Искусственные полимеры это: Искусственные полимеры

alexxlab | 16.08.1984 | 0 | Разное

Содержание

Искусственные полимеры

К искусственным полимерам относятся высокомолекулярные вещества, которые получают на основе природных полимеров путём их химической модификации.

То есть на природный полимер действуют реагентом и получают искусственный полимер.

Искусственные полимеры используют для получения пластмасс, волокон и других материалов.

Пластмассы – это материалы, которые получают на основе полимеров, способные приобретать заданную форму и сохранять её в процессе эксплуатации. В состав пластмассы могут входить красители, которые придают ей цвет, наполнители, которые обеспечивают жёсткость пластмассы, пластификаторы, которые делают пластмассу пластичной.

Первая пластмасса была получена в конце 19 века в Америке. Если целлюлозу обработать концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты, то получается динитрат целлюлозы. При добавлении к динитрату целлюлозы камфоры в качестве пластификатора, то можно получить пластмассу молочно-белого цвета. Эту пластмассу называют

целлулоид.

Целлюлоза + HNO3 → динитрат целлюлозы + вода

 Из целлулоида делали бильярдные шары, расчёски, игрушки, линейки, кино- и фотоплёнку. Из-за повышенной  горючести область применения целлулоида стала ограниченной. В настоящее время из этого полимера изготавливают теннисные шарики, облицовку для музыкальных инструментов. На основе нитратов целлюлозы изготавливают клей и лаки. Тринитрат целлюлозы используют в качестве пороха и называют его пироксилином.

На основе искусственных полимеров получают также волокна.

Оказывается, что ещё в 7 веке англичанин Роберт Гук высказал мысль о возможности получения искусственного волокна. Производство первого искусственного волокна было организовано во Франции в городе Безансоне в 1890 году.

Волокна представляют собой полимеры линейного строения, которые пригодны для изготовления нитей, жгутов, пряжи и текстильных материалов.

Сама по себе целлюлоза – это волокнистый материал. Из целлюлозных волокон состоят хлопчатобумажные и льняные ткани. Однако эти ткани недостаточно прочные, легко мнутся, не имеют блеска, повреждаются грибком.

Для получения такого искусственного волокна, как ацетатный шёлк, за основу берут целлюлозу, которую обрабатывают уксусной кислотой или ангидридом уксусной кислоты. Уксус  по латыни «ацетум», от этого произошло и название «ацетатное».

В результате реакции этерификации получают триацетат целлюлозу с тремя сложноэфирными группами.

Целлюлоза + CH3COOH → триацетат целлюлозы + вода

Однако триацетат целлюлозы не обладает волокнистой структурой. Поэтому его растворяют в органическом растворителе до образования вязкого раствора и под большим давлением продавливают через фильеры. Струйки этого раствора обдуваются тёплым воздухом и полимер затвердевает.

Ацетатное волокно устойчиво к воздействию света, температуры, микроорганизмов.

Ткани из ацетатного волокна – ацетатного шёлка – красивы и легко окрашиваются, из них делают подкладочный материал, нарядные бальные платья. Изготавливают ткани для галстуков, тюля, покрывал, кружев, юбок гофре и плиссе, сорочек.

Впервые на мировом рынке ацетатное волокно появилось в 1921 году, как результат трудов американских ученых и технологов под руководством Дрейфуса.

К искусственным волокнам относятся также вискоза и медно-аммиачное волокно.

Ацетатное волокно было получено в 80-е годы 19 века ботаником Негели, который установил, что хлопковое волокно состоит из целлюлозы. Это открытие привело его к мысли, что можно выработать волокно подобное хлопковому, но из более дешевого целлюлозного сырья – остатков древесины. Попытки получения такого волокна увенчались успехом в 1892 году, когда американцы Кросс, Бивен, Бидл запатентовали вискозный способ, который совершенствовался и модернизировался.

В России первый завод по производству искусственного шёлка был построен в Мытищах и в 1913 году он дал первую продукцию.

Вискозу получают также на основе целлюлозы путём обработки её раствором щёлочи, а затем сероуглеродом CS2 и раствором кислоты. Вискоза обладает рядом преимуществ: у неё хорошие гигиенические свойства, она устойчива к действию органических растворителей. Недостатком вискозы является резкий блеск, но если волокна вискозного жгута разрезать на части, а затем вытянуть и скрутить в пряжу, то это штапельное волокно теряет блеск и прочность немного уменьшается, сохраняя остальные свойства вискозы. При стирке изделия сильно садятся, в мокром состоянии теряют прочность, поэтому их нельзя сильно тереть и выкручивать.

Учёные России предвидели блестящее будущее вискозного волокна. Д. И. Менделеев в 1900 году писал: «Россия изобилует всякими растительными продуктами… Клетчатка не истощает почвы, для питания не пригодна… если бы мы отбросы превратили в изделия из вискозы, то разбогатели бы побольше, чем от всей нашей торговли».

На основе вискозы получают искусственную кожу, корды для автомобильных покрышек. В чистом виде и в сочетании с другими волокнами или нитями из вискозы получают подкладочные, платьевые, сорочечные, бельевые, декоративные ткани, верхний, бельевой трикотаж, чулочно-носочные, текстильно-галантерейные изделия (ленты, тесьма, галстуки), целлофан.

Если вискозную нить сильно вытянуть, то верхний слой нити растянется больше, а внутренний – меньше, в результате волокно получает извитость, из этих нитей изготавливают ковры.

Если в прядильный раствор вискозы вмешать воздух, то получим химическую реакцию с выделением углекислого газа, в волокне образуются пустоты, эти пустотелые вискозные волокна используют для производства не тонущих спасательных костюмов. Усовершенствованным вискозным волокном является сиблон, который мало мнётся, мало садится, это волокно прочное и блестящее. Его изготавливают из высококачественной целлюлозы.

Таким образом, искусственные полимеры – это высокомолекулярные вещества, которые получают на основе природных полимеров. Искусственные полимеры используют для получения пластмасс, волокон и других материалов. Пластмассы – это материалы, которые получают на основе полимеров, способные приобретать заданную форму и сохранять её в процессе эксплуатации. Первой пластмассой на основе целлюлозы стал целлулоид. К искусственным полимерам относятся волокна: ацетатное волокно и вискоза. Искусственные волокна находят широкое применение.

Искусственные полимеры. 10 класс – презентация онлайн

Полимеры (от греч. поли — много и мерос — часть) — это
высокомолекулярные, главным образом органические вещества
(впрочем, известны и неорганические полимеры, к которым относятся,
например, графит, алмаз, стекло, цемент и др.), крупные молекулы которых
построены из многократно повторяющихся, совершенно одинаковых для
каждого полимера структурных звеньев, образованных из мономеров
(от греч. моно — один и мерос — часть).
Так, в молекулярной формуле натурального каучука
[—СН2—СН = С(СН3)—СН2—]n,
отображающей молекулярную цепь, в квадратных скобках заключено
структурное звено, образованное из мономера изопрена
СН2 = СН—С(СН3) = СН2,
а n — коэффициент полимеризации, или число, показывающее, сколько раз это
структурное звено повторяется в молекуле.
Для каучука n = 10 000. Длина одной макромолекулы каучука, если ее
выпрямить в одну линию, составляет около 8 мкм.
Природные полимеры
Целлюлоза (клетчатка) —
природный полимер
полисахарид,
принадлежащий к классу
углеводов. Это прочное
волокнистое вещество, из
которого состоит опорная
ткань всех растительных
клеток. Макромолекула
целлюлозы (С6Н10О5)n
построена из многократно
повторяющихся структурных
звеньев — остатков bглюкозы (остатком глюкозы
называется то, что остается
от ее молекулы после
отсоединения молекулы
воды).
Растения, из которых получают
растительные волокна:
1 – лен; 2 – хлопчатник:
а – цветущая ветвь; б – плод
(коробочка).
Натуральный каучук — полимер изопрена, который производится из
латекса — сока некоторых тропических деревьев, главным образом гевеи
бразильской, произрастающей в Южной Америке, Индии, Африке и на
Цейлоне.
Очень крупные молекулы каучука длиной около 8 мкм не вытянуты в нитку,
а закручены в клубок, поэтому каучук имеет высокую эластичность.
Каучук был давно известен индейцам Южной Америки, которые делали из
него сосуды для воды, мячи для игр и отливали на собственных ногах калоши.
Каучук они называли «каочу», что в переводе означает слезы дерева. В
Европе каучук стал известен в конце XV века, после возвращения Колумба из
Америки, который привез в качестве заморских диковинок калоши и мячи
индейцев.
Искусственные полимеры – это
высокомолекулярные вещества, которые
получают на основе природных полимеров
путем их химической модификации
+n
природный полимер
реагент
+n
искусственный полимер
второй продукт
реакции
искусственные полимеры
пластмассы
волокна
другие материалы
Пластмассы – это материалы,
полученные на основе полимеров,
способные приобретать заданную форму
при изготовлении изделия
и сохранять
ее в процессе эксплуатации
полимер (чаще целлюлоза)
красители (цвет)
наполнители (жесткость)
пластификаторы (эластичность)
Первая пластмасса – конец 19 века, Америка
целлюлоза +HNO3
динитрат целлюлозы + h3O
+
камфора
(пластификатор)
Пластмасса (целлулоид),
молочно-белого цвета
Нитрат целлюлозы
Тринитрат целлюлозы
клей и лаки
пироксилин
Применение целлулоида
Ограничено, горючесть
теннисные шарики
облицовка музыкальных
инструментов
Первые изделия:
бильярдные шары,
расчески, игрушки,
линейки, кинофотопленка
Волокна – это полимеры линейного
строения,
которые пригодны для
изготовления нитей, жгутов, пряжи,
текстильных материалов
Ткани (целлюлоза – волокнистая структура) –
хлопчатобумажные, льняные недостаточно прочны,
мнутся, нет блеска, повреждаются грибком
Ацетатный шелк
целлюлоза + СН3СООН
волокнистая
структура
триацетат целлюлозы + Н2О
нет волокнистой
структуры
Растворение в органическом
растворителе (образуется
вязкий раствор)
продавливание через фильеры
(колпачки с отверстиями),
обдувание теплым воздухом
(испарение растворителя),
затвердевание полимера в нити
Ацетатный шелк
Легко окрашивается, многофункционален
Искусственные волокна
Вискоза
Ацетатный
шелк
Гигиенично
дешевле
Медноаммиачное
волокно
обработка
целлюлозы
NaOH
сероуглеродом
р-ром кислоты

Искусственные полимеры – презентация онлайн

Искусственные полимеры – это
высокомолекулярные вещества, которые
получают на основе природных полимеров
путем их химической модификации
+n
природный полимер
реагент
+n
искусственный полимер
второй продукт
реакции
искусственные полимеры
пластмассы
волокна
другие материалы
Пластмассы – это материалы,
полученные на основе полимеров,
способные приобретать заданную форму
при изготовлении изделия
и сохранять
ее в процессе эксплуатации
полимер (чаще целлюлоза)
красители (цвет)
наполнители (жесткость)
пластификаторы (эластичность)
Первая пластмасса – конец 19 века, Америка
целлюлоза +HNO3
динитрат целлюлозы + h3O
+
камфора
(пластификатор)
Пластмасса (целлулоид),
молочно-белого цвета
Нитрат целлюлозы
Тринитрат целлюлозы
клей и лаки
пироксилин
Применение целлулоида
Ограничено, горючесть
теннисные шарики
облицовка музыкальных
инструментов
Первые изделия:
бильярдные шары,
расчески, игрушки,
линейки, кинофотопленка
Волокна – это полимеры линейного
строения,
которые пригодны для
изготовления нитей, жгутов, пряжи,
текстильных материалов
Ткани (целлюлоза – волокнистая структура) –
хлопчатобумажные, льняные недостаточно прочны,
мнутся, нет блеска, повреждаются грибком
Ацетатный шелк
целлюлоза + СН3СООН
волокнистая
структура
триацетат целлюлозы + Н2О
нет волокнистой
структуры
Растворение в органическом
растворителе (образуется
вязкий раствор)
продавливание через фильеры
(колпачки с отверстиями),
обдувание теплым воздухом
(испарение растворителя),
затвердевание полимера в нити
Ацетатный шелк
Легко окрашивается, многофункционален
Искусственные волокна
Вискоза
Ацетатный
шелк
Гигиенично
дешевле
Медноаммиачное
волокно
обработка
целлюлозы
NaOH
сероуглеродом
р-ром кислоты

Полимеры искусственные – Справочник химика 21

    Биотехнология призвана не только совершенствовать традиционные методы, широко используемые в пищевой промышленности при производстве молочнокислых продуктов, сыра, пищевых кислот, алкогольных напитков, но и создавать современные технологии для синтеза полимеров, искусственных приправ, сырья (текстильная промышленность), для получения метанола, этанола, биогаза и водорода, для извлечения некоторых металлов из руд. [c.7]
    Химические волокна. К числу химических относят волокна, приготовляемые из искусственных и синтетических полимеров. Искусственные волокна — вискозное, ацетатное, целлюлозное волокно, получаемое из медно-аммиачных растворов и др. Синтетическими называют волокна, получаемые из полимеров, образующихся при полимеризации или поликонденсации низкомолекулярных со- единений. [c.252]

    Решение задачи структурно-физической модификации свойств твердых и жидких полимеров оказалось возможным введением в расплавы и растворы полимера искусственных зародышей структурообразования, что было предложено и детально изучено в работах В. А. Каргина, Т. И. Соголовой и сотрудников. Другим подходом было введение в полимер поверхностно-активных веществ, что исследовалось В. А. Каргиным совместно с П. В. Козловым, Н. Ф. Бакеевым, Л. П. Василевской и др. Использование этих ме- [c.13]

    При получении полимеров, искусственного каучука. [c.134]

    Величина у растет с увеличением ориентации макромолекул и падает при пластификации полимера. Искусственные зародышеобразователи (см. с. 440), которые обеспечивают образование более однородных, лучше ориентированных структур в полимерах, вызывают изменения в величине у. почти не влияя на [c.415]

    В. А. Каргин, Т. И. Соголова и М. С. Акутин предложили новые методы регулирования структур непосредственно в процессе переработки, основанные на введении в полимер искусственных центров кристаллизации 21,22 Они показали, что можно управлять про- [c.160]

    Исследования В. А. Каргина в области механики полимеров занимаю особое положение. Его интерес к этой области возник в связи с получением из растворов полимеров искусственных волокон и пленок, качество которых зависит в основном от их механических свойств (прочность, упругость). Вскоре после начала этих работ В. А. Каргин пришел к убеждению, что именно механические свойства полимеров определяют их преимущество перед низкомолекулярными веществами того же химического состава и аналогичного строения. Это послужило основанием для многолетней систематической работы В. А. Каргина и его сотрудников в области механики полимеров. [c.9]

    Термопласты используют также при декоративной отделке интерьеров самолетов. В частности, широкое применение для этой цели находят разнообразные материалы на основе поливинилхлорида (см. Винилхлорида полимеры) — искусственная кожа, пленки и др. [c.455]

    Данные табл. 1 наглядно свидетельствуют о значительно более высоких темпах развития производства синтетических полимеров по сравнению с природными. В то время как прирост производства природных полимеров (шерсть, шелк, каучук натуральный) за 1940—1957 гг. составлял от 104 до 135%, прирост производства искусственных полимеров (искусственное и синтетическое волокно, пластмассы и синтетические смолы, синтетический каучук) за тот же период составил от 244 до 3140%. [c.18]


    В электрических машинах, в электроакустической аппаратуре, в особенности в усилительной технике, используется большое многообразие синтетических каучукоподобных полимеров, искусственных и синтетических волокон и других электроизоляционных материалов, давно заменивших природные вещества, ранее употреблявшиеся для этих целей. Хорошо известно, что в настоящее время любая машина, любой аппарат и прибор, в которых необходимо использовать при их изготовлении электроизоляционные материалы, не обходятся без применения синтетических полимеров. Для этих целей уже давно широко используются слоистые электроизоляционные материалы, листы и пленки из синтетических пластиков, оболочки и трубки из различных типов каучуков, поливинилхлорида и других синтетических продуктов. [c.161]

    Разработан весьма перспективный прием управления процессом структурообразования, позволивший к тому же стабилизировать структуру, от прием заключается во введении в полимер искусственных зародышей кристаллизации Эффективными зародыше-образователями могут служить самые разнообразные вещества, например индиго, ализарин, соли органических кислот и даже капельки различных жидкостей Ю4  [c.362]

    Таким образом, введение в полимер искусственных зародышеобразователей позволяет эффективно управлять процессом структурообразования и формированием комплекса механических свойств, стабильных во времени. Образующаяся более однородная надмолекулярная структура (например, в случае кристаллических полиамидов, полипропилена, полистирола) обеспечивает повышенную сопротивляемость ударной нагрузке, а также способствует увеличению износостойкости при работе полимерных изделий на трение [c.364]

    В случае ориентированных полимеров искусственные зародыше-образователи также способствуют созданию более однородных материалов с повышенной прочностью. Введение искусственных зародышеобразователей в полиформальдегид и другие полимеры способствует формированию мелкосферолитной надмолекулярной структуры и наряду с улучшением прочностных показателей повышает термическую стойкость Кроме того, условия переработки полимеров, содержащих искусственные зародыши кристаллизации, значительно улучшаются, а сами изделия имеют меньше дефектов и более устойчивы к действию нагрузки и света [c.364]

    В определенном интервале температур зависимости Тф от а спрямляются в логарифмических координатах (рис. IV. 102), причем в равных условиях величина Тф всегда больше для модифицированных образцов. Если же мы хотим наблюдать образование шейки за одинаковое время, в модифицированных образцах должно быть вызвано большее напряжение, чем в исходном. Все эти факты означают, что образование шейки затрудняется при введении в полимер искусственных зародышеобразователей. Образцы становятся более устойчивыми к потере первоначальной формы. [c.366]

    Синтетические полимеры. Искусственные полимерные материалы. Человек давно использует природные полимерные материалы в своей жизни. Это кожа, меха, шерсть, шелк, хлопок и т.п., используемые для изготовления одежды, различные связующие (цемент, известь, глина), образующие при соответствующей обработке трехмерные полимерные тела, широко используемые как строительные материалы. Однако промышленное производство цепных полимеров началось в начале XX в., хотя предпосылки для этого создавались ранее. [c.7]

    Азокрасители (азопигменты и азолаки) применяют также и для окраски полимеров, искусственных и синтетических волокон, а также в качестве пигментов для малярных и других красок. [c.308]

    Интересным методом регулирования структуры является метод введения в расплав полимера искусственных зародышей, которые становятся центрами кристаллизации. Ими могут быть разли шые органические вещества, нерастворимые в полимере, плавящиеся при более высоких температурах, чем сам полимер, и химически ие взаимодействующие с ним, например иидиго. ализарин и т. д. При Этом можно получить разнообразные надмолекулярные структуры одного и того же полимера, так как они зависят от формы введенных кристалликоп. Так, введение 1% тоикодисперсного индиго в расплав полипропилена при экструзии приводит к образованию пленок с однородной мелкосферолитной структурой. Пленки, полученные при тех же условиях в отсутствие искусственных зародышей, состоят из крупных сферолитов с четкими границами раздела. Первые обладают вынужденной эластичностью, вторые разрушаются Хрупко. Аналогичные данные получены для изотактиче-ского полистирола н гуттаперчи. [c.239]

    Большинство рассмотренных в этом разделе соединений имеет крупное промышленное значение. Метанол, который получали перегонкой древесины (древесный снирт), теперь получают в больших количествах из окиси углерода и водорода (стр. 64) его используют в качестве растворителя. Этанол широко применяется в спиртных напитках его получают брожением ряда сельскохозяйственных продуктов. к-Бутиловый спирт (1-бутанол) также синтезируют посредством брожения, и подобно этанолу он широко применяется как растворитель. Этанол, 2-нропанол и диэтиловый эфир изготовляются из этилена и пронн.дена, получаемых при крекинге нефти (гл. 26). Диэтиловый эфир и окись этилена — превосходные средства для общей анестезии. Диэтиловый эфир и тетрагидрофуран являются весьма обычными экстракционными растворителями и часто служат в качестве реакционных сред они находят большо э применение в химических лабораториях. Диэтиловый эфир умеренно растворим в воде, летуч и может быть легко высушен. Метанол, этанол, пропанолы, тетрагидрофуран, диоксан и многоатомные спирты смешиваются с водой в любых нронорщгях. Такое свойство делает их ценными растворителями в ряде процессов, в которых участвуют полярные вещества. Все низшие спирты служат важным сырьем в синтезе полимеров, искусственного волокна, пластмасс, взрывчатых веществ, а также фармацевтических. и лабораторных химических иренаратов. Напротив, алифатические простые эфиры химически относительно инертны и лишь иногда используются в качестве реактивов в химическом синтезе. Окись этилена и окись триметилена также играют важную роль в синтезе. [c.53]


    Эта гипотеза была полностью подтверждена работами К. Фрейденберга (1920—1959 гг.). При обработке кониферилового спирта ферментом (фенолдегидразой), выделенным из грибов (но который находится также и в камбиальном соке хвойных), был получен аморфный полимер — искусственный лигнин, тождественный в отношении состава, физических (инфракрасные и ультрафиолетовые спектры) и химических (образовапие лигпипсульфокислоты) свойств природному лигнину. Наряду с этим полимером продукт реакции содержит три приведенных ниже растворимых димера (I, II и III) [c.308]

    Следует отметить эффективность сочетания М. с. с приемами химич. стабилизации полимороя, осуществляемого, напр., в случае кристаллич. полимеров искусственным зародышеобразованием частицами стабилизаторов. [c.132]

    ВЫСОКИЕ ДАВЛЕНИЯ — давления, превышающие атмосферное. Часто встречающееся в литературе подра,здеЛение давлений на низкие, высокие, очепь высокие и сверхвысокие з значительной стенени условно, т. к. устанавливается в зависимости от случайных факторов. Давление (Д.) имеет только нижний нреде.л — абс. вакуум величина же достигнутого Д. ограничивается возможностями техники. В природе Д. достигает значительной величины на больших водных глубинах до 1000 ат, в толще земли доходит (у центра) до миллионов атмосфер на нек-рых звездах Д. достигает десятков и сотен миллионов атмосфер (белые карлики до 10 ат). Примепение В. д. имеет большое значение для науки и техники. Оно смещает химич. равновесие и ускоряет многие реакции, вследствие чего используется в пром-сти для получения синтетич. аммиака, метанола, мочевины, различных полимеров, искусственного бензина и др. В. д. применяют и в современных паровых котлах, при В. д. добывают нефть и газ из глубинных скважин. В. д. развивается при горении заряда в стволе артиллерийского орудия и в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, используется д,ля приведения в действие мои1,ных гидравлич. прессов, действует в водяных пушках — гидромониторах. Лабораторные исследования проводят при Д. до 200 ООО аог максимально Д., достигнутое в лаборатории, равно 425 ООО ат. [c.342]

    В отличие от естественных волокон (хлопок, лен, шерсть, натуральный шелк и др.), искусственные волокна получаются путем химико-технологической переработки природных или синтетических полимеров/ Искусственные волокна построены из органических высокомолекулярных (высокопо имерных) соединений линейного строения (стеклянное волокно и тонкие металлические нити обычно не причисляют к искусственным волокнам). [c.419]

    Введение искусственных зародышей структурообразования, таких как соли органических кислот, способствует получению образцов с более высокой прочностью при всех иззгчепных режимах кристаллизации и при всех исследованных температурах, а также приводит к тому, что различия в режимах кристаллизации перестают существенно влиять на надмолекулярную структуру полимера Зависимости прочности от температуры у образцов, содержащих и не содержащих искусственные зародышеобразователи, мало отличаются друг от друга, несмотря па существенные различия в режимах приготовления образцов. Это свидетельствует о том, что наличие в кристаллических полимерах искусственных зародышей структурообразования, несомненно, значительно улучшает их свойства, делая их более устойчивыми к различным термическим воздействиям. Стабильность надмолекулярной структуры полимеров, содержащих искусственные зародыши структурообразования, и их механических свойств при переработке и эксплуатации хорошо подтверждается также и результатами других исследований [c.246]

    Применяют в качестве растворителя при производстве нитратов целлюлозы, целлулоида, алкидных, виниловых, поливинилацетатных полимеров, искусственной кожи, в кинофотопромышлеиности как исходное вещество в производстве ацетоуксусного эфира и других органических продуктов. [c.320]

    Волокна. Волокна, выпускаемые промышленностью, можно подразделить на две группы природные (натуральные) и химические. К натуральным волокнам относятся хлопок, шерсть, лен, шелк и др. Химические волокна в свою очередь подразделяются на искусственные, вырабатываемые из целлюлозы (вискозное, ацетатное и медноаммиачное) и белков (казеиновое, зеино-вое), и синтетические, вырабатываемые из синтетических полимеров. Искусственные волокна формуют из растворов природных полимеров и их производных, а синтетические — из растворов и расплавов синтетических нолимеров. Прядение химических волокон осуществляется способом экструзии — выдавливанием полимера, переведенного в жидкое состояние, через фильеру с мельчайшими отверстиями. Некоторые полимеры, применяемые в виде волокон (найлон, ацетат целлюлозы), в равной степени могут служить и пластиками. Термин волокно носит условный характер. Отнесение вещества к классу волокон в основном зависит от его формы (соотношения длины и диаметра). Согласно общепринятой точке зрения длина волокна должна быть примерно в 100 раз больше диаметра. [c.69]

    Химия обогащает ассортимент кожевенно-галантерейных нзде-лий в результате применения новых синтетических материалов,, обладающих повышенной термической и химической стойкостью, красивым внеш1шм видом. Дальнейшее широкое применение нетканых материалов из химических полимеров, искусственной и синтетической кож, резины и пластмассы в текстильном, кожевенио-обув-ном и галантерейном производствах значительно расширит границы химизации легкой и текстильной промышленности. [c.28]

    Третий способ — один из наиболее эффективных способов регулирования надмолекулярной структуры — предусматривает введение в полимер искусственных зародышей структурообразования29б-зо1 з качестве которых можно применять как твердые -зое – -ак и жидкие или газообразные вещества -з , химически не взаимодействующие с полимером и нерастворимые в нем. [c.71]

    Совершенно очевидно, что превращать в готовые изделия легче всего те пластмассы, которые обратимо твердеют и размягчаются-термопласты. Их можно рационально обрабатывать и перерабатьшать методами литья под давлением, вакуумной формовки, профильным прессованием или простой формовкой. К таким пластмассам относятся полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и АБС-полимеры. Искусственные органические вещества, которые не размягчаются при нагревании, называются термореактивными пластмассами, или реактопластами (в иностранной литературе-дуропластами). Это фенольные, карбамидные и полиэфирные смолы. Чаще всего в исходном состоянии они представляют собой жидкости, которые при добавлении катализатора или нагревании необратимо затвердевают вследстве развивающегося образования сшитых молекул. [c.200]

    Таким образом введение в полимер искусственных зародьппеобра-зователей позволяет эффективно направлять процесс структурообразования в сторону получения оптимальных механических свойств, стабильных во времени. [c.340]

    Это новое и безусловно перспективное направление одновременной химической и структурно-физической стабилизации полимеров пока еще мало разработано. Оно имеет и другие преимущества. Так, введение в полимер искусственных зародышеобразователей приводит к созданию в нем более мелкой и однородной надмолекулярной структуры. Кроме того, такие добавки значительно ускоряют процесс кристаллизации, что такнсе очень важно для практических целей. [c.279]

    Величайшее достижение современной химии заключается в разработке методов синтеза искусственных и синтетических полимеров. Искусственными называются ноли-меры, вырабатываемые из естественных полимеров (например, вискозпый шелк из клетчатки), а синтетическими — полимеры, образуемые из мономеров (например, казп1ук из бутадиена). Тщательное изучение процессов полимеризации позволило химикам получать разнообразные синтетические вещества. В итоге химия располагает в настоящее время обширным ассортиментом синтетических полимеров, не уступающих по своим качествам природным полимерам. Но, что еще важнее, многие синтетические полимеры превосходят по своим свойствам природные полимеры, а в ряде случаев обладают такими качествами, которых нет у органических и неорганических естественных материалов. [c.104]


3. Классификация полимеров

Полимер – это общее название, данное широкому кругу материалов, обладающих высокой молекулярной массой. Эти материалы существуют в самых разнообразных формах и видах и содержат различное число различных атомов и функциональных групп. Полимеры могут иметь различные химические структуры, различные физические, химические и механические свойства. Поэтому они могут быть классифицированы различными способами.

1. Природные, искусственные и синтетические полимеры

В зависимости от своего происхождения полимеры делятся на природные, искусственные и синтетические.

Природными называют полимеры, полученные из натуральных материалов. Типичные примеры: хлопок, шерсть, шелк, натуральный каучук.

Искусственные полимеры изготавливаются на основе природных в процессе их модифицирования. Целлофан, вискозное волокно, пироксилиновый бездымный порох представляют собой химическую модификацию природного полимера целлюлозы.

Синтетические полимеры получают синтезом из низкомолекулярных веществ. Типичными примерами являются полиэтилен, полихлорвинил, полиамиды (капрон, найлон), полиэфиры (лавсан).

2. Органические и неорганические полимеры

Органическими называют полимеры, основная цепь которых состоит в основном из атомов углерода. Кроме них в составе основной цепи могут быть атомы кислорода, азота и некоторые другие (S, Р).

Неорганические полимеры не содержат в основной цепи атомов углерода. Примеры: стекло и силиконовый каучук.

Большинство полимеров являются органическими. Их число и многообразие настолько велико, что под словом полимеры обычно понимают только органические вещества. Тем полезнее напомнить, что это не совсем так.

3. Термопласты и реактопласты

Некоторые полимеры при нагревании размягчаются, и им можно придать любую форму, которую они будут сохранять до нового цикла нагревания. Эту процедуру можно повторять многократно без нарушения физических и химических свойств полимеров. Такие полимеры называют термопластами или термопластичным полимерами. Примерами термопластов являются полиэтилен, поливинилхлорид, найлон, сургуч и т.д.

Другие полимеры могут быть отформованы при нагревании только один раз. При этом они твердеют и превращаются в неплавкую массу. Размягчить их повторным нагреванием невозможно. Такие полимеры, которые при нагревании превращаются в неплавкую и нерастворимую массу, называются реактопластами или термореактивными полимерами. Примером реактопласта может служить эпоксидная смола.

4. Пластики, эластомеры, волокна и смолы

В зависимости от своей консистенции, формы и назначения полимеры делят на пластики, эластомеры, волокна и смолы.

Пластиком называют полимер, которому под действием давления и температуры придают жесткую и прочную форму листа или готового изделия. Типичными пластиками являются полиметилметакрилат и полистирол.

Эластомерами называют каучукоподобные полимеры, способные легко деформироваться под нагрузкой без разрушения. Примеры – натуральный и синтетические каучуки, резины, полиэтилен.

Волокна – это полимерные нити, длина которых, по крайней мере, в 100 раз превышает их диаметр. Полимерными волокнами являются хлопок, шерсть, шелк, найлон, лавсан, полиакрилонитрильное волокно.

Смолы – это полимеры в жидкой форме, используемые в качестве адгезивов, герметиков, уплотнителей и т.д. К этой группе относятся, например, эпоксидные и фенолоформальдегидные смолы, полисульфидные уплотнители.

Искусственные полимеры помогут лечить болезнь Паркинсона

Важную роль в нормальной работе белков играет их правильная упаковка и, соответственно, пространственная структура. Под действием различных факторов: высокой температуры, радиации, растворов сильных кислот и щелочей — белки могут терять свою форму, то есть денатурировать. Это негативно сказывается на их работе, а также жизни клетки, а иногда и всего организма. Некоторые «испорченные» белки могут образовывать жесткие агрегаты — амилоиды, складывающиеся в длинные нити, или фибриллы. В такой форме они приобретают устойчивость к растворителям и накапливаются в клетке, а кроме того, способны «портить» другие белки. Амилоиды считают основной причиной болезней Альцгеймера и Паркинсона, некоторых форм сахарного диабета и многих других патологий. В организме восстановление правильной структуры белка обеспечивается сложной системой специальных белков-шаперонов. Их функции очень разнообразны, многие из них синтезируются в ответ на воздействие дестабилизирующих факторов, вызывающих денатурацию ферментов, при которой они теряют свою функцию. Другие шапероны обеспечивают сворачивание в правильную форму только что синтезированных белков, некоторые участвуют в транспорте белков по клеточным органеллам или утилизируют испорченные и неработающие ферменты.

Сейчас ведутся активные разработки искусственных шаперонов. Ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова обнаружили, что некоторые заряженные полимеры способны предотвращать агрегацию (слипание) белков в результате денатурации иногда даже эффективнее, чем природные шапероны.

«Мы решили проверить, будут ли эти полимеры так же работать по отношению к амилоидогенным белкам, например альфа-синуклеину, с агрегацией которого связана болезнь Паркинсона. Считается, что предотвращение образования амилоидов альфа-синуклеина поможет в лечении и профилактике этого заболевания. Мы выбрали спектр полимеров, различающихся по заряду, структуре и типу заряженной группы, и провели оценку их влияния на агрегацию альфа-синуклеина», — рассказывает кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского МГУ Павел Семенюк.

В ходе исследований ученые добавляли к альфа-синуклеину различные синтетические полианионы и поликатионы — полимеры, заряженные отрицательно или положительно соответственно. Скорость образования амилоидов, их количество и размер оценивали методом спектрофотометрии с использованием специальных красителей. При различии характеристик образцы по-разному поглощают свет. Структуру образованных частиц наблюдали в электронный микроскоп. Оказалось, что некоторые из исследованных полимеров подавляют амилоидную агрегацию и могут быть перспективными соединениями для разработки лекарств нового типа. Кроме того, в клетках нашего организма содержатся полимеры (гепарансульфат и другие гликозаминогликаны, содержащие сульфогруппу), похожие на протестированные учеными, поэтому информация о том, каким образом разные макромолекулы влияют на амилоидную перестройку и агрегацию альфа-синуклеина, важна для понимания причин развития заболеваний.

В работе также принимали участие сотрудники факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ имени М. В. Ломоносова.

Полимеры

«ПОЛИ… Первая часть сложных слов со знач:. 1) много, со многим, охватывающий многое, напр. полиартрит, поливалентный, поливариантный, полиневрит, полисоединение; 2) сложный по составу, устройству, напр. поливакцина, поливитамины, полиметаллы, поликристалл.»
Толковый словарь Ожегова


Немного о волокнах…

Все существующие и применяемые в производстве тканей волокна делятся на натуральные и химические. Натуральные волокна – это вещества природного происхождения, они известны и знакомы каждому с детства: хлопок, шерсть, шёлк и тд.

Химические волокна изготавливаются в промышленных условиях с применением химического синтеза из органических природных и синтетических полимеров.

Промышленное производство полимеров началось в начале ХХ века и развивалось одновременно в двух направлениях: создание искусственных и синтетических волокон.

Основой для производства искусственных волокон являются природные виды сырья растительного происхождения, а именно: целлюлоза, отходы переработки хлопкового волокна, поэтому и свойства искусственных волокон и тканей очень похожи на свойства натуральных. К ним относят вискозу, модал и ацетатцеллюлозные волокна.

Синтетические волокна получают из продуктов переработки нефти, угля и природного газа путем химического синтеза. Синтетические волокна стали использоваться в производстве одежды довольно давно, более 40 лет назад. Сегодня наиболее популярны: полиэстер, полиамид, акрил/полиакрил, эластан.

Благодаря постоянно развивающимся технологиям, синтетические ткани постепенно вытесняют натуральные. Синтетические волокна (нити) формируют из полимеров, не существующих в природе.

Что же такое полимер?

Полимер – это химическое вещество, молекулы которого образованы длинными цепями более мелких молекул, называемых мономерами. Полиамид, полиакрил, полиэстер, полиуретан – названия всех этих материалов-полимеров имеют приставку “поли” и получили название именно от образующего их мономера.

Понимание такой структуры синтетических чудо-волокон важно. Ведь именно благодаря цепному строению, все полимерные волокна обладают высокой эластичностью, прочностью и способностью изменять свои физические свойства под воздействием реагентов.

Сложная цепная структура определяет свойства, характерные для всех синтетических волокон: прочность и эластичность.

В текстильной промышленности использование полимеров позволяет комбинировать различные виды волокон и легко добиться необходимого эффекта. Так, например, полиэстер известен особой прочностью и термостойкостью. Полиамид – самое дорогое волокно, отличается высоким коэффициентом износоустойчивости. Полиуретан имеет лучшие показатели эластичности. А полиакрил по праву называется “искусственной шерстью. Все они широко используются в производстве верхней одежды.

29.1: Есть два основных класса синтетических полимеров

Полимеры представляют собой длинноцепочечные гигантские органические молекулы, состоящие из множества более мелких молекул, называемых мономерами . Полимеры состоят из множества повторяющихся мономерных звеньев в длинных цепях, иногда с разветвлений, или сшивок между цепями. Полимер аналогичен ожерелью из множества мелких бусин (мономеров). Химическая реакция образования полимеров из мономеров называется полимеризацией , и существует много их типов.Обычное название для многих синтетических полимерных материалов – пластик, которое происходит от греческого слова «пластикос», подходящего для формования или придания формы.

В следующем проиллюстрированном примере многие мономеры, называемые стиролом, полимеризуются в длинноцепочечный полимер, называемый полистиролом. Волнистые линии указывают на то, что молекула полимера простирается дальше как с левого, так и с правого концов. Фактически, молекулы полимера часто состоят из сотен или тысяч мономерных единиц.

Введение

Многие предметы повседневного использования из упаковки, упаковки и строительных материалов включают половину всех синтезированных полимеров.Другие области применения включают текстиль, корпуса многих электронных устройств, компакт-диски, автомобильные детали и многие другие изделия, изготовленные из полимеров. Четверть твердых бытовых отходов – это пластмассы, некоторые из которых могут быть переработаны, как показано в таблице ниже.

Некоторые продукты, такие как клеи, содержат мономеры, которые пользователь может полимеризовать при их применении.

Типы полимеров

Существует много типов полимеров, включая синтетические и натуральные полимеры.

Синтетические полимеры

  • Пластмассы
  • Эластомеры – твердые вещества с каучуковидными свойствами
    • Каучук (углеродная основа, часто из углеводородных мономеров)
    • силиконы (основная цепь из чередующихся атомов кремния и кислорода).
  • Волокна
  • Твердые материалы с промежуточными характеристиками
  • Гели или вязкие жидкости

Классификация полимеров

  • Гомополимеры: они состоят из цепей с идентичными связями для каждого мономерного звена.Обычно это означает, что полимер состоит из всех идентичных молекул мономера. Они могут быть представлены как: – [A-A-A-A-A-A] – Гомополимеры обычно называют, помещая префикс poly перед названием составляющего мономера. Например, полистирол – это название полимера, состоящего из мономера стирола (винилбензола).

  • Сополимеры: они состоят из цепей с двумя или более связями, обычно подразумевая два или более различных типов мономерных звеньев. Они могут быть представлены как: – [A-B-A-B-A-B] –

Полимеры, классифицированные по способу полимеризации

  • Аддитивные полимеры: молекулы мономеров связываются друг с другом без потери каких-либо других атомов.Аддитивные полимеры из мономеров алкена или замещенных мономеров алкена представляют собой самые большие группы полимеров этого класса. Полимеризация с раскрытием цикла может происходить без потери каких-либо малых молекул.
  • Конденсационные полимеры: Обычно два разных мономера сочетаются с потерей небольшой молекулы, обычно воды. Большинство полиэфиров и полиамидов (нейлон) относятся к этому классу полимеров. Пенополиуретан на рисунке выше.

Полимеры, классифицированные по физическому отклику на нагрев

Термопласты

Пластмассы, которые размягчаются при нагревании и снова становятся твердыми при охлаждении.Это более популярный тип пластика, поскольку нагрев и охлаждение можно повторять, а термопласт можно преобразовывать.

Термореактивные материалы

Это пластмассы, которые размягчаются при нагревании и могут подвергаться формованию, но затвердевают надолго. Они разлагаются при повторном нагревании. Примером является бакелит, который используется в тостерах, ручках для кастрюль и сковородок, посуде, электрических розетках и бильярдных шарах.

Переработанный пластик

Код переработки Аббревиатура и химическое название пластика Типы использования и примеры
1 ПЭТ – полиэтилентерефталат Прозрачный пластик многих типов потребительские бутылки, включая прозрачные двухлитровые бутылки для напитков
2 HDPE – полиэтилен высокой плотности Молочные кувшины, бутылки для моющих средств, некоторые бутылки для воды, некоторые пластиковые пакеты для продуктов питания
3 PVC – Поливинилхлорид Пластиковая сливная труба, занавески для душа, некоторые бутылки с водой
4 LDPE – Полиэтилен низкой плотности Пластиковые мешки для мусора и другие пакеты, мешки для одежды, защелкивающиеся крышки, такие как крышки для банок из-под кофе
5 PP – полипропилен Многие полупрозрачные (или непрозрачные) пластиковые контейнеры; контейнеры для некоторых продуктов, таких как йогурт, мягкое масло или маргарин; крышки аэрозольных баллончиков; жесткие пробки для бутылок; фантики; дно бутылок
6 PS – Полистирол Жесткие прозрачные пластиковые стаканчики, поролоновые чашки, столовые приборы, контейнеры для пищевых продуктов, наборы игрушечных моделей, упаковка для попкорна
7 Другое Поликарбонат – это обычный тип, биоразлагаемый, попкорн для некоторых упаковок

Авторы

  • Чарльз Офардт, заслуженный профессор, колледж Элмхерст; Виртуальный Чембук

Натуральные и синтетические полимеры – определение, 7 основных различий, примеры

На главную »Различия между» Натуральные и синтетические полимеры – определение, 7 основных различий, примеры

Определение природных полимеров

Природные полимеры – это природные вещества, состоящие из больших макромолекул, образованных путем связывания небольших молекул, называемых мономерами.

  • Природные полимеры встречаются в биологических системах в форме химических соединений, и их можно условно разделить на три группы; полисахариды, полиамиды и полинуклеотиды.
  • Полимеры не ограничиваются мономерами одного и того же химического состава и могут состоять из двух или более мономерных единиц.
  • Природные полимеры, также известные как органические полимеры, необходимы для основной структуры, а также для жизненных процессов в живых организмах.
  • Размер и длина природных полимеров зависят от количества мономерных звеньев, связанных вместе.
  • Эти полимеры производятся с помощью биологических процессов, таких как синтез белка и синтез нуклеиновых кислот. Эти полимеры образуются с помощью таких процессов, как аддитивная полимеризация или конденсационная полимеризация.
  • Натуральные полимеры экологически безопасны, поскольку они могут разрушаться естественным путем в результате биологических процессов в окружающей среде.
  • Некоторыми примерами природных полимеров являются белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и т. Д.
Натуральные и синтетические полимеры. Создано с помощью BioRender.com

Синтетические полимеры Определение

Синтетические полимеры – это вещества, которые искусственно производятся в лабораториях и на производстве с помощью химических реакций.

  • Синтетические полимеры получают путем искусственных химических реакций для получения желаемого продукта промышленного значения.
  • В зависимости от способа производства и природы сырья синтетические полимеры можно разделить на разные группы и использовать для разных целей.
  • Первоначально при производстве синтетического полимера использовались природные полимеры и их применение.
  • Большинство синтетических полимеров производятся из нефтяного масла и состоят из углеводородов. Однако неорганические синтетические полимеры могут быть получены из других химических веществ.
  • Неорганические синтетические полимеры невероятно вредны для окружающей среды, поскольку на их разложение уходят годы, и они могут оставаться на планете в качестве загрязнителей.
  • Поскольку синтетические полимеры можно модифицировать в лабораториях в контролируемых условиях, с ними легче обращаться.
  • Некоторыми примерами синтетических полимеров являются полистирол, нейлон, силикон, поливинилхлорид и т. Д.

7 основных различий (природные полимеры и синтетические полимеры)
Характеристики Природные полимеры Синтетические полимеры
Определение Природные полимеры – это природные вещества, состоящие из больших макромолекул, образованных путем связывания небольших молекул, называемых мономерами. Синтетические полимеры – это вещества, которые искусственно производятся в лабораториях и на производстве с помощью химических реакций.
Возникновение Природные полимеры встречаются в природе. Синтетические полимеры не встречаются в природе и образуются в результате химических реакций.
Процессы Натуральные полимеры получают биологическим способом. Синтетические полимеры производятся с помощью химических процессов.
Деградация Природные полимеры легко разлагаются биологическими процессами. Синтетические полимеры жесткие и не разлагаются естественным путем под действием биологических процессов.
Погрузочно-разгрузочные работы Натуральные полимеры нелегко контролировать в соответствии с потребностями. Синтетические полимеры можно модифицировать в лабораториях в контролируемых условиях.
Воздействие на окружающую среду Натуральные полимеры безвредны для окружающей среды, так как они могут разлагаться естественным путем. Синтетические полимеры не безвредны для окружающей среды, так как они требуют длительного времени для разложения.
Примеры Некоторыми примерами природных полимеров являются белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и т. Д. Некоторыми примерами синтетических полимеров являются полистирол, нейлон, силикон и т. Д.

Пример природных полимеров

Белок
  • Белки – это природные полимеры, образованные в результате полимеризации мономерных звеньев, аминокислот.
  • Аминокислоты расположены в определенном порядке, который определяется последовательностями в РНК, которая, в свою очередь, зависит от последовательности сегмента ДНК.
  • Белки производятся во всех живых организмах в процессе трансляции, которые затем модифицируются в рибосомах.
  • Мономерные единицы белков – это аминокислоты, которые представляют собой органические молекулы, состоящие из водорода, кислорода, углерода и других элементов.
  • Аминокислоты в белках связаны между собой пептидными связями между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой.
  • Белки могут быть расщеплены на отдельные молекулы аминокислот в присутствии ферментов. Для процесса полимеризации также могут потребоваться определенные ферменты.

Пример синтетических полимеров

Поливинилхлорид (ПВХ)
  • Поливинилхлорид (ПВХ) является третьим по величине в мире синтетическим пластиковым полимером, используемым для различных целей в различных отраслях промышленности.
  • Поливинилхлорид – это полимер винилхлорида, большая часть производства которого включает суспензионную полимеризацию.Остальное включает эмульсионную полимеризацию и полимеризацию в массе.
  • Полимер является линейным и прочным, где мономеры расположены «голова к хвосту» с хлоридами на чередующихся углеродных центрах.
  • Помимо полимеризации, для этого процесса также требуются добавки, такие как термостабилизаторы и пластификаторы, которые необходимы для производства готового продукта.
  • Поливинилхлорид – это термопластичный полимер, который можно найти в двух различных формах; жесткий ПВХ и гибкий ПВХ.
  • ПВХ в основном используется в качестве труб для коммунального и промышленного применения.Он также используется в электрических проводах из-за своей гибкости.

Ссылки и источники
  1. Бхатиа С. (2016) Натуральные полимеры против синтетического полимера. В: Системы доставки лекарств из природных полимеров. Спрингер, Чам. https://doi.org/10.1007/978-3-319-41129-3_3
  2. https://pediaa.com/difference-between-natural-and-synthetic-polymers/ – 19%
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Poly_(vinyl_chloride) – 8%
  4. https://www.britannica.com/science/polymer – 6%
  5. https: // quizlet.ru / 70911019 / amino-acid-flash-cards / – 2%
  6. https://invece-kies.biz/polyvinyl-chloride/rwu3f3151-dq0d – 2%
  7. https://coredifferences.com/difference-between-natural-and-synthetic-polymers/ – 1%
  8. https://www.toppr.com/ask/question/the-sequence-in-which-amino-acids-are-arrangedin-a-protein-is-called/ – 1%
Категории Основы химии, Различия между Теги Природные полимеры, полимеры, Синтетические полимеры сообщение навигации

примеров и использования – StudiousGuy

Полипропилен (ПП)

Полипропилен ({C} _ {3} {H} _ {6}) _ {n} – один из самых универсальных и экономичных термопластичных полимеров во всех пластмассах.Это жесткий и частично кристаллический полимер, полученный путем полимеризации с ростом цепи пропенового (или пропиленового) мономера. Он обладает рядом свойств, которые делают его лучшим выбором из пластика, чем полиэтилен, например, более высокая температура плавления делает его пригодным для использования в производстве контейнеров, пригодных для использования в микроволновой печи, а более высокая стойкость к растрескиванию и напряжению, даже при изгибе, делает его менее уязвимым для повседневного использования. износ. Это один из самых доступных пластиков на рынке сегодня, и он используется в таких отраслях, как автомобилестроение, сборка мебели и аэрокосмическая промышленность, как пластик и волокно.Он используется во множестве приложений, таких как упаковка и маркировка, текстиль, канцелярские товары, пластиковые детали и многоразовые контейнеры различных типов, лабораторное оборудование, громкоговорители, автомобильные компоненты и полимерные банкноты. Это прочный полимер, созданный из мономера пропилена, который устойчив к широкому спектру химических растворителей, оснований и кислот.

Поливинилхлорид (ПВХ)

После полиэтилена и полипропилена поливинилхлорид (ПВХ) является третьим наиболее широко используемым материалом.Это высокопрочный термопластический материал двух основных форм: жесткий и гибкий. Его получают путем полимеризации мономера винилхлорида. Это белое хрупкое твердое вещество в виде порошка или гранул. В настоящее время ПВХ заменяет обычные строительные материалы, такие как дерево, металл, бетон, резина, керамика и другие, в различных областях применения благодаря своим универсальным свойствам, таким как легкий вес, долговечность, низкая стоимость и простота обработки. ПВХ используется в строительстве, потому что он менее дорогой и более прочный, чем традиционные материалы, такие как медь или ковкий чугун.Пластификаторы, наиболее распространенными из которых являются фталаты, можно использовать, чтобы сделать их более мягкими и гибкими. ПВХ используется в одежде и обивке, в изоляции электрических проводов, в надувных изделиях и во многих других областях, где заменяется резина.

Полистирол (ПС)

Полистирол (ПС) – ароматический полимер, производимый из жидкого нефтехимического стирола в качестве его мономера. Полиэстер может быть как аморфным, так и полукристаллическим полимером, в зависимости от его производства и термической истории.Чтобы создать ткань с агрегатными качествами, полиэфирные волокна часто комбинируют с натуральными волокнами. Полиэфирные синтетические волокна превосходят волокна растительного происхождения с точки зрения устойчивости к воде, ветру и окружающей среде. Его гидрофобность делает его идеальным для одежды и курток, которые будут использоваться во влажных условиях. Добавление водостойкой обработки к ткани усиливает это воздействие. PS – это бесцветное твердое вещество, которое, среди прочего, используется в одноразовой посуде, пластиковых моделях, коробках для компакт-дисков и DVD-дисков, корпусах дымовых извещателей.Упаковочные материалы, изоляция и поролоновые стаканы для напитков созданы из пенополистирола. Его медленное биоразложение является источником дискуссий, и его часто можно увидеть разбросанным на открытом воздухе, особенно возле берегов и рек.

Нейлон

Термин «нейлон» чаще всего ассоциируется со сверхпрочным шелковистым волокном, которое обычно встречается в зонтах, носках и веревках. Нейлон – это общий термин для группы полиамидов в химии (полимеры с повторяющимися мономерными звеньями, соединенными амидными связями).Нейлоны получают взаимодействием бифункциональных мономеров, содержащих равные количества амина и карбоновой кислоты, с образованием амидов на обоих концах каждого мономера. Уоллес Карозерс из исследовательской лаборатории DuPont впервые синтезировал нейлон, семейство синтетических полимеров, известных как полиамиды, 28 февраля 1935 года. Одним из наиболее широко используемых полимеров является нейлон. Нейлон является более гидрофильным, чем описанные выше полимеры, из-за его амидной основы. Обратите внимание на то, как ваша нейлоновая одежда впитывает воду; это потому, что нейлон, в отличие от эксклюзивных углеводородных полимеров, из которых состоит большинство пластиков, может образовывать водородные связи с водой.

Тефлон (политетрафторэтилен)

Тефлон (политетрафторэтилен или ПТФЭ) представляет собой фторполимер тетрафторэтилена, имеющий широкий спектр применения. ПТФЭ (политетрафторэтилен) – это твердый высокомолекулярный полимер, полностью состоящий из углерода и фтора. Вода и водосодержащие соединения не могут взаимодействовать с ПТФЭ, поскольку он гидрофобен. Это одно из самых скользких веществ, созданных руками человека. Благодаря своим обширным свойствам, таким как исключительная термостойкость и химическая стойкость, хорошая электроизоляционная способность в жарких и влажных средах, низкая диэлектрическая постоянная, сильная антиадгезия и гибкость, PTFE используется как экономичное решение для различных отраслей промышленности, от нефти и газовая, химическая, промышленная, электротехническая, электронная и строительная.Из-за низкого трения с другими составами PTFE используется в качестве антипригарного покрытия для сковород и другой кухонной посуды. Он часто используется в контейнерах и трубопроводах для химически активных и коррозионных химикатов из-за его низкой реакционной способности, что частично связано с силой взаимодействия углерода и фтора.

Термопластичные полиуретаны (ТПУ)

Термопластичный полиуретан (ТПУ) – это любой класс полиуретановой пластмассы. Он обладает несколькими превосходными качествами, включая гибкость, прозрачность и устойчивость к маслам, жирам и истиранию.Тот факт, что TPU является гидрофильным и может вступать в реакцию с водой, объясняет большинство этих качеств. Технически TPU представляет собой блок-сополимер, образованный реакцией (1) диизоцианатов с короткоцепочечными диолами (так называемые удлинители цепи) и (2) диизоцианатов с длинноцепочечными диолами, что приводит к чередованию последовательностей твердых и мягких сегментов или домены. Огромный диапазон различных TPU может быть создан путем изменения соотношения, структуры и / или молекулярной массы реакционных химикатов. Это позволяет ученым-уретанам точно настроить структуру полимера в соответствии с желаемыми конечными качествами материала.Автомобильные приборные панели, колеса с роликами, электроинструменты, спортивные товары, медицинские устройства, приводные ремни, обувь, надувные плоты и ряд экструдированных пленок, листов – это лишь некоторые из областей применения ТПУ. Это также распространенный материал, используемый при производстве внешних корпусов мобильных электрических устройств, таких как телефоны, и он также используется для изготовления защитных кожухов клавиатуры ноутбуков. TPU хорошо известен своим использованием в оболочках для проводов и кабелей, шлангов, трубок, клея, текстильных покрытий и в качестве модификатора ударов полимера.

полисилоксан

Полисилоксан, также известный как силикон, представляет собой класс неорганических полимерных соединений, состоящих из кремний-кислородной основной цепи с органическими группами, обычно метильными группами, присоединенными к атомам кремния. Силиконы могут быть получены с широким диапазоном характеристик и составов, изменяя длину, боковые группы и сшивание цепи SiO. Эти характеристики включают стойкость к высоким температурам, долговечность, превосходную электрическую изоляцию и изменяющуюся прозрачность.Силиконовый каучук широко используется в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, строительная, медицинская, энергетическая, пищевая и др., Благодаря своим уникальным свойствам. Силиконовые герметики и клеи, в частности, используются в авиационной и строительной промышленности для герметизации и защиты дверей, окон, крыльев и электрических компонентов. Силиконы часто используются в медицинской промышленности для имплантатов и систем доставки лекарств из-за их нетоксичных свойств. Современные краски и лаки для наружных работ могут противостоять солнцу и вредным веществам благодаря достижениям в области силиконовых технологий.Краски на основе силикона обладают отличной адгезией, дисперсией пигментов, химической стойкостью, атмосферостойкостью и стойкостью к пятнам.

Полифосфазен

Уплотнительные кольца Уплотнения

Полифосфазены включают широкий спектр гибридных неорганико-органических полимеров с несколькими различными структурами скелета, обладающими «основой» из чередующихся атомов азота и фосфора. Это, безусловно, самый большой класс синтетических неорганических полимеров. Высокая термоокислительная стабильность основной цепи полимера объясняется высокой степенью окисления атомов азота и фосфора; однако заместители оказывают основное влияние на физические свойства полимера.Характерными свойствами полифосфазена являются биосовместимость, гибкость, высокий дипольный момент, широкий диапазон {T} _ {g} (температура стеклования), химическая инертность, механическая прочность, эластомерная природа и огнестойкость. Эти свойства можно варьировать в широком диапазоне, изменяя тип боковых групп, молекулярную массу и плотность сшивки. Разнообразие свойств полифосфазенов привело к увеличению спроса на этот материал в машиностроительном секторе.Например, эластомерный (фторированный) полифосфазен может использоваться в качестве термостойких уплотнений в уплотнительных кольцах, прокладках и вспененных продуктах в качестве огнестойких и жаропрочных звукоизоляционных материалов. Из-за своей биосовместимости, возможности сложной настройки, сильного сродства к воде и способности получать трансплантаты влияющих заместителей полифосфазен считается идеальным медицинским полимером. Более того, полифосфазен в настоящее время является наиболее эффективным мембранным материалом для топливных элементов с протонообменной мембраной (PEM) на основе метанола.Этот тип топливных элементов идеально подходит для миниатюрных источников питания и является ведущим кандидатом для автомобильных приложений.

Нитриловый каучук (полибутадиен)

Нитриловый каучук, широко известный как каучук Buna, Buna-N и NBR, представляет собой синтетический каучук, сополимер акрилонитрила (ACN) и бутадиена. Важным фактором в свойствах NBR является соотношение акрилонитрильных групп и бутадиеновых групп в основной цепи полимера, называемое содержанием ACN. Чем ниже содержание ACN, тем ниже температура стеклования; однако, чем выше содержание ACN, тем лучше сопротивление полимера неполярным растворителям.В тех случаях, когда требуется устойчивость к растворителям и низкотемпературная гибкость, содержание ACN в полимере составляет 33%. Высокая температурная стабильность NBR, которая колеблется от 40 до 108 ° C (от 40 до 226 ° F), делает его идеальным материалом для авиационных и ядерных применений. Нитриловый каучук также используется для одноразовых перчаток без латекса, автомобильных приводных ремней, шлангов, масляных уплотнений, клиновых ремней, статических и динамических гидравлических уплотнений, синтетической кожи, формующих роликов принтера и в качестве оболочки кабеля; Латекс NBR также может использоваться при приготовлении клеев и в качестве связующего для пигментов.

История и влияние синтетических полимеров – оставайтесь любопытными

Райский сад из пластика

Первая искусственная итерация пластика восходит к Александру Парку, который представил свои достижения лондонцам на выставках в 1862 году. Одноименный материал, Parkesine, был разработан из целлюлозы, и при нагревании ему можно было придать форму, которая могла сохранять свою форму после охлаждения. В 1869 году глобальный дефицит слоновой кости поставил под угрозу растущую популярность киевских видов спорта, в которых для изготовления бильярдных шаров требовалась слоновая кость.Вынужденная столкнуться со слоном в угловом кармане, нью-йоркская фирма сделала предложение в размере 10000 долларов (что эквивалентно примерно 184850 долларам в 2019 году) любому, кто сможет предоставить замену. Появился Джон Уэсли Хаятт, который первым изобрел материальный целлулоид. Этот синтетический пластик может быть сделан таким, чтобы имитировать такие природные вещества, как панцирь черепахи, рог, лен, дерево и слоновая кость – действительно, совершенно новая игра с мячом.

Хотя мотивы Хаятта могли быть эгоистичными по своей природе, его открытие произвело фурор как средство для людей освободиться от зависимости от природных ресурсов.Даже рекламная брошюра для нового материала от Albany Billiard Ball Company провозгласила утопический потенциал пластика среди активистов XIX века: « Как нефть пришла на помощь киту, так и целлулоид – слону, черепахе и кораллу. насекомое передышка в родных местах; и больше не будет необходимости рыскать по земле в поисках веществ, которых постоянно становится меньше.

Инновация Hyatt не будет последней.В течение следующих 60 лет общественность увидела волну появления новых полимерных смесей и пластмасс. Первый синтезированный поливинилхлорид (или ПВХ) был изобретен в 1872 году Юджином Бауманом, хотя его жесткая форма для коммерческого производства не появилась до Уолтера Сермона из BF Goodrich в 1926 году. Открытие Сермона проложило путь для пластиковых бутылок, подносов для еды, изоляции , оконные стекла, мешки с кровью и трубопровод, носящий его имя. В 1894 году Чарльз Фредерик Кросс и Эдвард Джон Беван разработали материал – вискозу – синтетическое волокно, которое сейчас используется для драпировки летних платьев, нижнего белья и искусственного бархата.

Позже, в 1907 году, Лео Бэкеланд намеревался найти подходящую замену шеллаку, смоле, полученной из выделений самки лакового клопа («шеллак»), которая обычно использовалась для изоляции электропроводки и имела естественный нехватка. После некоторых проб и ошибок он изобрел бакелит, первый полностью синтетический пластик (то есть он не содержал молекул, встречающихся в природе). Из этой фенолоформальдегидной смолы можно было придать любую форму: от корпусов телефонов, стержней трубок, кнопок до ручек кастрюль.

Синтетические полимеры

Масс-спектрометрия используется для изучения различных синтетических полимеров, поскольку она очень чувствительна, имеет низкий расход образцов и обеспечивает быстрый анализ, что является преимуществом при анализе сложных составов полимеров в окружающей среде. 1

Синтетические полимеры используются в самых разных областях, от биомедицины до упаковки пищевых продуктов и нейлоновой одежды. Эти типы полимеров классифицируются как стойкие органические загрязнители (СОЗ), и несколько исследований показали, что некоторые из них представляют угрозу для экосистемы. 2-3

По этой причине возрастает потребность в возможности тщательного анализа полимеров, пластиков, эластомеров, герметиков, композитов и других полимерных соединений в окружающей среде. Однако это часто является сложной задачей, поскольку большое количество возможных комбинаций мономеров делает определение характеристик этих соединений чрезвычайно сложным.

Масс-спектрометрия как инструмент совершенствования анализа полимеров

По мере появления новых приложений возрастает потребность в надежном инструменте, который может структурно анализировать состав синтетических полимеров в экологических матрицах, таких как вода и почва.Воспользуйтесь возможностями масс-спектрометрии, чтобы получить:

  • Мониторинг, обнаружение и количественное определение очень низких уровней соединений на одном приборе
  • Устранение влияния матриц на результаты
  • Быстрое получение результатов из ваших данных

  1. Montaudo, G .; Lattimer, R.P. Масс-спектрометрия полимеров ; CRC Press, 2002.
  2. Rios, L.M .; Мур, С .; Джонс, П. Р. Стойкие органические загрязнители, переносимые синтетическими полимерами в окружающей среде океана. Бюллетень загрязнения моря 2007, 54 (8), 1230–1237. DOI: 10.1016 / j.marpolbul.2007.03.022
  3. Мур, К. Дж. Синтетические полимеры в морской среде: быстро растущая долгосрочная угроза. Экологические исследования 2008, 108 (2), 131–139. DOI: 10.1016 / j.envres.2008.07.025

что такое синтетические полимеры – Lisbdnet.com

Что такое синтетические полимеры?

Синтетические полимеры получают из нефтяного масла и производятся учеными и инженерами.Примеры синтетических полимеров включают нейлон, полиэтилен, полиэфир, тефлон и эпоксидную смолу. … Вулканизированный каучук – это синтетический (искусственный) полимер, а пектин – это пример природного полимера.

Что подразумевается под синтетическими полимерами?

Синтетические полимеры – это полимеры , созданные человеком . … Полимеры, которые образуются путем связывания мономерных звеньев без какого-либо изменения материала, известны как аддитивные полимеры или также называются полимерами с ростом цепи.Все это считается синтетическими полимерами.

Что такое синтетические полимеры 8 класса?

Например: вискоза, нейлон, полиэстер, акрил и т. Д. Полимер – это очень большая молекула, образованная комбинацией большого количества маленьких молекул. Небольшие молекулы, которые объединяются в полимер, называются мономером. … 2) Синтетический полимер: нейлон, полиэстер, акрил, полиэтилен, поливинилхлорид, бакелит, меламин.

Что такое синтетические полимеры 12 класса?

(ii) Синтетические полимеры Полимеры, которые получают в лаборатории, известны как синтетические полимеры или искусственные полимеры , e.г., полиэтилен, синтетический каучук, ПВХ, нейлон-66, тефлон, орлон и др.

Каковы 3 свойства синтетических полимеров?

Некоторые из полезных свойств различных технических полимеров: высокая прочность или отношение модуля к массе (легкий вес, но сравнительно жесткий и прочный), ударная вязкость, упругость, устойчивость к коррозии, отсутствие проводимости (тепловой и электрической), цвет, прозрачность. , обработка и невысокая стоимость.

Что такое синтетический пластик?

Синтетические полимеры – это материалы, состоящие из длинных молекулярных цепей (макромолекул) и органических соединений, полученных в результате переработки природных продуктов или синтеза первичных материалов из нефти, газа или угля.Источник: Plastic Pipe Systems, 2006.

.

Какие примеры синтетических полимеров?

Синтетические полимеры получают из нефтяного масла и производятся учеными и инженерами. Примеры синтетических полимеров включают нейлон , полиэтилен, полиэфир, тефлон и эпоксидную смолу . Природные полимеры встречаются в природе и могут быть извлечены. Часто они бывают на водной основе.

Что такое синтетические волокна класса 8?

Синтетическое волокно – это цепочка небольших единиц химического вещества, соединенных вместе .Многие такие единичные элементы объединяются в единое целое, называемое полимером.

Какие полимеры краткий ответ?

Полимеры – это материалы, состоящие из длинных повторяющихся цепочек молекул . Материалы обладают уникальными свойствами в зависимости от типа связываемых молекул и того, как они связаны. Некоторые полимеры сгибаются и растягиваются, например резина и полиэстер. … Термин «полимер» часто используется для описания пластмасс, которые являются синтетическими полимерами.

ПВХ синтетический полимер?

Синтетические полимеры – это полимеры, созданные человеком.… Семь наиболее распространенных типов синтетических органических полимеров: полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (PP), поливинилхлорид , (PVC), полистирол (PS), нейлон, тефлон и термопласт. полиуретан (ТПУ).

Все ли синтетические полимеры – пластмассы?

Полимеры могут существовать органически или создаваться синтетически и состоять из цепочек соединенных отдельных молекул или мономеров. Пластмассы – это тип полимера, состоящий из цепочек полимеров, которые могут быть частично органическими или полностью синтетическими.Проще говоря, все пластмассы – это полимеры , но не все полимеры – это пластмассы.

Какие природные и синтетические полимеры приводят по два примера каждого типа?

(i) Природные полимеры – это высокомолекулярные макромолекулы, которые содержатся в растениях и животных. Примерами являются белков и нуклеиновых кислот, целлюлоза и т. Д. (ii) Синтетические полимеры – это искусственные высокомолекулярные макромолекулы. К ним относятся синтетические пластмассы, волокна и каучуки.

Почему производятся синтетические полимеры?

Ответ: Синтетические полимеры в основном производятся из нефтепродуктов .Преимущества заключаются в низкой стоимости, разумной удельной прочности, химической стойкости и простоте преобразования в полезные предметы.

В чем разница между синтетическими полимерами и биополимерами?

Все полимеры состоят из повторяющихся звеньев, называемых мономерами. Биополимеры часто имеют четко определенную структуру, хотя это не является определяющей характеристикой. … Напротив, большинство синтетических полимеров имеют гораздо более простые и более случайные структуры . Этот факт приводит к молекулярно-массовому распределению, отсутствующему в биополимерах.

В чем преимущества синтетических полимеров?

Желаемые свойства – очень важное преимущество синтетических полимеров. Они обладают хорошей прочностью, желаемой гибкостью, удельным сопротивлением, химической инертностью и т.д. . Наиболее востребованной характеристикой многих синтетических полимеров является их химическая инертность, их устойчивость к различным видам химического разложения.

Какими тремя способами синтетические полимеры влияют на окружающую среду?

Экологические проблемы, вызываемые синтетическими полимерами

  • Имитация еды.…
  • Секреция СОЗ. …
  • Загрязнение производства. …
  • Накопление на свалке.

Как производятся синтетические полимеры?

Синтетические полимеры получают в результате химических реакций , называемых «полимеризацией». Полимеризация происходит в различных формах – их слишком много, чтобы рассматривать здесь, – но такие реакции состоят из повторяющихся химических связей отдельных молекул или мономеров. … Сополимеры могут быть образованы с использованием двух или более различных мономеров.

Что такое полимер и типы полимеров?

Коммерческое использование полимеров

Полимер Мономер Использование полимера
Резина Изопрен (1,2-метил-1-1, 3-бутадиен) Изготовление шин, эластичных материалов
BUNA – S (а) 1,3-бутадиен (б) Стирол Синтетический каучук
БУНА – № (а) 1,3-бутадиен (б) Винилцианид Синтетический каучук
тефлон Тетра Флуро Этан Посуда с антипригарным покрытием – пластмасса

Почему пластмассы называют полимерами?

Пластмассы считаются полимерами, потому что , как и полимеры, пластики представляют собой высокомолекулярные соединения, содержащие несколько повторяющихся звеньев .Эти повторяющиеся единицы являются основными молекулами, называемыми мономерами. … Полиэтилен содержит более 50000 мономеров, связанных вместе в длинную цепь.

Чем не синтетический полимер?

Целлюлоза не является синтетическим полимером.

Является ли нейлон полусинтетическим полимером?

Нейлон – это общее обозначение семейства синтетических полимеров, состоящих из полиамидов (повторяющиеся звенья, связанные амидными звеньями). Нейлон – это шелкоподобный термопласт, обычно изготавливаемый из нефти, который можно перерабатывать в расплаве в волокна, пленки или формы.

Гомополимеры.

Адипиновая кислота
1,4-диаминобутан 46
MPMD D6
HMD 66

Из чего сделан ПВД?

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) – это термопласт , изготовленный из мономера этилена . Это был первый сорт полиэтилена, произведенный в 1933 году компанией Imperial Chemical Industries (ICI) с использованием процесса под высоким давлением путем свободнорадикальной полимеризации.

Что такое синтетические волокна?

Синтетические волокна состоят из небольших единиц вещества, которые вместе образуют большую единицу, называемую полимером . Примеры синтетических волокон: вискоза, нейлон, полиэстер, акрил и т. Д.

Что такое синтетическое волокно короткий ответ?

Определение синтетического волокна

: любое из различных искусственных текстильных волокон, в том числе, как правило, из натуральных материалов (таких как вискоза и ацетат из целлюлозы или регенерированных белковых волокон из зеина или казеина), а также полностью синтетические волокна (например, нейлон или акриловые волокна). – сравните полимер.

Что такое синтетическое волокно?

Некоторые натуральные волокна, полученные из растений, – это хлопок, джут и т. Д., А натуральные волокна, полученные из животных, – это шерсть, шелк и т. Д. Итак, , нейлон – это синтетическое волокно. Нейлон – это химический полиамидный полимер. Ему можно придать любую форму, и это самое прочное синтетическое волокно.

Из чего сделаны полимеры?

Полимер состоит из количества соединенных вместе мономеров . Можно думать о полимерах, как о цепочке связанных скрепок.Полимер – это большая молекула, состоящая из более мелких, связанных вместе молекул, называемых мономерами.

Полимер А пластик?

Пластмассы – это группа материалов, синтетических или встречающихся в природе, которым можно придать форму, когда они станут мягкими, а затем затвердеть, чтобы сохранить заданную форму. Пластмассы – это полимеры. Полимер – это вещество , состоящее из множества повторяющихся звеньев .

Что такое полимерные изделия?

Полимерные изделия, такие как синтетические пластмассы, волокна, каучуки, покрытия, клеи , применяются все шире и шире и становятся незаменимыми материалами в современной жизни.Основные потребности человека, такие как одежда, еда, жилье и транспорт, тесно связаны с полимерными продуктами.

Резина натуральная или синтетическая?

Натуральный каучук производится естественным образом из бразильского растения Hevea brasiliensis. Синтетический каучук производится искусственно из различных полимеров, которые придают каучуку его свойства.

Является ли вискоза синтетическим полимером?

Вискоза представляет собой полусинтетический полимер и считается лучшим выбором, чем хлопчатобумажная ткань.

Бакелит – это синтетический полимер?

Появление бакелита – первого в мире синтетического пластика – в 1907 году ознаменовало начало эпохи полимеров.

Полиэстер – это полимер?

Полиэфир – это категория полимеров , которые содержат сложноэфирную функциональную группу в каждом повторяющемся звене их основной цепи. В качестве особого материала он чаще всего относится к типу полиэтилентерефталата (ПЭТ). … Натуральные полиэфиры и некоторые синтетические являются биоразлагаемыми, но большинство синтетических полиэфиров нет.

Какие природные 7 синтетических полимеров приводят по два примера каждого?

Они образованы растениями и животными. Примеры включают белок , целлюлозу, крахмал и т. Д. . Синтетические полимеры – это полимеры, созданные людьми. Примеры включают пластик (полиэтилен), синтетические волокна (нейлон 6, 6), синтетические каучуки (Buna – S).

Какие полимеры приводят два примера полимеров?

Вернуться к верхней кнопке

Ученые создали первый в мире синтетический ДНК-подобный полимер | Colorado Arts and Sciences Magazine

Эти синтезированные спиральные ковалентные полимеры представляют собой огромный прорыв в этой важной и малоизученной области, говорят исследователи


Двухспиральные ковалентные полимеры – спиралевидные коллекции строительных блоков природы – имеют фундаментальное значение для самой жизни, и тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, ученым так и не удалось синтезировать их целиком, как их неспиральные собратья – до сих пор .

Формирование пар переплетенных спиральных нитей посредством множества взаимодействий водородных связей вдоль оси а. Ближайшее расстояние между нитями внутри одной пары измерялось от Ar – H до H – Ar (6.5 Å).

Оптические изображения больших монокристаллов 1. 1 выросли в продолговатые квадратные формы бипирамиды. На вставке: темнопольное изображение с оптического микроскопа с высоким контрастом по краям.

Ученые под руководством группы из Университета Колорадо в Боулдере взломали код, впервые создав синтетические версии этих больших ДНК-подобных молекул.Используя динамическую ковалентную химию, представляющую собой химический инструмент, впервые разработанный этими исследователями, который фокусируется на обратимых связующих взаимодействиях с возможностью самокоррекции, они смогли не только сконструировать спиральный ковалентный полимер, который конкурирует по сложности с теми, что встречаются в природе, но и подтвердить его существование. с абсолютной достоверностью с помощью дифракции рентгеновских лучей на монокристаллах (мощный неразрушающий способ охарактеризовать монокристаллы с помощью света).

Раньше ученым удавалось решать только отдельные части головоломки.Это новое открытие, сделанное на прошлой неделе в Nature Chemistry , тем не менее, завершает его, потенциально открывая эту важную и малоизученную область для новых исследований, которые могут иметь последствия для всего, от создания искусственных ферментов, которые уже нашли успех в различных медицинских приложениях, до создание биомиметических материалов (материалов, имитирующих процессы, происходящие в природе).

«Люди очень редко могут увидеть, что на самом деле происходит в синтетических полимерах с точки зрения пространственного расположения атомов, межцепочечных взаимодействий, того, как они связываются, как они скручиваются и наматываются на атомном уровне», – сказал Вэй Чжан, автор книги. исследования и профессора химии в CU Boulder.«С помощью монокристаллов мы действительно можем экспериментально визуализировать атом, связи, их длину и их взаимодействие. Вот почему получение монокристаллической структуры полимера – очень и очень важное дело ».

Полимеры – это вещества или материалы, образованные путем наращивания множества более мелких, похожих единиц (таких как глюкоза и аминокислоты), соединяющихся вместе естественным или синтетическим путем. Встречающиеся в природе полимеры могут включать шелк, шерсть, ДНК, белки, ферменты и целлюлозу, тогда как синтетические полимеры производятся учеными или инженерами и включают такие материалы, как пластмассы.

Синтетические полимеры бывают разных форм в зависимости от их конструкции – линейные или спиральные, количества нитей и длины нитей. Из них спиральные полимеры были наиболее сложной задачей для ученых для синтетической репликации, причем двухцепочечные были наиболее сложными из всех, до сих пор ограничиваясь только короткими спиральными олигомерами (полимер с очень небольшим количеством повторяющихся звеньев).

То есть пока это новое исследование.

Чжан и его коллеги смогли использовать изобретенный ими химический инструмент, динамическую ковалентную химию, чтобы сконструировать ДНК-подобный ковалентный спиральный полимер.Когда они это сделали, они обнаружили не только большие молекулы.

Они также нашли монокристаллы.

«Это стало приятным сюрпризом», – прокомментировал Чжан. «В конце реакции, когда мы заметили несколько блестящих монокристаллов, лежащих на дне реакционного сосуда, мы были в восторге. Мы сказали: «Вау! Хорошо, давайте попробуем (дифракция рентгеновских лучей). «Получить монокристалл полимера крайне редко».

Используя синхротронную дифракцию рентгеновских лучей на монокристалле, исследователи смогли без сомнения подтвердить, что они создали то, что раньше было невозможным.

Однако это открытие – только начало как для них, так и для этой важной области исследований.

После того, как они немного углубятся в саму структуру, исследователи планируют поиграть и изучить саму структуру, чтобы посмотреть, смогут ли они сделать сами кристаллы больше (сейчас они довольно маленькие), и смогут ли они контролировать хиральность, или спиральная природа полимера, что может иметь широкое значение для катализа (процесс химической реакции с использованием катализаторов), передачи сигналов (как сигналы передаются по клетке) и сенсорных приложений.

«Нам необходимо проделать большую работу по рациональному проектированию, синтезу и взаимосвязи между структурой и свойством», – сказал Чжан. «В конечном итоге мы хотим продемонстрировать, что это очень мощная платформа для разработки интеллектуальных биомиметических материалов».

Среди других авторов этой статьи – Имин Ху, Инхуа Цзинь, Хунсюань Чен, Цзинъи Ву из Боулдера; Саймон Дж. Тит из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли; Вэй Гонг и Юн Цуй из Шанхайского университета Цзяо Тонг; Чжоу Чжоу, Тао Цзян и Синьбинь Чэн из Университета Тунцзи.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *