Важные полимеры и их применение

Полимеры - это большие молекулы, состоящие из повторяющихся субединиц, известных как мономеры. Они играют важную роль в нашей повседневной жизни и могут существовать в различных формах, от натуральных до синтетических. Понимание этих макромолекул является важной частью химии, особенно с точки зрения их применения и значения. Этот урок рассмотрит несколько важных полимеров, как натуральных, так и синтетических, их использование и характеристики.

Натуральные полимеры

Натуральные полимеры - это те, которые встречаются в природе и могут быть выделены. Они необходимы для биологических процессов и структурных компонентов. Примеры натуральных полимеров включают белки, нуклеиновые кислоты, целлюлозу и резину.

1. Белок

Белки - это сложные полимеры, состоящие из аминокислот, связанных пептидными связями. Они важны для множества биологических функций, включая ферментативную активность, структурные роли и транспорт молекул. В человеческом теле белки, такие как гемоглобин, переносят кислород, а ферменты регулируют биохимические реакции.

        NH 2 -CHR-COOH + NH 2 -CHR'-COOH → NH 2 -CHR-CONH-CHR'-COOH + H 2 O
    

2. Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты, такие как ДНК и РНК, являются полимерами, которые хранят и передают генетическую информацию. ДНК состоит из нуклеотидов, организованных в двойную спираль. РНК выполняет различные функции в кодировании, декодировании и регуляции генов.

        Нуклеотидная единица: 
        [сахар-фосфат-азотистое основание]
    

3. Целлюлоза

Целлюлоза - это полисахарид, содержащийся в клеточных стенках растений. Она состоит из мономеров глюкозы и обеспечивает структурную поддержку клеткам растений. Люди используют целлюлозу для производства бумаги, и она также используется в текстильной промышленности для создания таких материалов, как вискоза и целлофан.

4. Натуральный каучук

Натуральный каучук — это эластичный полимер, получаемый из латекса, молочной жидкости, производимой определенными растениями. Он состоит главным образом из полимера полиизопрена. Натуральный каучук используется за свою гибкость и упругость в таких продуктах, как шины, обувь и медицинские изделия.

        Изопреновая единица: 
        C 5 H 8
    

Синтетические полимеры

Синтетические полимеры - это полимеры, созданные человеком, производящиеся из нефтяного сырья. Они имеют широкий спектр применения благодаря своей универсальности, долговечности и экономической эффективности. Важными синтетическими полимерами являются полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и нейлон.

1. Полиэтилен

Полиэтилен (или полиэтен) - это самый распространенный пластик, наиболее известный за использование в упаковочных материалах, таких как пакеты для продуктов и бутылки. Он образуется при полимеризации молекул этилена. Полиэтилен бывает от низкой плотности до высокой плотности, что влияет на его свойства и использование.

        (C 2 H 4 ) n
    

2. Полистирол

Полистирол - это полимер, используемый для производства многих потребительских товаров, включая контейнеры и одноразовые столовые приборы. Он синтезируется из мономера стирола, который может быть расширен для образования пенопластов, таких как пенополистирол.

        (C 8 H 8 ) n
    

3. Поливинилхлорид (ПВХ)

ПВХ - это прочный материал, используемый для изготовления труб, полов и кровли, так как он устойчив к воздействию окружающей среды и химических веществ. Он синтезируется из мономеров винилхлорида.

        (C 2 H 3 Cl) n
    

4. Нейлон

Нейлон - это тип синтетического полимера, обычно используемого в текстиле, автомобильных частях и в веревках. Он известен своей прочностью и эластичностью. Нейлон является общим обозначением для семейства синтетических полимеров на основе алифатических полиамидов.

        Нейлон 6: [-NH-(CH 2 ) 5 -CO-] n
        Нейлон 6,6: [-NH-(CH 2 ) 6 -NH-CO-(CH 2 ) 4 -CO-] N
    

Вкратце, полимеры, будь то натуральные или синтетические, определили образ нашей жизни, предоставляя универсальность и широкий спектр применения в различных областях. От строительных материалов и одежды до биологических функций и технологических инноваций, важность полимеров не может быть недооценена. Их изучение предоставляет информацию о постоянной эволюции и адаптации в нашей повседневной жизни.

Комментарии