प्राकृतिक बहुलक - सूत्र के आवेदन और

अधिकांश आधुनिक निर्माण सामग्री, फार्मास्यूटिकल्स, कपड़े, घरेलू सामान, पैकेजिंग और उपभोज्य सामग्री पॉलिमर हैं। विशेषताओं होने यौगिकों के एक समूह है। उनमें से एक बहुत है, लेकिन इस के बावजूद, पॉलिमर की संख्या बढ़ती जा रही है। आखिर सिंथेटिक दवा हर साल अधिक से अधिक नए पदार्थों की खोज की। इस मामले में, हर समय विशेष महत्व यह एक प्राकृतिक बहुलक था। इन अद्भुत अणुओं क्या हैं? उनकी विशेषताओं क्या हैं और विशेषताएं क्या हैं? लेख में इन सवालों के जवाब।

पॉलिमर: सामान्य विशेषताओं

रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से, बहुलक इकाइयों के कुछ हजार के लाखों लोगों की ओर से एक अणु एक बड़ी आणविक भार होने माना जाता है। हालांकि, यह सुविधा के अलावा, अभी भी कुछ है, जिसमें पदार्थ ठीक प्राकृतिक और के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है सिंथेटिक पॉलिमर। वे हैं:

• लगातार मोनोमर इकाइयों, जो अलग अलग बातचीत के माध्यम से जुड़े हुए हैं दोहरा;
• डिग्री पोलीमर्स (अर्थात, मोनोमर की संख्या) बहुत अधिक होना चाहिए, अन्यथा यौगिक एक oligomer पर विचार किया जाएगा;
• मैक्रो मोलेक्यूल के स्थानिक उन्मुखीकरण का निर्धारण;
• समूह के लिए अद्वितीय महत्वपूर्ण भौतिक और रासायनिक गुणों का एक सेट।

सामान्य तौर पर, बहुलक प्रकृति अन्य से अलग पहचाना के पदार्थ काफी आसानी से। एक केवल अपने सूत्र को देखने के लिए यह पता लगाने की है। एक विशिष्ट उदाहरण प्रसिद्ध polyethylene, व्यापक रूप से घरेलू और उद्योग में उपयोग किया जाता है। यह का एक उत्पाद है बहुलकीकरण प्रतिक्रिया, जो प्रवेश करती है असंतृप्त हाइड्रोकार्बन है ethene या इथाइलीन। प्रतिक्रिया आम तौर पर इस प्रकार लिखा है:

एनसीएच ₂ = सीएच ₂ → (-ch-CH-) _n, जहां n - इसकी संरचना में शामिल मोनोमर इकाइयों के रूप में दिखा अणुओं के बहुलकीकरण की डिग्री है।

इसके अलावा एक उदाहरण है, एक प्राकृतिक बहुलक जो अच्छी तरह से जाना जाता है, यह स्टार्च के रूप में। इसके अलावा, यौगिकों के इस समूह में amylopectin, सेल्यूलोज, चिकन प्रोटीन और कई अन्य पदार्थों के हैं।

रिएक्शन, जो मैक्रो मोलेक्यूल में हुई, का गठन किया जा सकता है दो प्रकार के होते हैं:

• बहुलकीकरण;
• polycondensation।

अंतर यह है कि दूसरे मामले में, प्रतिक्रिया उत्पाद निम्न आणविक भार हो रहा है। बहुलक की संरचना परमाणुओं कि यह गठन के आधार पर भिन्न हो सकते हैं। अक्सर रैखिक रूप हैं, लेकिन वहाँ एक तीन आयामी जाल, बहुत जटिल है।

अगर हम बलों और बातचीत कि मोनोमर इकाइयों को एक साथ पकड़ के बारे में बात करते हैं, यह कुछ बुनियादी पहचान करने के लिए संभव है:

• वान डेर वाल्स बल;
• रासायनिक संबंधों (सहसंयोजक, आयनिक);
• elektronostaticheskoe बातचीत।

सभी पॉलिमर एक श्रेणी में नहीं मिलाया जा सकता है क्योंकि वे एक पूरी तरह से अलग प्रकृति, गठन की विधि है और भिन्न कार्य करते हैं। उनके गुण भी अलग हैं। इसलिए, वहाँ एक वर्गीकरण है कि आप अलग अलग श्रेणियों में पदार्थों के इस समूह के सभी सदस्यों साझा करने के लिए अनुमति देता है। यह कई संकेत झूठ सकता है आधारित है।

पॉलिमर के वर्गीकरण

हम अणुओं के गुणात्मक रचना के आधार पर लेते हैं, पदार्थों के सभी तीन समूहों में निर्धारित किया जा सकता।

1. ऑर्गेनिक्स - उन जो कार्बन, हाइड्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन, फास्फोरस, नाइट्रोजन होते हैं। यही कारण है, उन तत्वों जो biogenic हो रहा है। प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और इतने पर - उदाहरण वजन polyethylene, पॉलीविनाइल क्लोराइड, polypropylene, रेयान, नायलॉन, प्राकृतिक बहुलक है।
2. Elementorganic - इस तरह के एक रचना जो कुछ बाहरी अकार्बनिक और शामिल biogenic तत्व। अक्सर यह सिलिकॉन, एल्यूमीनियम या टाइटेनियम है। : इस तरह के बड़े अणुओं के उदाहरण कार्बनिक ग्लास, steklopolimery, मिश्रित सामग्री।
3. अकार्बनिक - कार्बन के बजाय श्रृंखला सिलिकॉन परमाणुओं के आधार पर झूठ। कण भी पार्श्व शाखाएं का हिस्सा हो सकता है। वे के रूप में हाल ही में XX सदी के मध्य के रूप में खोला। दवा, निर्माण, इंजीनियरिंग और अन्य उद्योगों में प्रयोग किया जाता है। सिलिकॉन, cinnabar के उदाहरण।

आप मूल में पॉलिमर विभाजित है, यह अपने समूह के तीन की पहचान करना संभव है।

1. प्राकृतिक पॉलिमर जिसका उपयोग व्यापक रूप से वर्ष के साथ किया जाता है। इन निर्माण के लिए बड़े अणुओं जिनमें से आदमी दिशा में कोई प्रयास नहीं करता है। वे प्रतिक्रियाओं की प्रकृति की देन थीं। उदाहरण: रेशम, ऊन, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, स्टार्च, सेल्यूलोज, चमड़ा, कपास और अन्य।
2. कृत्रिम। इन अणुओं आदमी द्वारा बनाई गई हैं कि है, लेकिन प्राकृतिक analogues के आधार पर। यही कारण है कि अभी सुधार लाने और एक मौजूदा प्राकृतिक बहुलक के गुणों को बदलने है। उदाहरण: सिंथेटिक रबड़, रबर।
3. सिंथेटिक - इन पॉलिमर, निर्माण, जिनमें से केवल एक ही व्यक्ति शामिल किया गया। वहाँ उनके लिए प्राकृतिक analogues। वैज्ञानिकों ने नई सामग्री, जो बेहतर प्रदर्शन करने के लिए अलग-अलग हैं synthesizing के तरीकों का विकास। इस प्रकार सभी प्रकार के सिंथेटिक बहुलक यौगिकों पैदा होते हैं। उदाहरण: पॉलीइथीलीन, पॉलीप्रोपीलीन, रेयान, एसीटेट फाइबर और की तरह।

एक और सुविधा है, जो समूह में पदार्थों को अलग करने का आधार है है। यह प्रतिक्रिया और थर्मल प्रतिरोध। इस पैरामीटर के लिए दो श्रेणियों का आवंटन:

• थर्माप्लास्टिक;
• thermosets।

सबसे प्राचीन महत्वपूर्ण और विशेष रूप से महत्वपूर्ण अभी भी एक प्राकृतिक बहुलक है। उसके गुण अद्वितीय हैं। इसलिए, हम अगले देखो यह बड़े अणुओं की इस श्रेणी है पर।

कौन सा पदार्थ एक प्राकृतिक बहुलक है?

इस सवाल का जवाब करने के लिए, पहले हम अपने चारों ओर देखो। यही कारण है कि हमें चारों ओर से घेरे? हमारे चारों तरफ जीवों खाना खाते हैं, जो,, साँस लेने के पुन: पेश, खिलने और फल और बीज उत्पादन रहने का। और वे देखने के एक आणविक बिंदु से कर रहे हैं? यह इस तरह के रूप यौगिकों:

• प्रोटीन;
• न्यूक्लिक एसिड;
• पॉलीसैकराइड।

तो, प्राकृतिक बहुलक, ऊपर यौगिकों के प्रत्येक है। इस प्रकार, यह प्रतीत होता है हमारे आस-पास जीवन है, वहाँ केवल इन अणुओं की उपस्थिति के लिए धन्यवाद है। प्राचीन काल से, लोगों को मजबूत बनाने और घरों के निर्माण, बुना यार्न, ऊन, कपास कपड़े, रेशम, ऊन और जानवरों की त्वचा बनाने के लिए इस्तेमाल किया के लिए मिट्टी, घोला जा सकता है और समाधान का इस्तेमाल किया। प्राकृतिक जैविक पॉलिमर अपने गठन और विकास के सभी चरणों में आदमी के साथ है, और कई मायनों में उसकी मदद की है कि हम आज है परिणाम प्राप्त करने के।

लोगों के जीवन के लिए सभी देने के स्वभाव संभव के रूप में सहज था। समय के साथ, रबर की खोज की थी, वह अपने उल्लेखनीय गुण स्पष्ट किया। सेलूलोज - मनुष्य में तकनीकी, स्टार्च के लिए भोजन का उपयोग सीख लिया है। प्राकृतिक बहुलक और एक कपूर, जो भी प्राचीन काल से जाना जाता है। रेजिन, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड - विचाराधीन यौगिकों के उदाहरण हैं।

प्राकृतिक पॉलिमर की संरचना

नहीं यौगिकों के इस वर्ग के सभी सदस्यों को एक ही संरचना है। इस प्रकार, प्राकृतिक और सिंथेटिक पॉलिमर काफी भिन्न हो सकते। उनके अणुओं उन्मुख होते हैं ताकि सबसे अधिक लाभदायक और सुविधाजनक ऊर्जा के मामले में अस्तित्व के लिए। हालांकि, कई प्राकृतिक प्रजातियों बदलने की प्रक्रिया में और उनकी संरचना को प्रफुल्लित करने में सक्षम हैं। वहाँ श्रृंखला संरचना के कई सबसे आम वेरिएंट हैं:

• रैखिक;
• branched;
• तारामय;
• फ्लैट;
• जाल;
• टेप;
• कंघी।

कृत्रिम और सिंथेटिक अणुओं प्रतिनिधि एक बहुत बड़े बड़े पैमाने पर, परमाणुओं की एक बड़ी संख्या है। वे विशेष रूप से वांछित गुणों के साथ बनाया जाता है। इसलिए, उनके की संरचना मूल रूप से आदमी की योजना बनाई। प्राकृतिक पॉलिमर भी अक्सर या तो रेखीय हैं या संरचना पर जाल।

प्राकृतिक बड़े अणुओं के उदाहरण

प्राकृतिक और सिंथेटिक पॉलिमर एक दूसरे के बहुत करीब हैं। पहले एक पल के लिए आधार बनने के बाद। इस तरह के परिवर्तनों के उदाहरण कई हैं। उनमें से कुछ कर रहे हैं।

1. पारंपरिक प्लास्टिक सफेद दूधिया - यह एक उत्पाद प्राकृतिक कपूर के योग के साथ नाइट्रिक एसिड के साथ सेलूलोज के उपचार के द्वारा प्राप्त की है। बहुलकीकरण प्रतिक्रिया बहुलक प्राप्त की और वांछित उत्पाद के लिए रूपांतरण के सख्त का परिणाम है। एक plasticizer - कपूर, यह नरम जब गर्म और उनके आकार बदलने में सक्षम बना रही है।
2. एसीटेट रेशम, Cuprammonium फाइबर, विस्कोस - यार्न, फाइबर, जो सेलूलोज के आधार पर प्राप्त कर रहे हैं के उदाहरण हैं। प्राकृतिक कपास और लिनेन से बने कपड़े के रूप में मजबूत, नहीं शानदार, क्रीज करने के लिए आसान नहीं हैं। लेकिन इन कमियों वंचित है, जो उनके उपयोग करता है के कृत्रिम analogues बहुत ही आकर्षक है।
3. कृत्रिम पत्थर, निर्माण सामग्री, मिश्रण, चमड़े - यह भी प्राकृतिक सामग्री से प्राप्त पॉलिमर के उदाहरण है।

एक पदार्थ है जो एक प्राकृतिक बहुलक है, और अपने असली रूप में प्रयोग किया जा सकता है। इस तरह के उदाहरण भी कई हैं:

• राल;
• एम्बर;
• स्टार्च;
• amylopectin;
• सेलूलोज;
• फर;
• ऊन;
• कपास;
• रेशम;
• सीमेंट;
• मिट्टी;
• चूना;
• प्रोटीन;
• न्यूक्लिक एसिड और इतने पर।

यह स्पष्ट है कि हमारे सामने यौगिकों के एक वर्ग के बहुत बड़े व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण है और लोगों के लिए सार्थक है। अब हम प्राकृतिक पॉलिमर के कुछ प्रतिनिधि, जो इस समय बहुत लोकप्रिय हैं और अधिक विस्तार से विचार करते हैं।

रेशम और ऊन

प्राकृतिक रेशम बहुलक परिसर के सूत्र, क्योंकि इसकी रासायनिक संरचना निम्न घटक द्वारा व्यक्त किया जाता है:

• फ़ाइब्राइन;
• सेरिसिन;
• मोम;
• वसा।

वही प्रमुख प्रोटीन - फ़ाइब्राइन, अधिक एमिनो एसिड प्रजातियों में से एक सदस्य हैं। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के लिए वर्तमान में यह है, यह इस तरह दिखेगा: (राष्ट्रीय राजमार्ग-CH ₂ -CO-एनएच CH (सीएच ₃₎ -CO-एनएच सीएच ₂ -CO-) _एन। और यह यह का ही हिस्सा है। हम वान डर के माध्यम से संरचना करने के लिए है कि कल्पना तो वाल्स नहीं कम जटिल सेरिसिन प्रोटीन अणु मिलती है, वे एक मोम और वसा के साथ एक एकल रचना में एक साथ मिश्रित कर रहे हैं, यह समझा जा सकता है क्यों यह सूत्र प्राकृतिक रेशम चित्रित करने के लिए मुश्किल है।

तिथि करने के लिए, इस उत्पाद की ज्यादा आपूर्ति चीन, इसकी खुली जगह के लिए, वहाँ मुख्य निर्माता के लिए एक प्राकृतिक निवास स्थान है - रेशमकीट। इससे पहले, प्राचीन काल से, प्राकृतिक रेशम बहुत सराहना की है। उससे कपड़े सकता है केवल महान, अमीर लोग बर्दाश्त। आज, ऊतक की विशेषताओं के कई गरीब है। उदाहरण के लिए, वह दृढ़ता से चुंबकीय और crumpled, इसके अलावा में, सूर्य के संपर्क में अपनी चमक खो देता है और धूमिल। इसलिए, अब में सिंथेटिक डेरिवेटिव उसके उपयोग करें।

ऊन - यह भी त्वचा के महत्वपूर्ण कार्यों को और जानवरों के वसामय ग्रंथियों का एक उत्पाद के रूप में एक प्राकृतिक बहुलक है। इस प्रोटीन उत्पाद निर्मित निटवेअर, जो, रेशम की तरह, एक मूल्यवान सामग्री है के आधार पर।

स्टार्च

प्राकृतिक स्टार्च एक उत्पाद बहुलक संयंत्र जीवन है। वे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया का एक परिणाम के रूप में यह उत्पादन और शरीर के विभिन्न भागों में जमा। इसकी रासायनिक संरचना:

• amylopectin;
• एमाइलोज;
• अल्फा ग्लूकोज।

स्टार्च के स्थानिक संरचना बहुत branched है, अव्यवस्थित। शामिल amylopectin के कारण, यह पानी में सूजन एक तथाकथित पेस्ट बनने में सक्षम है। यह कोलाइडयन समाधान कला और उद्योग में प्रयोग किया जाता है। चिकित्सा, खाद्य उद्योग, वॉलपेपर चिपकने के उत्पादन - यह भी पदार्थ का उपयोग है।

स्टार्च की अधिकतम राशि युक्त पौधों में पहचाना जा सकता है:

• मकई;
• आलू;
• चावल;
• गेहूं;
• कसावा;
• जई;
• कुटू;
• केले;
• चारा।

इस जैव बहुलक सेंकना रोटी के आधार पर,, पास्ता बनाने जेली, अनाज और अन्य खाद्य उत्पादों पकाना।

सेलूलोज़

रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से, पदार्थ - एक बहुलक जिसकी संरचना सूत्र (सी ₆ एच ₅ हे _{5) n} द्वारा व्यक्त किया जाता _है। मोनोमर इकाई श्रृंखला एक बीटा ग्लूकोज है। सेलूलोज़ सामग्री की मुख्य जगह - पौधों की कोशिका दीवारों है। इस यौगिक का मूल्यवान स्रोत - यही कारण है कि लकड़ी है।

सेल्यूलोज - एक प्राकृतिक बहुलक एक रेखीय स्थानिक संरचना है। यह उत्पादों के निम्नलिखित प्रकार के उत्पादन के लिए प्रयोग किया जाता है:

• लुगदी और कागज उत्पादों;
• कृत्रिम फर;
• मानव निर्मित फाइबर के विभिन्न प्रकार;
• कपास;
• प्लास्टिक;
• निर्धूम पाउडर;
• फिल्मों और इतने पर।

ऐसा नहीं है कि इसके औद्योगिक मूल्य महान है स्पष्ट है। इस यौगिक उत्पादन में इस्तेमाल किया जा सकता है के लिए, यह पौधों से निकालने के लिए शुरू करने के लिए होना चाहिए। इस विशेष उपकरणों में लकड़ी के सतत खाना पकाने के द्वारा किया जाता है। आगे की प्रक्रिया है, साथ ही पाचन के लिए इस्तेमाल किया अभिकर्मकों अलग हैं। ऐसे कई तरीके हैं:

• sulfite;
• नाइट्रेट;
• सोडा;
• सल्फेट।

इस तरह के उपचार के बाद, उत्पाद अभी भी दोष होता है। इस लिग्निन और hemicellulose के दिल पर। उनमें से छुटकारा पाने के लिए, लुगदी क्लोरीन या क्षार के साथ व्यवहार किया जाता है।

मनुष्यों में, ऐसी कोई जैविक उत्प्रेरक है कि इस जटिल जैव बहुलक टूट में कामयाब रहे है। हालांकि, कुछ जानवरों (शाकाहारी), इस के लिए अनुकूलित। उनके पेट कुछ बैक्टीरिया है कि यह उनके लिए बनाने के बसने। इसके बजाय जीवों जीवन और वास के लिए ऊर्जा प्राप्त। सहजीवन का यह रूप दोनों दलों के लिए बेहद फायदेमंद है।

रबर

यह प्राकृतिक बहुलक मूल्यवान आर्थिक मूल्य हो रही है। पहली बार के लिए यह रॉबर्ट कुक, जो उनकी यात्रा से एक में उसे पाया द्वारा वर्णित किया गया था। यह इस तरह से हुआ। द्वीप जहां मूल निवासी उसके पास अज्ञात रहते थे पर उतरने के बाद, वह दिल से उनके द्वारा स्वागत किया। उनका ध्यान स्थानीय बच्चों को, जो एक असामान्य विषय निभाई है आकर्षित करते थे। इस गोलाकार शरीर मंजिल से पीछे धकेल दिया और हवा में उच्च कूद है, तो लौट आए।

क्या इस खिलौने से बनाया गया है के बारे में स्थानीय लोगों से पूछो, कुक को पता चला कि यह एक पेड़ के रस को सशक्त बनाता है - Hevea। काफी समय बाद, यह पाया गया है कि यह एक जैव बहुलक रबर है।

जाना जाता यौगिक की रासायनिक प्रकृति - आइसोप्रीन, प्राकृतिक साथ इसमें बहुलकीकरण है। फॉर्मूला रबर (सी ₅ एच _{8) एन।} उसके गुण, जिसकी वजह से वह इतना उच्च माना जाता है, इस प्रकार है:

• लोच;
• स्थायित्व;
• बिजली के इन्सुलेशन;
• निर्विवाद।

हालांकि, वहाँ कमियां हैं। चिपचिपा और चिपचिपा - ठंड की स्थिति में यह कमजोर और भंगुर, और गर्मी हो जाता है। यही कारण है कि कृत्रिम या सिंथेटिक आधार के analogues के संश्लेषण के लिए एक जरूरत थी है। आज रबड़ व्यापक रूप से इंजीनियरिंग और औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण उन पर आधारित उत्पादों:

• रबर;
• आबनूस।

अंबर

यह एक प्राकृतिक बहुलक है के बाद से राल इसकी संरचना, जीवाश्म इसकी हालत में है। स्थानिक संरचना - ईंट अनाकार बहुलक। अत्यंत ज्वलनशील है, यह एक मैच की लौ प्रज्वलित कर सकते हैं। यह चमक गुण है। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण और मूल्यवान गुणवत्ता है, जो गहने में प्रयोग किया जाता है। एम्बर के आधार पर गहने बहुत ही सुंदर और मांग में है।

इसके अलावा, जैव बहुलक चिकित्सा प्रयोजनों में इस्तेमाल किया। क्योंकि यह विभिन्न सतहों के लिए sandpaper पेंट कोटिंग्स निर्मित है।