Natürliche Polymer – Anwendung der Formel und

Die meisten modernen Baumaterialien, Arzneimittel, Textilien, Haushaltsartikel, Verpackung und Verbrauchsmaterialien sind Polymere. Ist eine Gruppe von Verbindungen, die die charakteristischen Merkmale aufweist. Viele von ihnen, aber trotz dieser, nimmt die Zahl der Polymere zu wachsen. Nachdem alle Synthesechemiker entdeckten jedes Jahr mehr und mehr neue Substanzen. In diesem Fall besondere Bedeutung zu allen Zeiten hatte es ein natürliches Polymer. Was sind diese erstaunlichen Moleküle? Was sind ihre Eigenschaften und was sind die Merkmale? Die Antworten auf diese Fragen in dem Artikel.

Polymere: allgemeine Merkmale

Vom Standpunkt der Chemie wird das Polymer um ein Molekül zu sein, mit einem großen Molekulargewicht von einigen Tausend bis Millionen von Einheiten betrachtet. Doch neben dieser Funktion gibt es noch einige , in denen die Substanz genau wie natürliche und klassifiziert werden synthetische Polymere. Das:

• ständig wiederkehrende Monomereinheiten, die mittels verschiedener Wechselwirkungen verbunden sind;
• Grad-Polymerase (das heißt, die Anzahl der Monomere) muss sehr hoch sein, da sonst die Verbindung würde ein Oligomer angesehen werden;
• Bestimmen der räumlichen Orientierung des Makromoleküls;
• eine Reihe von wichtigen physikalischen und chemischen Eigenschaften einzigartig in die Gruppe.

Im Allgemeinen ist die Substanz von polymerer Natur unterscheiden sich von den ganz leicht andere. Man muss sich nur seine Formel suchen, um es herauszufinden. Ein typisches Beispiel ist das bekannte Polyethylen, sind im Haushalt und in der Industrie weit verbreitet. Es ist ein Produkt der Polymerisationsreaktion, die eintritt ungesättigter Kohlenwasserstoff Ethen oder Ethylen. Die Reaktion wird im allgemeinen wie folgt geschrieben:

NCH & _sub2 ; = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, wobei n – ist der Grad der Polymerisation von Molekülen als Monomereinheiten enthalten in ihrer Zusammensetzung zeigen.

Ebenfalls als ein Beispiel, ein natürliches Polymer, das gut bekannt ist, diese Stärke. Darüber hinaus gehört in dieser Gruppe von Verbindungen Amylopektin, Cellulose, Hühnereiweiß und viele andere Substanzen.

Reaktion, die in dem Makromoleküle in Folge gebildet ist von zwei Typen:

• Polymerisation;
• Polykondensation.

Der Unterschied besteht darin, dass im zweiten Fall wird die Reaktionsprodukte mit niedrigem Molekulargewicht sind. Die Struktur des Polymers kann variieren, abhängig von den Atomen, die sie darstellen. Oft gibt es lineare Formen, aber es gibt ein dreidimensionales Gitter, sehr komplex.

Wenn wir über die Kräfte und Wechselwirkungen sprechen, die die Monomereinheiten zusammenhalten, ist es möglich, ein paar grundlegende zu identifizieren:

• Van der Waals-Kräfte;
• chemische Bindung (kovalent, ionisch);
• elektronostaticheskoe Interaktion.

Alle Polymere können nicht in einer Kategorie zusammengefasst werden, weil sie eine ganz andere Art, Art der Bildung und führen ungleiche Funktionen haben. Ihre Eigenschaften sind auch unterschiedlich. Daher gibt es eine Klassifizierung, die Sie alle Mitglieder dieser Gruppe von Stoffen in verschiedenen Kategorien zu teilen erlaubt. Es basiert mehrere Zeichen liegen.

Klassifizierung von Polymeren

Wenn wir die Grundlage für die qualitative Zusammensetzung der Moleküle nehmen, alle Substanzen können in drei Gruppen bestimmt werden.

1. Die organischen Stoffe – jene, die Kohlenstoff enthalten, Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff, Phosphor, Stickstoff. Das heißt, diejenigen Elemente, die biogenen sind. Beispiele sind gewichtige Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Rayon, Nylon, natürliche Polymer – Protein, Nukleinsäure und so weiter.
2. Element – eine solche Zusammensetzung , die eine gewisse Fremd anorganischen und umfasst biogenen Element. Meistens ist es Silizium, Aluminium oder Titan. Beispiele für solche Makromoleküle: organisches Glas, steklopolimery, Verbundwerkstoffe.
3. Anorganische – liegen auf der Grundlage der Kettensiliziumatome anstelle von Kohlenstoff. Die Reste können auch einen Teil der Seitenzweige sein. Sie öffneten erst die Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts. In der Medizin, Bau, Engineering und anderen Branchen. Beispiele für Silikon, Zinnober.

Wenn Sie die Polymere in Herkunft teilen, ist es möglich, drei ihrer Gruppe zu identifizieren.

1. Natürliche Polymere, deren Verwendung allgemein mit dem alten durchgeführt. Dies sind Makromoleküle für die Schaffung von denen der Mensch keine Mühe. Sie sind Produkte der Natur der Reaktionen. Beispiele: Seide, Wolle, Protein, Nukleinsäure, Stärke, Cellulose, Leder, Baumwolle und andere.
2. Künstlich. Dies sind Makromoleküle, die durch den Menschen geschaffen, sondern auf der Basis von natürlichen Analoga. Das ist nur verbessern und die Eigenschaften eines vorhandenen natürlichen Polymers verändern. Beispiele: synthetischer Kautschuk, Gummi.
3. Synthetisch – diese Polymere, die Schaffung von denen nur die betroffenen Person. Natürliche Analoga für sie gibt. Wissenschaftler entwickeln Methoden neue Materialien synthetisieren, die zu einem verbesserten Leistung unterschiedlich sind. So sind die synthetischen polymeren Verbindungen aller Art geboren. Beispiele: Polyethylen, Polypropylen, Rayon, Acetatfasern und dergleichen.

Es ist ein weiteres Merkmal, das die Grundlage der Trennung der Substanzen in der Gruppe ist. Diese Reaktivität und thermische Beständigkeit. Ordnen Sie zwei Kategorien für diesen Parameter:

• thermo~~POS=TRUNC;
• Duroplaste.

Die ältesten, wichtig und besonders wertvoll ist nach wie vor ein natürliches Polymer. Seine Eigenschaften sind einzigartig. Deshalb suchen wir als nächstes es diese Kategorie von Makromolekülen ist.

Welche Substanz ist ein natürliches Polymer?

Um diese Frage zu beantworten, zuerst schauen wir um dich herum. Das uns umgibt? Lebende Organismen um uns herum, die essen, atmen, reproduzieren, blühen und Früchte tragen und Samen. Und sie sind aus einer molekularen Sicht? Es Verbindungen wie:

• Proteine;
• Nukleinsäuren;
• Polysaccharide.

Also, das natürliche Polymer ist, jede der oben genannten Verbindungen. So scheint es, dass das Leben um uns herum gibt es nur dank der Anwesenheit dieses Moleküls ist. Seit der Antike verwendet, um Menschen Ton, Mischungen und Lösungen für die Stärkung und den Bau von Häusern, gewebt Garn, Wolle, verwendete für die Erstellung von Baumwoll-Kleidung, Seide, Wolle und Haut von Tieren. Natürliche organische Polymere begleiteten die Menschen in allen Phasen seiner Entstehung und Entwicklung, und in vielerlei Hinsicht halfen ihm, die Ergebnisse zu erreichen, die wir heute haben.

Das Wesen alles für das Leben der Menschen zu geben war so angenehm wie möglich. Im Laufe der Zeit wurde der Kautschuk entdeckt, es seine bemerkenswerten Eigenschaften zu klären. Man hat gelernt, Essen zu Stärke zu verwenden, in der technischen – Cellulose. Natürliches Polymer und ein Kampfer, die auch seit der Antike bekannt ist. Harze, Proteine, Nukleinsäuren, – sind alle Beispiele der Verbindungen in Betracht.

Die Struktur von natürlichen Polymeren

Nicht alle Mitglieder dieser Klasse von Verbindungen haben die gleiche Struktur. So natürliche und synthetische Polymere beträchtlich variieren. Ihre Moleküle sind so orientiert, dass die profitabelsten und bequem in Bezug auf Energie existieren. Allerdings sind viele natürlichen Spezies in der Lage und ihre Struktur in dem Prozess schwellen zu verändern. Es gibt mehrere häufigsten Varianten der Kettenstruktur:

• linear;
• verzweigt;
• stellate;
• flach;
• Netz;
• Band;
• Kamm.

Künstliche und synthetische Makromoleküle Vertreter haben eine sehr große Masse, eine große Anzahl von Atomen. Sie sind mit speziell gewünschten Eigenschaften geschaffen. Deshalb plante die Struktur ihrer ursprünglich für die Menschen. Natürliche Polymere sind oft auch entweder linear oder auf der Struktur ineinander greifen.

Beispiele für natürliche Makromoleküle

Natürliche und synthetische Polymere sind einander sehr nahe. Nachdem zunächst die Grundlage für eine zweite zu werden. Beispiele für solche Transformationen sind vielfältig. Hier sind einige von ihnen.

1. Konventioneller Kunststoff milchig weiß – das ist ein Produkt, das durch Behandlung von Cellulose mit Salpetersäure unter Zusatz von natürlichen Kampfer erhalten. Die Polymerisationsreaktion führt zu einer Verhärtung des Polymers erhalten und die Umwandlung in das gewünschte Produkt. Ein Weichmacher – Kampfer, sie in der Lage Erweichung zu machen, wenn sie erhitzt und ihre Form ändern.
2. Acetatseide, Cuprammonium-Faser, Viskose – sind alle Beispiele der Fäden, Fasern, die auf der Basis von Cellulose erhalten werden. Gewebe aus natürlicher Baumwolle und Leinen sind nicht so stark, nicht brillant, einfach zu knittern. Aber künstliche Analoga dieser Mängel entzogen, was ihre Verwendung macht, ist sehr attraktiv.
3. Kunststein, Baustoff-, Mischungen, Leder – auch Beispiele für Polymere, aus natürlichen Materialien abgeleitet ist.

Eine Substanz, die ein natürliches Polymer ist, und kann in seiner wahren Form verwendet werden. Solche Beispiele sind zu viele:

• Kolophonium;
• Bernstein;
• Stärke;
• Amylopektin;
• Cellulose;
• Pelz;
• Wolle;
• Baumwolle;
• Seide;
• Zement;
• Ton;
• Kalk;
• Proteine;
• Nukleinsäure, und so weiter.

Es ist klar, dass vor uns eine Klasse von Verbindungen, sehr groß ist, praktisch wichtig und sinnvoll für die Menschen. Nun lassen Sie uns einige Vertreter der natürlichen Polymere näher betrachten, die im Moment sehr beliebt sind.

Seide und Wolle

Die Formel des Naturseide Polymerkomplex, weil seine chemische Zusammensetzung durch die folgenden Komponenten ausgedrückt wird:

• Fibroin;
• Sericin;
• Wachse;
• Fette.

Als er selbst Hauptprotein – Fibroin, hat eine Mitgliedschaft von mehr Aminosäure-Spezies. Falls vorhanden , es zu der Polypeptidkette, wird es wie folgt aussehen: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. Und dies ist nur ein Teil davon. Wenn wir das an der Struktur mittels van der Waals vorstellen, schließt sich nicht weniger komplex Serizin Proteinmolekül, werden sie zusammen gemischt in einer einzigen Konformation mit einem Wachs und Fetten, ist es verständlich, warum es schwierig ist, Formel Naturseide darzustellen.

Bis heute viel von diesem Produkt liefert China, für seine offenen Räume gibt es einen natürlichen Lebensraum für die wichtigsten Hersteller – Seidenraupe. Zuvor seit der Antike, ist Naturseide sehr geschätzt. Afford Kleidung von ihm konnte nur edel, reiche Leute. Heute sind viele der Eigenschaften des Gewebes ist schlecht. Zum Beispiel, er stark magnetisiert und zerknittert, aber auch Belastung durch die Sonne ihren Glanz verliert und trüben. Daher mehr in synthetische Derivate davon verwenden.

Will – es ist auch ein natürliches Polymer, das als Produkt der Vitalfunktionen der Haut und die Talgdrüsen von Tieren. Auf der Basis dieses Proteinprodukt hergestellt Strickwaren, die wie Seide, ein wertvolles Material ist.

Stärke

Natürliche Stärke ist ein Produkt Polymer Pflanzen. Sie produzieren es als Ergebnis der Photosynthese und reichern sich in verschiedenen Teilen des Körpers. Seine chemische Zusammensetzung:

• Amylopektin;
• Amylose;
• alpha-glucose.

Die räumliche Struktur der Stärke ist sehr verzweigt, ungeordnet. Aufgrund enthalten Amylopektin, ist es in der Lage in Wasser quellen, eine so genannte Paste wird. Diese kolloidale Lösung ist in der Technik und Industrie eingesetzt. Medizin, Lebensmittelindustrie, Herstellung von Tapeten Klebstoffe – es ist auch die Verwendung des Stoffes.

Unter den Pflanzen, die die maximale Menge an Stärke enthalten, können identifiziert werden:

• Mai;
• Kartoffeln;
• Reis;
• Weizen;
• Maniok;
• Hafer;
• Buchweizen;
• Bananen;
• Sorghum.

Auf der Grundlage dieses Biopolymer Brot backen, machen Pasta, Gelee, Getreide und andere Nahrungsmittel kochen.

Zellulose

Vom Standpunkt der Chemie, der Stoff – ein Polymer ist, deren Zusammensetzung durch die Formel (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomereinheit Kette ist eine Beta-Glukose. Hauptort des Cellulosegehalt – ist die Zellwände von Pflanzen. Deshalb ist das Holz – eine wertvolle Quelle dieser Verbindung.

Cellulose – ein natürliches Polymer, das eine lineare räumliche Struktur aufweist. Es ist für die Herstellung der folgenden Arten von Produkten verwendet:

• Zellstoff- und Papierprodukten;
• Kunstpelz;
• verschiedene Arten von synthetischen Fasern;
• Baumwolle;
• Kunststoffe;
• rauchlosem Pulver;
• Filme und so weiter.

Es ist offensichtlich, dass sein industrieller Wert ist groß. Um diese Verbindung kann in der Produktion eingesetzt werden, sollte es beginnen wird aus Pflanzen zu extrahieren. Dies wird durch kontinuierliches Kochen von Holz in speziellen Geräten durchgeführt. Eine Weiterverarbeitung, sowie Reagenzien für die Verdauung verwendet werden, unterscheiden. Es gibt mehrere Möglichkeiten:

• Sulfit;
• Nitrat;
• die Soda;
• Sulfat.

Nach dieser Behandlung enthält das Produkt noch Verunreinigungen. Im Herzen dieses Lignin und Hemicellulose. Um sie loszuwerden, wird der Zellstoff mit Chlor oder Alkali behandelt.

Beim Menschen gibt es keine solchen biologischen Katalysatoren, die diese komplexe Biopolymere zu brechen haben es geschafft, zu. Doch einige Tiere (Herbivoren), angepasst an diese. Ihre Magen besiedeln bestimmte Bakterien, die es für sie zu machen. Stattdessen leiten Organismen Energie für das Leben und Lebensraum. Diese Form der Symbiose ist sehr vorteilhaft für beide Parteien.

Gummi

Diese natürlichen Polymer wertvollen wirtschaftlichen Wert haben. Zum ersten Mal wurde es von Robert Cook, der in einer seiner Reisen fand ihn beschrieben. Es geschah so. Nach der Landung auf der Insel, wo die Eingeborenen ihm unbekannten lebte, wurde er von ihnen herzlich begrüßt. Seine Aufmerksamkeit wurde von den einheimischen Kindern angezogen, die einen ungewöhnlichen Gegenstand gespielt haben. Diese kugelförmigen Körper vom Boden abgestoßen und hoch in der Luft sprangen, dann zurückgegeben.

Fragen Sie die Menschen vor Ort über das, was von diesem Spielzeug hergestellt wird, lernte Koch, dass dieser den Saft eines Baumes erstarrt – Hevea. Viel später wurde festgestellt, dass dies ein Biopolymer-Kautschuk ist.

Die chemische Natur der Verbindung bekannt – ist Isopren, natürliche undergone Polymerisation. Formel Kautschuk (C ₅ H _{8) n.} Seine Eigenschaften, aufgrund derer er so hoch angesehen, wie folgt:

• Elastizität;
• Haltbarkeit;
• elektrische Isolierung;
• wasserdicht.

Allerdings gibt es Nachteile. Bei Kälte wird es brüchig und spröde, und die Hitze – klebrig und zähflüssig. Deshalb ist eine Notwendigkeit für die Synthese von Analoga von künstlichem oder synthetischen Grunde da war. Heute Kautschuke werden in der Technik und industriellen Anwendungen weit verbreitet. Die wichtigsten Produkte auf Basis von ihnen:

• Gummi;
• Ebenholz.

Bernstein

Es ist ein natürliches Polymer, da das Harz in seiner Struktur ist, fossil seine Form. Räumliche Struktur – Ziegel amorphes Polymer. Leicht entzündlich, kann es die Flamme eines Spiels zünden. Es hat die Lumineszenz-Eigenschaften. Dies ist eine sehr wichtige und wertvolle Qualität, die in der Schmuckindustrie verwendet wird. Verzierungen auf der Basis von Bernstein ist sehr schön und gefragt.

Darüber hinaus das Biopolymer in den medizinischen Zwecken verwendet. Da ist es Schmirgelpapier Lackbeschichtungen auf verschiedenen Oberflächen hergestellt.