區分天然聚合物和合成聚合物

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引言

聚合物是由稱為單體的微小顆粒組成的巨型分子。聚合物包含各種各樣的物質，在我們的日常生活中非常重要。這些聚合物可以透過多種方式進行分類，包括結構、化學或物理特性等等。聚合物分為兩大類：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複合物。合成聚合物（SP）是人工合成的聚合物複合物。這是天然聚合物和合成聚合物（SP）的主要區別。

什麼是天然聚合物？

它們存在於由有機或無機成分組成的生物系統中。這些存在於自然界中，在生物體的生命過程中發揮著重要作用。它們由單糖、氨基酸和核苷酸等亞基組成。多糖，如纖維素和澱粉，是糖聚合物，而蛋白質是由氨基酸和其他化學聚合物組成的。它們在體內發揮著多種作用，包括賦予細胞結構完整性、將遺傳資訊傳遞給後代、作為能量來源以及參與生物系統的許多代謝過程。例如，植物分泌的乳膠（橡膠）在工業中得到應用。橡膠是一種異戊二烯聚合物。石墨和金剛石等碳同素異形體也是由碳鏈合成的天然無機聚合物。

什麼是合成聚合物？

它們是實驗室化學過程的副產品。這些大分子並不存在於自然界中，必須人工合成。例如，長鏈聚乙烯是透過將乙烯亞基新增到正在形成的長鏈中而產生的。聚氯乙烯（PVC）是一種常用的熱敏性氯乙烯聚合物。除了這兩種聚合物外，還有一種稱為半合成聚合物的第三種聚合物，它是由天然存在的纖維素製成的。半合成聚合物是指具有天然來源但最終在實驗室中合成的聚合物。

天然聚合物和合成聚合物的區別

天然聚合物	合成聚合物
它們是有機化合物，由透過連線稱為單體的微小成分而形成的大型大分子組成。	它們是透過化學過程在實驗室和工廠中人工合成的材料。
它們存在於自然界中。	它們是透過化學過程產生的，但並非天然存在。
生物活動產生天然聚合物。	化學方法用於合成合成聚合物。
天然聚合物容易被生物過程破壞。	它們堅硬，不會透過生物過程自然分解。
它們難以按需操縱。	在受控條件下，合成聚合物可以在實驗室中進行改性。
它們對環境有益，因為它們會自然分解。	它們不利於環境，因為它們需要很長時間才能降解。
例如：蛋白質、核酸、多糖和其他天然聚合物	例如：聚苯乙烯、尼龍、矽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體中發現的大分子。它們由稱為單糖的單體組成。根據存在的單糖單元數量，碳水化合物分子被分類為二糖、三糖、四糖或多糖。它們作為燃料並提供大量能量。

• 蛋白質是由單個氨基酸組成的多肽。透過在肽鍵的幫助下連線這些氨基酸來形成大分子結構。酶是眾所周知的蛋白質，有助於催化生物過程。

• 脫氧核糖核酸和核糖核酸（DNA和RNA）——這些成分對於所有生物體的生存都是必需的。DNA和RNA以密碼子的形式包含遺傳物質，這些遺傳物質透過細胞分裂傳遞給後代。

• 幾丁質是一種N-乙醯氨基葡糖聚合物，是節肢動物外骨骼的重要組成部分。它們也大量存在於真菌細胞壁中。

• 橡膠——這種由異戊二烯單元組成的聚合物來源於植物中的乳膠，然後加工成大規模使用的橡膠。彈性體是一種在工業中使用的天然橡膠。根據收集橡膠乳膠的樹木的不同，可獲得各種橡膠；例如，亞馬遜橡膠樹在受傷時會產生高質量的橡膠乳膠。

• 絲綢是一種天然存在的生物聚合物，由絲膠和絲素組成。這種聚合物可以在節肢動物物種中發現。此外，產生的絲綢的成分取決於所涉及的昆蟲種類。家蠶（Bombyx Mori）是一種絲蠶，多年來一直用於商業絲綢生產。

學習聚合物的必要性

透過區分天然聚合物和合成聚合物（SP），它們對我們的日常生活做出了重大貢獻，我們可以推測存在哪些其他可能性來形成合成聚合物（SP），以利用聚合技術製造一系列材料或產品。研究人員一直在研究聚合物及其潛在的排列，以生產和改進我們日常生活中使用的物品；此外，“聚合物奈米技術”這個術語正被視為聚合物的先進未來。因此，聚合物可以被認為是化學領域中一個重要的研究和探索課題。

結論

人類生活中既有天然聚合物，也有合成聚合物。天然聚合物（NP）包括蛋白質、氨基酸、DNA和RNA，它們被廣泛應用於食品、製藥和醫療行業。隨著人類迴歸自然，這些化合物如今受到了人們的關注。合成聚合物（SP）由石油製成，但可以分為有機聚合物和無機聚合物。這種型別的聚合物是透過混合多種基本成分製成的。它對人類生命有害，但在工業化國家也逐漸被淘汰。預計將來，這些物質將在全球所有國家完全從人類生活中消除。

常見問題

1. 天然聚合物（NP）可以降解嗎？

生物聚合物是在自然界中發現的可生物降解的聚合物。一種良好的天然聚合物（NP）形式是多糖，包括澱粉和纖維素。可以使用蛋白質和其他天然聚合物（NP）來製造可生物降解的產品。這是兩種最常見的可再生生物聚合物來源。

2. 合成聚合物（SP）的特性是什麼？

合成聚合物（SP）的主要特性包括高強度、模量重量比、韌性、彈性、耐腐蝕性、不導電性、著色性、透明度和可加工性。

3. 為什麼合成聚合物（SP）無法分解？

這些聚合物是由長鏈碳（C）和氫（H）原子構成的。這些聚合物的原子間鍵合非常強且牢固，使其能夠抵抗試圖分解或消耗它們的微生物。所有塑膠和合成纖維本質上都是不可生物降解的。

4. 合成聚合物（SP）的功能是什麼？

聚乙烯是一種用於生產塑膠袋和保鮮膜的聚合物。PVC是一種常用作壁板、管道和地板的材料。合成聚合物（SP）聚苯乙烯用於櫥櫃和包裝。聚醋酸乙烯酯用於粘合劑和乳膠漆。

5. 使用合成聚合物（SP）的優點和缺點是什麼？

它們在許多方面使生活更輕鬆、更便捷，但有一個缺點。生產它們所需的原材料可能變得稀缺，而去除合成聚合物（SP）是一個複雜且耗時的過程。