Значение вмс в природе, технике, технологии
ВМС играют чрезвычайно большую роль как в природе, так и в технике. Установлено, что без предварительного образования макромолекул невозможно бы было появления жизни на земле.
Органические высокомолекулярные соединения (биополимеры) являются основой живой природы. Важнейшие высокомолекулярные соединения, входящие в состав растений, - целлюлоза, крахмал, лигнин. Самый распространенный в природе полисахарид - крахмал (С6Н10О5)n, в состав которого входят два полисахарида – амилоза (20 – 30 %) и амилопектин (70 – 80 %). Образование высших полисахаридов – важнейший конечный результат ассимиляционного процесса (фотосинтеза), суммарно выражаемого уравнением
Природными высокомолекулярными органическими веществами являются белки, макромолекулы которых построены из огромного числа остатков -аминокислот, соединенных между собой пептидными связями (– СО – NH –)n. Белки - это биополимеры с очень высокой молекулярной массой - от 5000 до нескольких миллионов а.е.м.. Первичная структура белка определяется последовательностью остатков аминокислот в молекуле. Структурным звеном белковой молекулы является…
Из всех известных - аминокислот только около 20 входят в белковые вещества в качестве постоянных и незаменимых составных частей.
Исключительную роль в жизнедеятельности животных и растительных организмов играют высокомолекулярные нуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты, которые принимают участие в биосинтезе белков и являются материальными носителями наследственности соответственно.
Природные неорганические полимеры составляют основу земной коры, толщина которой равна 15 км (литосфера). Основной горной породой являются базальты, состоящие в основном из полимерного кремниевого оксида (SiO2)n и в значительно меньшей степени высокомолекулярных сложных силикатов алюминия и железа. Полимерный кремниевый ангидрид - кварц, песок, топаз, опал, аметист. Полимерный оксид алюминия (Аl2О3)n встречается в природе в виде корунда, рубина, сапфира. Высокомолекулярными соединениями являются природные модификации углерода: алмаз, графит, аморфный углерод. Полисиликаты, которые широко встречаются в природе и нашли большое практическое применение, - это глина, тальк, асбест, цеолиты и др.
В технике ВМС используются главным образом в виде пластмасс, химических волокон, синтетических каучуков, ионообменных смол, синтетических пленкообразующих веществ и др.
XXI век – век полимеров. Распределение этих материалов в мировом производстве характеризуется следующими цифрами: пластмасс – 64 %, химических волокон – 19 %, эластомеров – 17 % и т.д. Производство этих материалов играет важную роль в развитии многих отраслей техники и промышленности: автомобильной, электро- и радиотехнической, авиационной, машиностроительной, строительной и др. Большое количество полимерных материалов использует деревообрабатывающая и особенно мебельная промышленность (клеи, лакокрасочные материалы, которые в основе своей состоят из природных и синтетических полимерных материалов).
Научным фундаментом производства и применения полимерных материалов являются физика и химия ВМС, знание основ которых необходимо специалисту для того, чтобы квалифицированно решать задачи использования полимерных материалов.