Полимеры

Полимеры – высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся структурных звеньев, соединенных между собой химическими связями.

Полимеры Биополимеры Органические полимеры Неорганические полимеры

Биополимеры 1. Белки – это биополимеры, состоящие из остатков α-аминокислот. Их особенность заключается в том, что они состоят из четырех уровней структур: первичной, вторичной, третичной и четвертичной(встречает ся не у всех).

2. Полисахариды – это биополимеры, состоящие из остатков моносахаридов. Представители – крахмал и целлюлоза. Имеют общую формулу (С 6 Н 10 О 5 ) n, но крахмал(запасной углевод растительной клетки) построен из остатков α – глюкозы, а целлюлоза(дополнительная механическая оболочка растительной клетки) построена из остатков β- глюкозы. α-форма глюкозы β-форма глюкозы

3. Полинуклеотиды – это биополимеры, состоящие из остатков нуклеотидов. Характеризуются последовательностью чередования в их макромолекуле всего четырех видов нуклеотидов – аденинового(А), гуанинового(Г), цитозинового(Ц), урацилового(У) в РНК или тминового(Т) - в ДНК. Молекула ДНК Молекула РНК

Крахмал в клубнях картофеля Гликоген в клетках печени Хитин в панцирях ракообразных

Органические полимеры 1. Пластмасса – это материалы, полученные на основе полимеров, способные приобретать заданную форму при изготовлении изделия и сохранять ее в процессе эксплуатации. Пластмасса – смесь нескольких веществ, а полимер – это лишь одно их них, но самое важное. Оно связывает все компоненты пластмассы в одно целое.

Превращать в готовые изделия удобно те пластмассы, которые обратимо твердеют и размягчаются. Их называют термопластами. К ним относят полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, полиамиды.

Полиэтиленовые мешки Розетка из полистирола Гибкий шланг из ПВХ Веревка из полиамида

Если в процессе формирования изделия происходит сшивка макромолекул и полимер, твердея, приобретает пространственную структуру, то в вязкотекучее состояние такой полимер вернуть нельзя. Такие пластмассы называют термореактопластами, например, фенолформальдегидные, карбамидные и полиэфирные.

Шары для бильярда из формальдегидной смолы Шнур хозяйственный ил полиэфира Удобрение из карбамида

Кроме связующего полимера в пластмассы часто водят разные добавки: наполнители, красители, вещества, повышающие механические свойства, термостойкость и т.д. Наполнители не только удешевляют пластмассы, но и придают им специфические свойства, например, пластмассы с наполнителем в виде алмазной пыли – это абразивы, т.е. шлифовальный материал.

Это интересно Дерево, растущее в Малой Азии, выделяет пахучую смолу, называемую стираксом, которую 3000 лет назад египтяне использовали при бальзамировании умерших. Стиракс, так же как «драконья кровь», выделяемая малайской пальмой ротангом, представляет собой полистирол. А жук Abax ater в случае опасности выстреливает в атакующего жидкостью, состоящей в основном из мономерного метилметакрилата, который при застывании на теле врага, делает его неподвижным.

Бальзамирование при помощи природных полимеров

2. Волокна – это полимеры линейного строения, которые пригодны для изготовления текстильных материалов. Природные волокна по происхождению делят на растительные, животные и минеральные.

Растительные волокна Формируются на поверхности семян (хлопок) Стебли растений – лубяные волокна (лен, джут, пенька) Оболочки плодов (копра орехов кокосовой пальмы)

Хлопок обладает хорошими механическими свойствами, износоустойчивостью, термостабильностью, гигроскопичностью.

Лен, более прочный, чем хлопок, применяют для изготовления бельевых, платьевых и декоративных тканей. Лубяные волокна используют для производства мешков, канатов, веревок. Лен также нужен для изготовления бумаги.

Животные волокна Натуральная шерсть – невысокая прочность, большая эластичность.

Натуральный шелк вырабатывают гусеницы и пауки. Очень дорогое волокно, прочен и эластичен.

Химические волокна Искусственные (вискозное, ацетатное) получают из природных полимеров или продуктов их переработки. Синтетические (капрон, лавсан, найлон) получают из синтетических полимеров

Вискоза Ацетат

Капрон Найлон

Неорганические полимеры Многие неорганические вещества представляют собой полимеры. Это пластическая сера, черный фосфор, селен и теллур цепочечного строения, диоксид кремния и т.д Природные сетчатые неорганические полимеры входят в состав большинства минералов земной коры. Природные сетчатые неорганические полимеры перерабатывают в стекла, волокна, ситаллы, керамику и т.д. Элементоорганические полимеры - это такие полимеры, которые в основной цепи содержат атомы не углерода, а других химических элементов ( кислорода, титана, кремния). Боковые цепи в таких полимерах представлены органическими радикалами.

Асбест Используют для производства тепло- и огнезащитных химически стойких изделий и тканей.

Вывод Химия полимеров – это универсальная химическая категория, а ее понятия: мономер, полимер, структурное звено – одинаково применимы как в органической химии, так и в неорганической.