🗊Биополимеры: естественные и искусственные

Биополимеры: естественные и искусственные

Биомолекулы

Биомолекулы Молекулы органических соединений, участвующих в метаболизме живых систем; Обязательные компоненты живых организмов, создающие их характерные свойства: способность к обмену веществ и энергии и самовоспроизведение; Биомолекулы выступают в качестве субстратов этих факторов и процессов, обеспечивающих их осуществление или регуляцию.

Большинство низкомолекулярных веществ являются исходным веществом для высокомолекулярных биомолекул. Хотя исходные вещества одинаковые, полимеры резко отличаются по свойствам. Молекулы сахаров, целлюлозы и крахмала отличаются друг от друга только взаимным расположением атомов в мономерах. Но обладают совершенно разными свойствами.

Асцидии В организмах животных нет полимеров близких к целлюлозе. Исключение составляет асцидия – примитивное хордовое животное, в оболочках которых в большом количестве содержится клетчаткоподобное вещество - туницин

Большой практический интерес представляют многие естественные полимеры, например удивительно стойкие физически и химически белковые волокна шелка, шерсти, углеводные волокна растений. Из них с давних времен люди изготавливали прочные ткани и другие изделия.

Джут

Кенаф (гибискус коноплевый) , прядильная культура. В сухих стеблях до 21 % волокна, используемого для изготовления технических тканей, в семенах — до 20 % технического масла. Возделывают в Индии, Китае, Бразилии, США;

Кокон тутового шелкопряда

Сизаль

Рами (китайская крапива) имеет тонкое волокно, пригодное для производства высококачественных бельевых и специального назначения технических тканей. Как сырье для текстильной промышленности волокно соответствует льняному волокну и шелку. Рами имеет исключительно длинные волокна, которые могут достигать 150-400 мм в длину (длина волокна льна около 33 мм, конопли — около 25 мм). Диаметр волокна рами 25-75 мкм. Прочность отдельного волокна достигает 17-20 г (хлопковое волокно выдерживает до 7 г). Волокно рами поглощает влагу, быстро ее отдает, почти не садится и не растягивается. Оно противостоит действию химических веществ лучше большинства других волокон.

В настоящее время разнообразие природных полимеров уже не удовлетворяет человека. Расшифровав химическое строение, ученые по аналогии начали создавать искусственные полимеры с заданными свойствами. Из таких соединений состоит подавляющее большинство современных пластмасс и искусственных тканей. Некоторые их синтетических волокон обладают уникальными свойствами.

Кевлар Изобретено в 1965 году Через 25 лет было использовано в бронежилетах Благодаря сочетанию высокой прочности на разрыв (в 5 раз прочнее стали), упругости и низкой плотности наряду с негорючестью и высокой термостойкостью кевлар нашел применение в оборонной промышленности.

Kevlar - это пара-арамидное волокно от американской фирмы DuPont. Kevlar - это пара-арамидное волокно от американской фирмы DuPont. Оно имеет небольшой вес и большую стойкость к различным воздействиям. Обладает такими свойствами, как: негорючесть и термостойкость . По данным, которые предоставляют разработчики, волокна Кевлар при равном весе в пять раз прочнее стали это волокно было разработано в 1965 году. Массовый выпуск начался в начале 70-х гг. История Кевлара начиналась с того, что волокна этой марки стали применяться в изготовлении бронежилетов (Kevlar 29). Успешное производство бронежилетов с использованием пара-арамидных волокон было толчком для масштабного применения Кевлара в различных областях: аэрокосмическая и автомобильная промышленность, в производстве бытовой техники, в производстве одежды и обуви и т.д.

кевлар

высокие прочность на растяжение и модуль упругости до предельного растяжения; низкая термическая усадка и коэффициент теплового расширения, высокая устойчивость к ползучести (при производстве внешней обшивки кабелей это позволяет свести к минимуму изменения длины кабеля при изменениях температуры или перегрузки); устойчивость к внешним повреждениям; самогашение; устойчивость к действию молний и магнитных полей; легкая обработка на стандартном оборудовании, совместимость с другими композиционными материалами.

Обычно исходным сырьем для искусственной органики служат природные источники: нефть, газ, древесина, продукты жизнедеятельности бактерий.