Натуральные и синтетические полимеры

Введение

Полимеры — это длинные цепи молекул, состоящие из повторяющихся более мелких единиц, называемых мономерами. Они являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, встречаясь везде, от одежды и пищевых контейнеров до электроники и медицинских устройств. Полимеры можно разделить на две основные категории: натуральные полимеры и синтетические полимеры. Понимание разницы между этими двумя типами полимеров важно для понимания роли полимеров в материаловедении и окружающем нас мире.

Что такое полимеры?

Полимеры — это вещества, состоящие из длинных цепей повторяющихся единиц. Эти повторяющиеся единицы известны как мономеры. Процесс, посредством которого мономеры соединяются, образуя полимер, называется полимеризацией. Во время полимеризации формируются связи между мономерами, что часто приводит к образованию длинной цепи или сетевой структуры. Вот упрощенное представление цепи полимера:

[Мономер]—[Мономер]—[Мономер]—[Мономер]

Эти длинные цепи придают полимерам уникальные свойства, такие как гибкость, эластичность или прочность.

Натуральные полимеры

Натуральные полимеры — это полимеры, которые встречаются в природе. Они производятся живыми организмами и включают в себя некоторые из самых распространенных материалов, с которыми мы сталкиваемся каждый день. Вот несколько примеров натуральных полимеров.

1. Целлюлоза

Целлюлоза — самый распространенный натуральный полимер на Земле. Она формирует структурные компоненты растений. Например, целлюлоза в хлопке обеспечивает волокно, используемое для производства текстиля. Повторяющаяся единица в целлюлозе — это молекула сахара, называемая глюкозой, соединенная в определенной конфигурации:

[Глюкоза]—[Глюкоза]—[Глюкоза]—[Глюкоза]

2. Белок

Белки — это полимеры, состоящие из аминокислот. Они являются незаменимыми молекулами во всех формах жизни и участвуют почти во всех процессах в клетке. Примеры включают ферменты, такие как амилаза, который помогает переваривать углеводы, и структурные белки, такие как коллаген в нашей коже.

[Аминокислота]—[Аминокислота]—[Аминокислота]—[Аминокислота]

3. Каучук

Натуральный каучук — это полимер, известный как полиизопрен. Он получают из латексного сока каучуковых деревьев. Каучук используется в самых разных изделиях, от шин до резиновых лент.

[Изопрен]—[Изопрен]—[Изопрен]—[Изопрен]

Синтетические полимеры

Синтетические полимеры являются искусственными и создаются в результате полимеризации различных химических веществ. Эти полимеры разработаны так, чтобы обладать особыми свойствами, которые делают их полезными в различных приложениях. Некоторые известные синтетические полимеры включают:

1. Полиэтилен

Полиэтилен, вероятно, самый распространенный полимер, используемый в повседневных предметах. Он используется для изготовления пластиковых пакетов, бутылок и других контейнеров.

[Этилен]—[Этилен]—[Этилен]—[Этилен]

2. Поливинилхлорид (ПВХ)

Этот синтетический полимер используется в наших сантехнических трубах и материалах для полов. ПВХ выбирают за его долговечность и устойчивость к коррозии.

[Винилхлорид]—[Винилхлорид]—[Винилхлорид]—[Винилхлорид]

3. Полистирол

Полистирол, широко используемый в упаковочных материалах, является легким материалом с отличными изоляционными свойствами.

[Стирол]—[Стирол]—[Стирол]—[Стирол]

Различия между натуральными и синтетическими полимерами

Вот некоторые основные различия между натуральными и синтетическими полимерами:

• Происхождение: Натуральные полимеры встречаются в природе и производятся живыми организмами. Синтетические полимеры создаются человеком с помощью химических процессов.
• Биодеградация: Многие натуральные полимеры являются биоразлагаемыми, тогда как синтетические полимеры часто не являются биоразлагаемыми, вызывая экологические проблемы.
• Использование и применение: Натуральные полимеры часто имеют специфические биологические функции, тогда как синтетические полимеры создаются для специальных промышленных целей.

Заключение

Полимеры, будь то натуральные или синтетические, играют важные роли в нашей повседневной жизни. От обеспечения структуры и прочности для растений и животных до формирования основы для многих искусственных материалов, полимеры необходимы для нашего современного мира. Понимание этих материалов помогает делать осознанный выбор об их использовании и поощряет инновации в создании новых, более устойчивых полимеров в будущем.

Комментарии