprezantan ki nan gwoup sa a nan sibstans ki sou yo dwe divize an kategori diferan. Li ka baze sou plizyè siy.

Klasifikasyon nan Polymers

Si nou pran kòm yon baz konpozisyon an kalitatif nan molekil yo, Lè sa a, tout sibstans ki sou anba konsiderasyon ka detèmine nan twa gwoup.

1. Organic - sa yo se sa yo ki gen ladan atòm nan kabòn, idwojèn, souf, oksijèn, fosfò, nitwojèn. Sa se, eleman sa yo ki biogenic. Egzanp yo enkli mas: polyetilen, klori polyvinyl, polypropylène, viskoz, nilon, natirèl polymère - pwoteyin, asid nukleik yo ak sou sa.
2. Elementorganic - tankou yon konpozisyon ki gen ladan kèk envalid inòganik ak eleman byojenik. Pi souvan li se Silisyòm, aliminyòm oswa Titàn. Men kèk egzanp sou makromolekul sa yo: vè òganik, steklopolimery, materyèl konpoze.
3. Inòganik - nan kè a nan chèn lan se atòm silisyòm, pa kabòn. Radikal yo kapab tou fè pati de branch lateral. Yo te dekouvwi anpil dènyèman, nan mitan 20yèm syèk la. Itilize nan medikaman, konstriksyon, jeni ak lòt endistri yo. Egzanp: silikon, cinnabar.

Si nou divize polymère pa orijin yo, nou ka distenge twa gwoup yo.

1. Polymers natirèl, itilize nan ki te lajman aplike depi tan ansyen. Sa yo se makromolekul sa yo, pou kreyasyon an ki nonm lan pa fè okenn efò. Yo se pwodwi nan reyaksyon yo nan lanati tèt li. Egzanp: swa, lenn, pwoteyin, asid nukleik, lanmidon, karboksimetil, kwi, koton ak lòt moun.
2. Atifisyèl. Sa yo se makromolekil sa yo ke yo kreye pa moun, men sou baz natirèl analogue. Sa se, pwopriyete yo nan yon deja ki deja egziste polymère natirèl tou senpleman amelyore ak chanjman. Egzanp: atifisyèl kawotchou, kawotchou.
3. Sentetik - sa yo se polymers, nan kreyasyon an ki se sèlman yon moun patisipe. Pa gen okenn tokay natirèl pou yo. Syantis yo ap devlope metòd pou sentèz la nan nouvo materyèl, ki ta ka distenge pa amelyore karakteristik teknik. Se konsa, sentetik polymère konpoze de divès kalite fèt. Egzanp: PE, polypropylène, Distri, ACETATE fib ak renmen an.

Gen yon karakteristik ki pi plis ki sibi separasyon sibstans ki sou anba konsiderasyon an gwoup. Sa a se reyaksyon an ak estabilite tèmik. Gen de kategori nan paramèt sa a:

• Tèmoplastik;
• Thermosetting.

Pi ansyen, enpòtan ak espesyalman valab se toujou yon polymatik natirèl. Pwopriyete li yo inik. Se poutèt sa, nou pral konsidere kategori sa a nan macromolcules.

Ki sibstans ki se yon polymatik natirèl?

Pou reponn kesyon sa a, premye gade bò kote ou. Ki sa ki antoure nou? K ap viv òganis alantou nou ki nouri, respire, repwodui, fleri epi bay fwi ak grenn. Ak ki sa yo soti nan pwen an molekilè de vi? Sa yo se koneksyon tankou:

• Pwoteyin;
• Asid nikleyè;
• Polisakarid.

Se konsa, polymère natirèl la se chak nan konpoze ki anwo yo. Se konsa, li vire soti ke lavi alantou nou egziste sèlman paske nan prezans nan molekil sa yo. Soti nan fwa yo pi bonè, moun ki itilize ajil, mòtye ak mòtye ranfòse ak kreye yon kay, trikote fil nan lenn mouton, koton itilize, swa, lenn ak po bèt yo kreye rad. Natirèl polymère òganik akonpaye moun nan tout etap nan fòmasyon l ', li devlopman ak nan plizyè fason te ede l' reyalize rezilta yo ke nou genyen jodi a.

Nati tèt li te bay tout bagay pou asire lavi moun yo te konfòtab ke posib. Apre yon tan, kawout te dekouvri, pwopriyete remakab li yo te klarifye. Man te aprann sèvi ak lanmidon pou rezon manje, nan teknik - karboksimetil. Polymer natirèl la se tou kanbou, ki se tou li te ye nan tan lontan. Resin, pwoteyin, asid nukleik yo se tout egzanp sou konpoze yo anba konsiderasyon.

Estrikti nan polymers natirèl

Se pa tout reprezantan ki nan klas sa a nan sibstans ki sou yo ranje idantik. Kidonk, polymers natirèl ak sentetik ka varye anpil. Molekil yo se oryante konsa ke li se pi pwofitab ak pratik yo egziste nan pwen an enèji de vi. An menm tan an, anpil espès natirèl yo kapab anfle ak chanjman estrikti yo nan pwosesis la. Gen plizyè varyant ki pi komen nan estrikti nan chèn:

• Lineyè;
• Branched;
• Etwat;
• Flat;
• May;
• Kasèt;
• Poud ki gen fòm.

Atifisyèl ak sentetik reprezantan nan makromolekil gen yon mas gwo anpil, yon nimewo gwo atòm. Yo kreye ak pwopriyete espesyalman asiyen. Se poutèt sa, se estrikti yo orijinèlman planifye pa moun. Polymers natirèl yo souvan swa lineyè, oswa may nan estrikti.

Men kèk egzanp sou makromolekil natirèl

Natirèl ak atifisyèl polymère yo trè pre youn ak lòt. Apre yo tout, ansyen an vin baz pou kreyasyon an nan lèt la. Men kèk egzanp sou transfòmasyon sa yo anpil. Men kèk nan yo.

1. Konvansyonèl plastik lèt-blan se yon pwodwi ki te jwenn nan pwosesis asid asid nan karboksimetil ak adisyon nan kanbrer natirèl. Reyaksyon an polymérisation rezilta nan solidifikasyon nan polymère a jwenn ak konvèsyon nan pwodwi a vle. Yon plastifyan - kanfr, fè li kapab adousi lè chofe ak chanje fòm li yo.
2. Acetate swa, kòb kwiv mete-ammoniac fib, viskoz se tout egzanp de sa yo fil, fib ki pwodwi sou baz seluloz. Tisu te fè soti nan koton natirèl ak twal fin blan yo pa osi fò, pa klere, fasil frwase. Men, analogue atifisyèl nan enpèfeksyon yo yo anpeche, ki fè sèvi ak yo trè atire.
3. Atifisyèl wòch, materyèl bilding, melanj, kwièt yo tou egzanp nan polymers jwenn sou baz materyèl natirèl anvan tout koreksyon.

Yon sibstans ki se yon polymère natirèl ka itilize nan fòm vre li yo. Gen anpil egzanp sa yo:

• Rosin;
• Amber;
• Lanmidon;
• Amylopectin;
• Seluloz;
• Fouri;
• Lenn;
• Koton;
• Swa;
• Siman;
• Clay;
• Sitwon;
• Pwoteyin;
• Asid nikleyè ak sou sa.

Li evidan, klas la nan konpoze nou ap konsidere se anpil anpil, pratikman enpòtan ak sans pou moun. Koulye a, konsidere nan plis detay reprezantan plizyè nan polymers natirèl, ki se trè nan demann nan moman sa a.

Swa ak lenn mouton

Fòmil la nan natirèl swa polymère se konplèks, paske se konpozisyon chimik li yo eksprime nan eleman sa yo:

• Fib;
• Sericin;
• Sir;
• Grès.

Pwoteyin prensipal la tèt li se fibrin, li gen ladan varyete plizyè nan asid amine. Si prezan li nan chèn lan polipèptid, li pral gade tankou sa a: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. Lè sa a se sèlman yon pati nan li. Si nou imajine ke yon molekil egalman konplike nan pwoteyin serikin kontre ak estrikti sa a avèk èd nan van der Waals fòs yo, yo konbine ansanm nan yon konformasyon sèl ak sir ak grès, Lè sa a, li se konprann poukisa li difisil a dekri fòmil la nan swa natirèl.

Pou dat, pi fò nan pwodui sa a apwovizyone pa Lachin, paske sou vast li yo gen yon abita natirèl nan pwodiktè prensipal la - swa. Précédemment, depi fwa yo ki pi ansyen, natirèl swa te trè apresye. Se sèlman nòb, moun rich te kapab peye rad nan men l '. Jodi a anpil karakteristik sa a twal kite anpil yo dwe vle. Pou egzanp, li fòtman magnetize ak frison, nan adisyon, nan men yo te nan solèy la pèdi klere li yo ak dims. Se poutèt sa, plis nan itilize nan dérivés atifisyèl ki baze sou li.

Lenn tou se yon polymatik natirèl, menm jan li se yon pwodwi nan aktivite a enpòtan nan po a ak glann sebase nan bèt yo. Sou baz pwodui pwoteyin sa a, fabrike pwodwi, ki, tankou swa, se yon materyèl ki gen anpil valè.

Lanmidon

Natirèl polymère lanmidon se yon pwodwi nan lavi plant. Yo pwodwi li kòm yon rezilta nan pwosesis la nan fotosentèz ak akimile nan diferan pati nan kò a. Konpozisyon chimik li yo:

• Amylopectin;
• Amiloz;
• Alfa-glikoz.

Estrikti nan espasyal nan lanmidon trè branche, dezord. Mèsi a amilopectin a enkli nan konpozisyon an, li se kapab anfle nan dlo, vire nan yon keratin sa yo rele. Sa a solisyon koloidal se itilize nan atizay la ak endistri. Medsin, endistri manje a, fabrike nan adezif photo yo tou zòn nan itilize nan sibstans sa a.

Pami plant yo ki gen kantite maksimòm lanmidon, nou ka distenge:

• Mayi;
• Pòmdetè;
• Rice;
• Wheat;
• Cassava;
• Oats;
• Buckwheat;
• Figi;
• Sorghòm.

Ki baze sou sa a pen kwit byopolymer, fè pasta, bouyi jele, labouyl ak lòt pwodwi manje.

Seluloz

Li apati de chimi, sibstans la - se yon polymère ki gen konpozisyon se eksprime pa fòmil la (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Lye monomerik nan chèn lan se beta-glikoz. Kote prensipal yo nan kontni seluloz se mi selil nan plant yo. Se poutèt sa bwa se yon sous enpòtan nan koneksyon sa a.

Seluloz se yon polymatik natirèl ki gen yon lineyè estrikti espasyal. Li se itilize pou pwodiksyon an nan kalite sa yo nan pwodwi:

• Pulp ak pwodwi papye;
• Atifisyèl fouri;
• Diferan kalite fib atifisyèl;
• Koton;
• Plastik;
• Smokeless poud;
• Fim ak sou sa.

Li evidan ke enpòtans endistriyèl li yo se gwo. Nan lòd pou sa a konpoze yo dwe itilize nan pwodiksyon, li dwe premye dwe ekstrè soti nan plant yo. Sa a se fè pa kwit manje pwolonje nan bwa nan aparèy espesyal. Pli lwen pwosesis, osi byen ke reyaktif yo itilize pou dijesyon, yo diferan. Gen plizyè fason:

• Sulfit;
• Nitrate;
• Soda;
• Silfat.

Apre pwosesis sa yo, pwodwi a toujou gen enpurte. Sa a baze sou lignin ak hemicellulose. Pou debarase m de yo, se mas la trete ak klò oswa alkali.

Nan kò imen an pa gen okenn katalis byolojik sa yo ki ta kapab divize sa a biopolymer konplèks. Sepandan, kèk bèt (èbivò) te adapte sa a. Nan vant yo, sèten bakteri rezoud, ki fè li pou yo. An retou, mikwo-òganis resevwa enèji pou lavi ak abita. Fòm sa a nan senbyotik se trè benefisye pou tou de pati yo.

Kawotchou

Sa a se yon polymatik natirèl ki gen valè ekonomik valab. Li te premye dekri pa Robert Cook, ki te dekouvri li nan youn nan vwayaj li yo. Li te rive konsa. Landed sou zile a, ki te sou natif natal yo, enkoni l ', te viv, li te resevwa lopital resevwa pa yo. Te atansyon li atire pa timoun lokal ki te jwe yon sijè etranj. Sa a kò esferik pouse lwen etaj la ak vole wo leve, Lè sa a, tounen.

Mande popilasyon lokal la sou sa ki te fè sa a jwèt, Cook jwenn ke ji a nan youn nan pyebwa yo - Hevea - rèd. Anpil pita li te jwenn soti ke sa a se kawotchou a biopolymer.

Se nati a chimik nan konpoze sa a li te ye - isoprene, sibi natirèl polimerizasyon. Fòmil kawotchou (C ₅ H _{8) n.} Pwopriyete li yo, akòz ki li se konsa trè valè, yo jan sa a:

• Elastisite;
• Mete rezistans;
• Izolasyon elektrik;
• Dlo rezistans.

Sepandan, gen dezavantaj. Nan frèt la, li vin frajil ak frajil, ak sou chalè a - kolan ak gonmen. Se poutèt sa te gen yon bezwen sentèz analogue nan yon baz atifisyèl oswa sentetik. Jodi a, kawotchou yo lajman itilize pou rezon teknik ak endistriyèl. Pwodwi ki pi enpòtan ki baze sou yo:

• Kawotchou;
• Ebonit.

Amber

Li se yon polymatik natirèl, paske nan estrikti li yo li reprezante résine, fòm fosil li yo. Estrikti espasyal la se yon fondamantal amorphe polymère. Trè chofe, ou ka limyè li ak flanm dife a nan yon match. Posede luminesans pwopriyete. Sa a se yon bon jan kalite trè enpòtan ak bonjan, ki se itilize nan biznis bijou. Bijou ki baze sou Amber se bèl anpil ak nan demann.

Anplis de sa, sa a biopolymer yo itilize tou pou rezon medikal. Li pwodwi tou papye, penti vèni pou sifas divès kalite.