区分天然聚合物和合成聚合物

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引言

聚合物是由称为单体的微小颗粒组成的巨型分子。聚合物包含各种各样的物质，在我们的日常生活中非常重要。这些聚合物可以通过多种方式进行分类，包括结构、化学或物理特性等等。聚合物分为两大类：天然聚合物（NP）和合成聚合物（SP）。天然聚合物（NP）是在自然界中存在的聚合物复合物。合成聚合物（SP）是人工合成的聚合物复合物。这是天然聚合物和合成聚合物（SP）的主要区别。

什么是天然聚合物？

它们存在于由有机或无机成分组成的生物系统中。这些存在于自然界中，在生物体的生命过程中发挥着重要作用。它们由单糖、氨基酸和核苷酸等亚基组成。多糖，如纤维素和淀粉，是糖聚合物，而蛋白质是由氨基酸和其他化学聚合物组成的。它们在体内发挥着多种作用，包括赋予细胞结构完整性、将遗传信息传递给后代、作为能量来源以及参与生物系统的许多代谢过程。例如，植物分泌的乳胶（橡胶）在工业中得到应用。橡胶是一种异戊二烯聚合物。石墨和金刚石等碳同素异形体也是由碳链合成的天然无机聚合物。

什么是合成聚合物？

它们是实验室化学过程的副产品。这些大分子并不存在于自然界中，必须人工合成。例如，长链聚乙烯是通过将乙烯亚基添加到正在形成的长链中而产生的。聚氯乙烯（PVC）是一种常用的热敏性氯乙烯聚合物。除了这两种聚合物外，还有一种称为半合成聚合物的第三种聚合物，它是由天然存在的纤维素制成的。半合成聚合物是指具有天然来源但最终在实验室中合成的聚合物。

天然聚合物和合成聚合物的区别

天然聚合物	合成聚合物
它们是有机化合物，由通过连接称为单体的微小成分而形成的大型大分子组成。	它们是通过化学过程在实验室和工厂中人工合成的材料。
它们存在于自然界中。	它们是通过化学过程产生的，但并非天然存在。
生物活动产生天然聚合物。	化学方法用于合成合成聚合物。
天然聚合物容易被生物过程破坏。	它们坚硬，不会通过生物过程自然分解。
它们难以按需操纵。	在受控条件下，合成聚合物可以在实验室中进行改性。
它们对环境有益，因为它们会自然分解。	它们不利于环境，因为它们需要很长时间才能降解。
例如：蛋白质、核酸、多糖和其他天然聚合物	例如：聚苯乙烯、尼龙、硅酮和其他合成聚合物

天然聚合物的例子

• 碳水化合物是在所有生物体中发现的大分子。它们由称为单糖的单体组成。根据存在的单糖单元数量，碳水化合物分子被分类为二糖、三糖、四糖或多糖。它们作为燃料并提供大量能量。

• 蛋白质是由单个氨基酸组成的多肽。通过在肽键的帮助下连接这些氨基酸来形成大分子结构。酶是众所周知的蛋白质，有助于催化生物过程。

• 脱氧核糖核酸和核糖核酸（DNA和RNA）——这些成分对于所有生物体的生存都是必需的。DNA和RNA以密码子的形式包含遗传物质，这些遗传物质通过细胞分裂传递给后代。

• 几丁质是一种N-乙酰氨基葡糖聚合物，是节肢动物外骨骼的重要组成部分。它们也大量存在于真菌细胞壁中。

• 橡胶——这种由异戊二烯单元组成的聚合物来源于植物中的乳胶，然后加工成大规模使用的橡胶。弹性体是一种在工业中使用的天然橡胶。根据收集橡胶乳胶的树木的不同，可获得各种橡胶；例如，亚马逊橡胶树在受伤时会产生高质量的橡胶乳胶。

• 丝绸是一种天然存在的生物聚合物，由丝胶和丝素组成。这种聚合物可以在节肢动物物种中发现。此外，产生的丝绸的成分取决于所涉及的昆虫种类。家蚕（Bombyx Mori）是一种丝蚕，多年来一直用于商业丝绸生产。

学习聚合物的必要性

通过区分天然聚合物和合成聚合物（SP），它们对我们的日常生活做出了重大贡献，我们可以推测存在哪些其他可能性来形成合成聚合物（SP），以利用聚合技术制造一系列材料或产品。研究人员一直在研究聚合物及其潜在的排列，以生产和改进我们日常生活中使用的物品；此外，“聚合物纳米技术”这个术语正被视为聚合物的先进未来。因此，聚合物可以被认为是化学领域中一个重要的研究和探索课题。

结论

人类生活中既有天然聚合物，也有合成聚合物。天然聚合物（NP）包括蛋白质、氨基酸、DNA和RNA，它们被广泛应用于食品、制药和医疗行业。随着人类回归自然，这些化合物如今受到了人们的关注。合成聚合物（SP）由石油制成，但可以分为有机聚合物和无机聚合物。这种类型的聚合物是通过混合多种基本成分制成的。它对人类生命有害，但在工业化国家也逐渐被淘汰。预计将来，这些物质将在全球所有国家完全从人类生活中消除。

常见问题

1. 天然聚合物（NP）可以降解吗？

生物聚合物是在自然界中发现的可生物降解的聚合物。一种良好的天然聚合物（NP）形式是多糖，包括淀粉和纤维素。可以使用蛋白质和其他天然聚合物（NP）来制造可生物降解的产品。这是两种最常见的可再生生物聚合物来源。

2. 合成聚合物（SP）的特性是什么？

合成聚合物（SP）的主要特性包括高强度、模量重量比、韧性、弹性、耐腐蚀性、不导电性、着色性、透明度和可加工性。

3. 为什么合成聚合物（SP）无法分解？

这些聚合物是由长链碳（C）和氢（H）原子构成的。这些聚合物的原子间键合非常强且牢固，使其能够抵抗试图分解或消耗它们的微生物。所有塑料和合成纤维本质上都是不可生物降解的。

4. 合成聚合物（SP）的功能是什么？

聚乙烯是一种用于生产塑料袋和保鲜膜的聚合物。PVC是一种常用作壁板、管道和地板的材料。合成聚合物（SP）聚苯乙烯用于橱柜和包装。聚醋酸乙烯酯用于粘合剂和乳胶漆。

5. 使用合成聚合物（SP）的优点和缺点是什么？

它们在许多方面使生活更轻松、更便捷，但有一个缺点。生产它们所需的原材料可能变得稀缺，而去除合成聚合物（SP）是一个复杂且耗时的过程。