polymeerejä on kaikkialla. Katso ympärillesi. Muovipullosi. Silikonikumivinkit puhelimen nappikuulokkeissa. Nailonia ja polyesteriä takissasi tai lenkkareissasi. Perheauton renkaiden kumi. Katso nyt peiliin. Moni proteiinikin elimistössä on polymeerejä. Harkitse keratiini (KAIR-uh-tin), tavaraa, hiukset ja kynnet ovat valmistettu. Jopa solujesi DNA on polymeeri.
määritelmän mukaan polymeerit ovat suuria molekyylejä, jotka on valmistettu liimaamalla (kemiallisesti linkittämällä) joukko rakennuspalikoita., Sana polymeeri tulee kreikan sanoista, jotka tarkoittavat ” monia osia.”Jokainen näistä osista on tutkijoiden mukaan monomeeri (joka kreikaksi tarkoittaa ”yhtä osaa”). Ajattele polymeeriä ketjuna, jonka jokainen lenkki on monomeeri. Nämä monomeerit voivat olla yksinkertaisia-vain atomi tai kaksi tai kolme-tai ne voivat olla monimutkaisia rengasmaisia rakenteita, joissa on kymmenkunta tai useampia atomeja.
keinotekoisessa polymeerissä jokainen ketjun lenkeistä on usein identtinen naapureidensa kanssa. Mutta proteiineissa, DNA: ssa ja muissa luonnonpolymeereissä ketjun linkit eroavat usein naapureistaan.,
joissakin tapauksissa, polymeerit muodostavat haarautuvan verkostoja pikemmin kuin yhden ketjut. Muodosta riippumatta molekyylit ovat hyvin suuria. Ne ovat itse asiassa niin isoja, että tutkijat luokittelevat ne makromolekyyleiksi. Polymeeriketjuihin voi kuulua satojatuhansia atomeja — Jopa Miljoonia. Mitä pidempi polymeeriketju, sitä raskaampi se on., Ja yleensä pidemmät polymeerit antavat niistä valmistetuille materiaaleille korkeamman sulamis-ja kiehumislämpötilan. Myös, mitä pidempi polymeeriketju, sitä suurempi sen viskositeetti (tai nesteen virtauskestävyys). Syy: Niillä on suurempi pinta-ala, joka tekee niistä haluavat pysyä naapurimaiden molekyylejä.
villa, puuvilla ja silkki ovat luonnollisia polymeeripohjaisia materiaaleja, joita on käytetty antiikin ajoista lähtien. Selluloosa, Puun ja paperin pääkomponentti, on myös luonnonpolymeeri. Muita ovat kasvien valmistamat tärkkelysmolekyylit.,
elävät olennot rakentavat proteiineja — tietyntyyppistä polymeeriä — aminohapoiksi kutsutuista monomeereista. Vaikka tutkijat ovat löytäneet noin 500 erilaista aminohappoa, eläimet ja kasvit käyttävät niistä vain 20 proteiininsa rakentamiseen. Laboratoriossa kemisteillä on monia vaihtoehtoja, sillä he suunnittelevat ja rakentavat polymeerejä. Kemistit voivat rakentaa keinotekoisia polymeerejä luonnollisista ainesosista. Tai ne voivat käyttää aminohappoja keinotekoisten proteiinien rakentamiseen toisin kuin mikään Luontoäidin tekemä. Useammin kemistit luovat polymeerejä laboratoriossa tehdyistä yhdisteistä.,
polymeerin anatomiassa
Polymeerirakenteissa voi olla kaksi eri komponenttia. Kaikki alkavat kemiallisesti sidottujen linkkien perusketjusta. Tätä kutsutaan joskus sen selkärangaksi. Joillakin voi olla myös sivuosia, jotka roikkuvat joistakin (tai kaikista) ketjun linkeistä. Yksi näistä liitteistä voi olla yhtä yksinkertainen kuin yksi atomi. Toiset voivat olla monimutkaisempia ja kutsutaan riipusryhmiä. Tämä johtuu siitä, että nämä ryhmät roikkuvat Pää ketjun polymeeri aivan kuten yksittäiset hurmaa roikkua ketjuun viehätys ranneke., Koska ne altistuvat ympäristölle enemmän kuin itse ketjun muodostavat atomit, nämä ”hurmat” määrittävät usein, miten polymeeri vuorovaikutuksessa itsensä ja muiden ympäristön asioiden kanssa.
Joskus riipus ryhmät, sen sijaan roikkuu löysä yksi polymeeriketjun, itse asiassa yhdistää kaksi ketjua yhteen. (Ajattele, että tämä näyttää riimulta, joka ulottuu tikkaiden jalkojen väliin.) Kemistit kutsuvat näitä siteitä ristlinkeiksi. Niillä on taipumus vahvistaa tästä polymeeristä valmistettua materiaalia (kuten muovia). Ne myös vaikeuttavat polymeerin sulamista ja vaikeuttavat sen sulamista., Mitä pidemmät ristilinkit, sitä joustavammaksi a-materiaali muuttuu.
kemiallinen sidos pitää atomit kasassa molekyylissä ja joissakin kiteissä. Teoriassa mikä tahansa atomi, joka voi muodostaa kaksi kemiallisia sidoksia voi tehdä ketjun; se on kuin tarvitsee kaksi kättä yhdistää muiden ihmisten kanssa, tehdä ympyrä. (Vety ei toimisi, koska se voi muodostaa vain yhden sidoksen.)
Mutta atomit, jotka tyypillisesti muodostavat vain kaksi kemiallisia sidoksia, kuten happea, ei usein tehdä pitkän, polymeeri-kuten ketjut. Miksi? Kun happi muodostaa kaksi sidosta, se ibecomes vakaa. Se tarkoittaa, että sen kaksi ”ojennettua kättä” on jo otettu., Kukaan ei jää pitämään riipusryhmää. Koska monet atomit, jotka ovat osa polymeeri on selkäranka yleensä on ainakin yksi riippuva ryhmä, elementtejä, jotka tyypillisesti näkyvät polymeeriketjun ovat niitä, jotka tulevat vakaa neljä joukkovelkakirjoja, kuten hiiltä ja piitä.
Jotkut polymeerit ovat joustavia. Toiset ovat hyvin jäykkiä. Ajattele vain monenlaisia muoveja: joustavan soodapullon materiaali on hyvin erilainen kuin polyvinyylikloridista (PVC) valmistetussa jäykässä putkessa. Joskus materiaalitutkijat lisäävät polymeereihinsä muita asioita tehdäkseen niistä joustavia. Tunnetaan pehmittiminä (PLAA-stih-sy-zurs), jotka vievät tilaa yksittäisten polymeeriketjujen välillä. Ajattele, että ne toimivat molekyylitason voiteluaineena. Ne antavat yksittäisten ketjujen liukua helpommin toistensa yli.,
koska monet polymeerit ikääntyvät, ne saattavat menettää pehmittimiä ympäristölle. Tai vanhenevat polymeerit voivat reagoida muiden kemikaalien kanssa ympäristössä. Tällaiset muutokset selittävät osaltaan, miksi jotkut muovit alkavat joustaa, mutta muuttuvat myöhemmin jäykiksi tai hauraiksi.
polymeereillä ei ole tarkkaa pituutta. Nekään eivät yleensä muodosta kristalleja. Lopulta niillä ei yleensä ole varmaa sulamispistettä, jossa ne vaihtavat heti kiinteästä nestealtaaseen. Sen sijaan muovit ja muut polymeereistä valmistetut materiaalit pyrkivät pehmenemään vähitellen niiden lämmetessä.