Polymeroituminen

Molekyylin reaktiivinen kohta

Mikä on eteenimolekyylin reaktiivinen kohta?

Miten eteenimolekyylit reagoivat keskenään?

• Kaksoissidoksen piisidos aukeaa
• Parittomat elektronit löytävät parin toisesta avautuneesta eteenimolekyylistä

ADDITIOREAKTIO

Eteenin polymeroituminen

Polymeereihin liittyviä käsitteitä

• Polymeerit koostuvat pitkistä polymeerimolekyyleistä.
• Polymeerimolekyylit muodostuvat pienemmistä monomeerimolekyyleistä.
• Polymeerimolekyylin rakenteessa toistuu säännöllisesti yhdestä tai useammasta monomeerimolekyylistä muodostunut yksikkö.
• Polymeerit muodostuvat polymeroitumisreaktiossa, kun monomeerimolekyylit sitoutuvat toisiinsa.
• Polymeereiksi luokitellaan yhdisteet, joiden rakenneosat koostuvat yli sadasta monomeerimolekyylistä, mutta niitä voi olla polymeerimolekyylissä jopa satoja tuhansia.

Polyadditio

• Monomeerissä oltava kaksoissidos
• Kaksoissidos avautuu ja monomeerit liittyvät yhteen kovalenttisella sidoksella

Polykondensaatio

• Polyakondensaatioreaktio voi tapahtua, jos monomeerimolekyylissä on kaksi reagoivaa funktionaalista ryhmää, joita ovat hydroksi-, karboksyyli- ja/tai aminoryhmä.
• Polykondensaatiossa monomeerimolekyylit liittyvät yhteen pitkiksi ketjuiksi ja välistä lohkeaa vesimolekyylejä tai muita pieniä molekyylejä.

Muovit

Muovit

• koostuvat polymeereistä ja lisäaineista
• lisäaineita ovat täyteaineet, lujiteaineet ja apuaineet
• lisäaineilla voidaan muokata muovin ominaisuuksia

Kestomuovit

• Kestomuovien polymeeriketjut sitoutuvat toisiinsa heikoilla sidoksilla.
• Kuumennuksessa heikkoja sidoksia katkeaa ja jäähdytyksessä niitä muodostuu uusiin kohtiin.
• Kestomuoveja voidaan muokata ja kierrättää monia kertoja.
• Kaikki valtamuovit ovat kestomuoveja.

Kertamuovit

• Kertamuovit muodostavat keskenään verkkomaisen rakenteen, jossa verkko on muodostunut vahvoilla kovalenttisilla sidoksilla.
• Sen rakenteessa ei ole ketjuja, jotka voisivat muuttaa paikkojaan toistensa suhteen
• Kertamuovit kestävät korkeita lämpötiloja.
• Kuumennettaessa rakenne voi vain hajota.

Biomuovit ja biohajoavat muovit

• Biohajoavat muovit
  • ovat polymeerejä, jotka hajoavat erilaisten mikrobien vaikutuksesta huomattavasti nopeammin kuin valtamuovit.
  • monet ovat myös kompostoituvia.
• Biomuovit
  • ovat kasvi- tai eläinpohjaisista uusiutuvista raaka-aineista valmistettuja muoveja, joihin on käytetty vähintään 20 % uusiutuvia raaka-aineita.
  • raaka-aineena voidaan käyttää tärkkelystä, selluloosaa, sokeria tai erilaisia öljyjä.

Muovin ongelmat

• mikromuovit
• muovi luonnossa
• valmistusksen ympäristövaikutukset

Muovin hyödyt

• Muovin käyttö pakkausmateriaalina vähentää ruokahävikkiä.
• Muovi on kevyempää kuin metallit ja lasi, joten kuljetuksissa käytettävän polttoaineen määrä vähenee.
• Muovia käytetään eristeenä, jolloin lämpö- ja energiahukka vähenee.
• Kierrätettynä muovi on mainettaan parempi materiaali!

Hiilihydraatit

• Solujen tärkein energianlähde
• Esiintyy myös solujen rakenteessa
• Saadaan viljatuotteista, kasviksista ja hedelmistä
• Syntyy kasveissa yhteyttämisessä:

Hiilihydraatit

-OH

=O

funktionaalinen ryhmä

Hiilihydraatit

Monosakkaridit

Oligosakkaridit

Polysakkaridit

1 sokeri-molekyyli

2-9 sokeri-molekyyliä

yli 10 sokeri-molekyyliä

galaktoosi

fruktoosi

glukoosi

Disakkaridit

2

3-9

raffinoosi

stakyoosi

laktoosi

sakkaroosi

maltoosi

glykogeeni

tärkkelys

selluloosa

Monosakkaridit

• Moniarvoisia alkohojeja eli useita OH-ryhmiä.
• Avoketjumuodossa aldehydi- tai ketoniryhmä
• Aldooseja tai ketooseja
• Vesiliuoksessa esiintyy rengasmuodossa

Disakkaridit

• Kaksi monosakkaridia liittynyt yhteen glykosidisidoksella, -O-
• Sakkaroosi (tavallinen sokeri)
  • on muodostunut glukoosista ja fruktoosista
  • pilkkoutuu elimistössä ja fruktoosi muuttuu entsyymien avulla glukoosiksi
• Laktoosi (maitosokeri)
  • muodostunut glukoosista ja galaktoosista
  • pilkkoutuu elimistössä laktaasientsyymin vaikutuksesta

Polysakkaridit

• Paljon (voi olla jopa tuhansia) monosakkarideja liittynyt yhteen
• Selluloosa kasvien soluseinien rakentamisessa käytetty molekyyli, ei pilkkoudu ihmiselimistössä.
• Tärkkelys on kasvien varastomolekyyli.
• Glykogeeni on eläinten varastomolekyyli.

Rasvat

Rasvat

• muodostuvat yleensä kolmesta rasvahaposta, jotka liittyvät glyseroliin kondensaatioreaktiossa muodostaen esterin

kolminkertainen esteri eli triglyseridi

• kuuluvat lipideihin
  • ​eliöiden soluissa ja kudoksissa syntyviä poolittomia aineita, jotka eivät liukene veteen
  • rasvojen lisäksi vahat, kolesteroli, steroidit, rasvaliukoiset vitamiinit ja fosfolipidit

Rasvat

• luokitellaan tyydyttyneisiin sekä kerta- ja monityydyttymättömiin rasvoihin

• vain yksinkertaisia sidoksia

• yksi tai useampia kaksoissidoksia

Saippuoituminen

• eli saponifikaatio
• rasvojen hydrolyysireaktio, joka tapahtuu yleensä emäksen kanssa
• reaktiossa muodostuu suolaa

Saippuan toiminta

• Saippuan pesevinä ainesosina toimivat rasvahappojen suolojen muodostamat pitkäketjuiset ionit, tensidi-ionit
• Tensidit koostuvat kahdesta osasta, joista toinen on pooliton hiilivetyketju ja toinen on poolinen osa, joka voi olla myös ioni
• Misellit muodostuvat tensidi-ioneista, jotka kerääntyvät yhteen ja muodostavat pallomaisia rakenteita. Vesiliuoksissa poolittomat osat kerääntyvät poolittomien aineiden ympärille misellin keskustaan päin.

Proteiinit

Proteiinit

• säätelevät elintoimintoja, liikkumista, soluliikennettä ja perimän lukemista
• koostuvat pitkistä useiden kymmenien tai satojen aminohappojen muodostamista polymeerimolekyyleistä
  • aminohapot liittyvät toisiinsa amidiryhmillä, jota sanotaan peptidisidokseksi
  • peptidisidos on kemiallisesti kestävä, joten proteiinit sietävät hyvin erilaisia olosuhteita
• ihmisen proteiineissa esiintyy 20 erilaista aminohappoa ja niiden järjestys ketjussa määräytyy perimän mukaan \(\rightarrow\) proteiinien primäärirakenne