Что такое высокомолекулярные соединения

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Классификация соединений

Высокомолекулярные соединения делятся на природные и синтетические. К первым относятся различные каучуки, полисахариды, нуклеиновые кислоты. Искусственно создаются полиэтилен, полипропилен, смолы на основе фенола и альдегидов. Атомы вещества в виде макромолекулы классифицируются следующим образом:

Полимеры в химии — это соединения, которые называются таковыми из-за большой массы и прочных химических связей и формул вдоль цепи вида C6H5CH.

Они могут быть стереополимерами, сополимерами и общими блок-сополимерами, которые делятся на стереорегулярные и нестереорегулярные в зависимости от периодичности чередования звеньев. Это зависит от степени расположения цепей, периодичности чередования и особенности строения.

Свойства и характеристики

Высокомолекулярные реакции обладают рядом химических свойств. Некоторые из них присущи исключительно ВМС (аббревиатура для обозначения таких соединений). Самыми важными характеристиками, которые лежат в основе классификации, можно назвать:

Указанные свойства обусловлены массой, строением цепей и способностью макромолекул изменять форму от внешних воздействий. Переход от линейных цепей к разветвленным и трехмерным делает такие характеристики менее выраженными.

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

В химии реакция полимеризации это процесс сшивания множества молекул мономера в макромолекулы. В нее вступают непредельные соединяющие элементы. Существует гомополимеризация и сополимеризация. В первом варианте идет слияние молекул одного мономера, а во втором воссоединяются два и более веществ. Она идет по радикальному или ионному механизму.

В случае радикальной полимеризации процесс инициируется свободными радикалами. К примеру, реакция поливинилхлорида идет по следующим стадиям:

В ионной полимеризации роль активных центров играют катионы и анионы. Это позволяет разделить ее на катионную и анионную вариацию в зависимости от доноров и акцепторов. По ней протекает реакция полимеризации полиизобутилена, бутадиена, синтетического каучука и прочих неорганических реакций.

Применение полимеров

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Полимеры благодаря высокой механической прочности и вязкости используются во многих отраслях промышленности. Среди них автомобилестроение, электротехника, сельское хозяйство, медицина. Основными примерами являются пластмассы, резины, лаки, краски и эмали, а также капрон и прочие элементарные полимерные соединения.

Высокомолекулярные соединения и вещества встречаются в химии часто и занимают особое место. Под расшифровкой ВМС понимают такие реакции полимеризации и поликонденсации, в которых выделяются аминокислоты, полиэтилены и остальные соединения.

Источник

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Название линейного полимера образуют прибавлением приставки «поли» (в случае неорганич. полимеров -«кате на-поли»): а) к названию составного повторяющегося звена, заключенному в скобки (систематич. названия); б) к названию мономера, из к-рого получен полимер (полусистематич. названия, к-рые ИЮПАК рекомендует использовать для обозначения наиб. часто применяемых полимеров). Название составного повторяющегося звена образуют по правилам номенклатуры химической. напр. (первыми указаны полусистематич. названия):
Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Макромолекулы одного и того же хим. состава м. б. построены из разл. стереоизомеров звена. В. с., молекулы к-рых состоят из одинаковых стереоизомеров или из разл. стереоизомеров, чередующихся в цепи с определенной периодичностью, наз. стереорегулярными. B.C., в к-рых каждый или нек-рые стереоизомеры звена образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах одной макромолекулы, наз. стереоблоксополимерами. В нестереорегулярных, или атактических, B.C. звенья разл. пространств. конфигурации чередуются в цепи произвольно. См. также Стереорегулярные полимеры.

По хим. составу макромолекулы различают гомополимеры (полимер образован из одного мономера, напр. полиэтилен) и сополимеры (полимер образован по меньшей мере из двух разл. мономеров, напр. бутадиен-стирольный каучук). В. с., состоящие из одинаковых мономерных звеньев, но различающиеся по мол. массе, наз. полимергомологами.

В зависимости от состава основной (главной) цепи макромолекулы все B.C. делят на два больших класса: гомоцепные, основные цепи к-рых построены из одинаковых атомов, и гетероцепные, в основной цепи к-рых содержатся атомы разных элементов, чаще всего С, N, Si, P. Среди гомоцепных В. с. наиб. распространены карбоцепные (главные цепи состоят только из атомов углерода), напр. полиэтилен, полиметилметакрилат, политетрафторэтилен (см. Фторопласты), гуттаперча. Примеры гетероцепных В. с.- полиэфиры (напр., полиэтиленоксид, полиэтилентерефталат, поликарбонаты), полиамиды, кремнийорганические полимеры, мочевино-формалъдегидные смолы, белки, целлюлоза. В. с., в макромолекулы к-рых наряду с углеводородными группами входят атомы неорганогенных элементов, наз, элементоорганическими. В полимерах, содержащих атомы металла (напр., Zn, Mg, Си), обычные ковалентные связи могут сочетаться с координационными (см. Координационные полимеры). Отдельная группа В. с.- неорганические полимеры (напр., полифосфазены), макромолекулы к-рых построены из неорг. главных цепей и не содержат орг. боковых радикалов (обрамляющих групп).

Свойства и основные характеристики. В. с. обладают специфич. комплексом физ.-хим. и мех. св-в. Важнейшие из них: 1) способность образовывать высокопрочные анизотропные волокна и пленки (см. Ориентированное состояние, Пленки полимерные); 2 )способность к большим обратимым, т. наз. высокоэластическим, деформациям (см. Высокоэластическое состояние);3) способность набухать перед растворением и образовывать высоковязкие р-ры (см. Растворы полимеров). Эти св-ва обусловлены высокой мол. массой B.C., цепным строением макромолекул, их гибкостью и наиб. полно выражены у линейных В. с. По мере перехода от линейных цепей к разветвленным, редким трехмерным сеткам и, наконец, к частым сетчатым структурам комплекс характерных св-в В. с. становится все менее выраженным. Трехмерные В. с. с очень большой частотой сетки нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластич. деформациям.

Св-ва отдельных B.C. определяются хим. составом, строением, конформацией и взаимным расположением макромолекул (надмолекулярной структурой). В зависимости от этих факторов св-ва B.C. могут изменяться в широких пределах. Так, цис-1,4-полибутадиен, построенный из гибких углеводородных цепей, при т-рах ок. 20

Источник

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, полимеры, — химические соединения, молекулы к-рых состоят из большого числа повторяющихся групп атомов или звеньев одинакового или различного хим. строения.

В. с. делят на природные (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды) и синтетические (полиэтилен, полибутадиен, феноло-альдегидные смолы и др.). Биол, значение природных В. с. определяется тем, что они составляют структурную основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности (белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал и т. д.). Синтетические В.с. находят широкое применение в медицине: подсобные материалы санитарии и гигиены, мед. инструментарий (шприцы, канюли, катетеры), материалы леч. протезирования (кровеносные сосуды, клапаны сердца, хрусталики и стекловидное тело глаза, штифты для остеосинтеза, суставы, сухожилия, материалы для косметических операций, заменители плазмы крови, хирургические нити и клеи, материалы для стоматологии) и т. д. Мол. вес (масса) В. с. варьирует от нескольких тысяч до нескольких миллионов, а в отдельных случаях достигает десятков миллионов (напр., белки). В состав молекул В. с. (макромолекул) входят тысячи атомов, связанных силами главных и (или) координационных валентностей. Атомы или атомные группы В. с. могут располагаться в следующем порядке: 1) открытая цепь, в т. ч. линейная — линейные высокомолекулярные соединения (напр., полиэтилен, каучук натуральный, целлюлоза); 2) цепь с разветвлениями — разветвленные высокомолекулярные соединения (напр., крахмал); 3) трехмерная сетка, состоящая из отрезков цепного строения — сшитые высокомолекулярные соединения (напр., феноло-альдегидные смолы).

При одном и том же хим. составе макромолекулы могут быть построены из различных стереоизомеров звена. В. с., в макромолекулах к-рых есть определенная закономерность в расположении стереоизомеров, называют стереорегулярными; В. с., макромолекулы к-рых содержат несколько типов повторяющихся звеньев, называют сополимерами. В зависимости от характера распределения звеньев в макромолекулах последних различают регулярные и нерегулярные сополимеры. В первом случае распределение мономерных звеньев характеризуется определенной последовательностью. Примером регулярного сополимера может служить сополимер стирола с малеиновым ангидридом, построенный по принципу АВАВАВ. (А и В — различные мономерные звенья). Возможны и более сложные регулярные последовательности чередования звеньев, что, в частности, характерно для различных аминокислотных остатков в нек-рых белках или других природных высокополимерных веществах — биополимерах, напр, глицин-пролин-оксипролин в коллагене. В нуклеиновых кислотах и в большинстве белков последовательности звеньев задаются соответствующим кодом и определяют биохим, специфичность соответствующих соединений. В нерегулярных сополимерах распределение звеньев случайно, что характерно для многих синтетических сополимеров.

В зависимости от состава основной цепи В. с. делят на два больших класса: гомоцепные, основные цепи к-рых построены из одинаковых атомов, и гeтeроцeпные, содержащие одновременно атомы и других элементов, чаще всего кислорода, азота, кремния, фосфора (либо сами по себе, либо в комбинации с углеродом). Среди гомоцепных В. с. главное место занимают карбоцепные; их цепи состоят только из атомов углерода, напр, полиэтилен, полиметилметакрилат, полистирол, гуттаперча и др. Примерами гетероцепных В. с. являются полиэфиры (полиэтиленоксид, полиэтилентерефталат, поликарбонаты и др.), полиамиды, мочевино-формальдегидные смолы, белки, целлюлоза, нек-рые кремнийорганические полимеры. В полимерах, содержащих атомы поливалентных металлов (напр., цинк, марганец, медь и др.), обычно ковалентные и ионные связи могут сочетаться с координационными (внутрикомплексные, или так наз. хелатные полимеры).

В зависимости от формы макромолекул бывают фибриллярные и глобулярные В. с. У фибриллярных В. с. молекулы, представляющие собой линейные или слабо разветвленные цепи, вытянуты преимущественно в одном направлении. Фибриллярные В. с. легко образуют надмолекулярные структуры в виде асимметричных пачек молекул — фибрилл. Примеры фибриллярных В. с.— коллаген, фиброин, целлюлозные волокна и др. Глобулярными называют В. с., макромолекулы к-рых имеют форму компактных шарообразных клубков — глобул. Глобулой может быть сильно разветвленная макромолекула, но возможно также образование глобул из фибриллярных В. с., связанное с изменением формы макромолекулы под влиянием внутримолекулярных взаимодействий. Примером глобулярных В. с. являются нек-рые белки (альбумин, глобин). Обратимые переходы глобулярных структур в фибриллярные при изменении внешних условий имеют важное значение в биологии (напр., явление денатурации белков).

Свойства

Полимерам присущ комплекс специфических физ.-хим. и механических свойств: способность к образованию высокопрочных анизотропных высокоориентированных волокон и пленок, способность проявлять большие и длительно развивающиеся обратимые деформации, характеризующиеся малыми значениями модуля упругости; способность к набуханию перед растворением и высокая вязкость растворов.

Этот комплекс свойств обусловлен высоким мол. весом (массой), цепным строением и гибкостью, т. е. способностью менять свою форму при сохранении всех хим. связей линейных макромолекул. При переходе от линейных цепей к разветвленным редким трехмерным сеткам и далее к густым сетчатым структурам эти свойства становятся все менее выраженными. Сильно «сшитые» В. с. нерастворимы, неплавки и не способны к высокоэластическим деформациям.

В. с. существуют в кристаллическом и аморфном состояниях. Необходимое условие кристаллизации — регулярность достаточно длинных участков макромолекулярной цепи. В кристаллических полимерах возможно возникновение разнообразных кристаллических форм (фибрилл, сферолитов, монокристаллов и др.), тип к-рых определяет свойства полимерного материала. Незакристаллизованные полимеры могут находиться в трех физ. состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем.

В. с. могут вступать в следующие разнообразные хим. реакции: 1) образование хим. связей между макромолекулами (так наз. сшивание), напр, вулканизация каучуков, дубление кожи; 2) распад макромолекулярных цепей на отдельные, более короткие фрагменты (деструкция); 3) реакции боковых функциональных групп с низкомолекулярными веществами, не затрагивающие основную цепь (так наз. полимераналогичные превращения в цепях); 4) внутримолекулярные реакции, протекающие между функциональными группами одной макромолекулы, напр, внутримолекулярная циклизация. Когда имеют место превращения с участием функциональных групп (звеньев) макромолекул, полимерное состояние В. с. влияет на кинетику и термодинамику реакций и хим. строение образующихся продуктов. Реакционная способность функциональной группы (или отдельного звена, связанного с В. с.) по сравнению с реакционной способностью низкомолекулярного аналога этого звена определяется следующими эффектами: 1) эффект полимерной цепи, напр, за счет электронного влияния; 2) эффект концентрационный — за счет изменения микроконцентрации реагентов вблизи макромолекулы; 3) электростатический эффект, напр, в полимерах, содержащих заряженные звенья (полиэлектролиты); 4) эффект конфигурационный, напр, в случае стереорегулярных полимеров; 5) эффект формы макромолекул в растворе, когда, напр., переход глобулярной формы белка-фермента в фибриллярную изменяет скорость каталитической реакции в миллион и более раз; 6) эффект надмолекулярной организации — из-за высокой склонности макромолекул к агрегации и к структурированию даже в разбавленных растворах.

Нек-рые свойства В. с., напр, растворимость, способность к вязкому течению, стабильность и т. д., очень чувствительны к действию небольших количеств примесей или добавок, реагирующих с макромолекулами. Так, чтобы превратить линейный полимер из растворимого в нерастворимый, достаточно образования 1—2 поперечных связей на одну макромолекулу.

Получение

Синтетические В. с. получают реакциями полимеризации (см.) и поликонденсации (см. Конденсация). Карбоцепные В. с. обычно получают полимеризацией мономеров с одной или несколькими кратными углерод-углеродными связями (напр., винил-хлорид, тетрафторэтилен, акриловая к-та, бутадиен и др.). Гетероцепные В. с. получают полимеризацией мономеров, содержащих кратные связи углерод—элемент (напр., —С=O, —C=N), а также в результате реакции поликонденсации. В качестве мономеров при этом наиболее часто используют дикарбоновые кислоты или их производные (напр., ангидриды, галогенангидриды и др.) в сочетании с бифункциональными соединениями, содержащими амино- или гидроксильные группы. Примером может служить реакция адипилхлорида [Cl—CO—(CH2)4 COCl] с гексаметилендиамином [NH2—(СН2)6—NH2], приводящая к образованию полигексаметиленадипамида (найлон-6,6). В. с. можно получать также полимеризацией циклических соединений, напр, капролактама с образованием линейного полиамида (найлон-6), или реакцией диизоцианатов с диолами, приводящей, напр., к получению полиуретанов. Поликонденсацией карбоксиангидридов альфа-аминокислот получают синтетические полипептиды, являющиеся моделями белковых макромолекул.

Природные В. с. образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов, неорганические — в результате геохим. процессов, происходящих в земной коре.

Применение

Механическая прочность, эластичность, электроизоляционные и другие ценные свойства обусловили широкое применение В. с. в различных отраслях промышленности и в быту. Основные типы полимерных материалов — каучуки и резины, волокна, пластмассы, пленки, лаки, эмали, краски и клеи.

Установлены следующие требования, к-рым должны удовлетворять В. с., используемые в мед. целях: 1) чистота продукта; 2) возможность формовки в требуемое изделие без разложения полимера и каких-либо вредных изменений; 3) наличие необходимых хим., физ. и механических свойств для выполнения требуемых функций; 4) постоянство формы и свойств при стерилизации; 5) физ., хим. и механическая устойчивость при взаимодействии с окружающей биол, средой; 6) отсутствие токсикологических, пирогенных и канцерогенных свойств при контакте с организмом. Так, полимерный материал в контакте с кровью не должен вызывать тромбообразования и не влиять на нормальный механизм свертывания крови; не изменять конфигурацию или стабильность любой клетки или растворимой части крови, что могло бы привести к различным патологическим последствиям. Следует учитывать, что в живом организме под действием биол, среды могут происходить изменения физ. и хим. характеристик полимерных цепей, напр, гибкости вследствие минерализации, хим. деградации и т. д.

Синтетические и природные В. с. применяются для изготовления полунепроницаемых мембран, используемых в аппаратах «искусственное легкое» и «искусственная почка». В этом случае В. с. должны удовлетворять всем перечисленным выше требованиям, кроме того, обладать способностью набухать в воде и разделительной способностью. Мембраны для гемодиализа можно изготавливать из целлофана, получаемого из целлюлозы, сополимеров полиэтиленгликоля с полиэтилентерефталатом, сшитого поливинилпирролидона, полимер-полимерных комплексов — из полиэлектролитов противоположного знака заряда (напр., комплекс полистиролсульфоната натрия и поливинилбензилтриметиламмоний хлорида). Материалом для оксигенаторных мембран, обеспечивающих насыщение крови кислородом и удаление углекислого газа, служит, напр., полидиметилсилоксан.

Синтетические и природные В. с. применяют и в фармакологии (гепарин, крахмал, пепсин, глобулины, протамины и декстраны различного мол. веса, вводимые в кровяное русло). Поливинилпирролидон и полиглюкин используют как заменители плазмы крови, а первый, кроме того, как активный дезинтоксикатор ядов и токсических веществ, накапливающихся в организме. Комплексное соединение поливинилпирролидона с йодом, так же как и йодинол (комплекс поливинилового спирта с йодом), является эффективным бактерицидом и фунгицидом. Основу мазей составляют различные нетоксичные силиконовые полимеры, обладающие гидрофобными свойствами (см. Гидрофобные вещества). В основу мазей, таблеток или покрытий лекарств часто входит полимерный компонент — полиэтиленоксид.

Синтетические полимеры могут обладать и собственной физиол, активностью. Так, поли-N-окси-2-винил-пиридин используют для лечения силикоза, полимерные четвертичные аммониевые соли из тетраметилгексаметилендиамида и триметилендибромида используют для связывания в организме избыточного гепарина. В. с., если они несут на себе фармакологически активную молекулу или группу, могут пролонгировать действие лекарственных веществ. Кроме того, макромолекулы В. с. могут служить депо лекарственных препаратов, способствуя постепенному выделению их в организм. Такие комбинации В. с. с лекарственными препаратами получают либо полимеризацией мономеров, имеющих двойную связь и содержащих лекарственный фрагмент (напр., акрилоилновокаин), либо методом полимераналогичных превращений с водорастворимыми полимерами (напр., поливиниловый спирт, поливинил-пиридин, декстраны и др.).

Библиогр.: Лосев И. П. и Tростянская Е. Б. Химия синтетических полимеров, М., 19 71; Полимеры в медицине, пер. с англ., под ред. Н. А. Платэ, М., 1969; Рабинович И. М. Применение полимеров в медицине, Л., 1972, библиогр.; Сидельковская Ф. П. Химия N-винилпирролидона и его полимеров, М., 1970; Стреиихеев A. А., Деревицкая В. А. и Слонимский Г. Л. Основы химии высокомолекулярных соединений, М., 1966; Ушаков С. Н. Синтетические полимеры лекарственного назначения, Л., 1962.

Источник

4.2.4. Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.

Высокомолекулярными соединениями (ВМС) называют соединения с молекулярной массой более 10000.

Практически все высокомолекулярные вещества являются полимерами.

Полимеры — это вещества, молекулы которых состоят из огромного числа повторяющихся структурных звеньев, соединенных между собой химическими связями.

Полимеры могут быть получены с помощью реакций, которые можно разделить на два основных типа: это реакции полимеризации и реакции поликонденсации.

Реакции полимеризации

Реакции полимеризации — это реакции образования полимера путем объединения огромного числа молекул низкомолекулярного вещества (мономера).

Количество молекул мономера ( n ), объединяющихся в одну молекулу полимера, называют степенью полимеризации.

В реакцию полимеризации могут вступать соединения с кратными связями в молекулах. Если молекулы мономера одинаковы, то процесс называют гомополимеризацией, а если различны — сополимеризацией.

Примерами реакций гомополимеризации, в частности, является реакция образования полиэтилена из этилена:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Примером реакции сополимеризации является синтез бутадиен-стирольного каучука из бутадиена-1,3 и стирола:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и исходные мономеры

Мономер

Получаемый из него полимер

Структурная формула

Варианты названия

Структурная формула

Варианты названия

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияэтилен, этенЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияполиэтиленЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияпропилен, пропенЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияполипропиленЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединениястирол, винилбензолЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияполистирол, поливинилбензолЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединениявинилхлорид, хлористый винил, хлорэтилен, хлорэтенЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияполивинилхлорид (ПВХ)Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединениятетрафторэтилен (перфторэтилен)Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединениятефлон, политетрафторэтиленЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияизопрен (2-метилбутадиен-1,3)Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияизопреновый каучук (натуральный)Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединениябутадиен-1,3 (дивинил)Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединениябутадиеновый каучук, полибутадиен-1,3Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединенияхлоропреновый каучукЧто такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединениябутадиенстирольный каучук

Реакции поликонденсации

Реакции поликонденсации — это реакции образования полимеров из мономеров, в ходе которых, помимо полимера, побочно образуется также низкомолекулярное вещество (чаще всего вода).

В реакции поликонденсации вступают соединения, в состав молекул которых входят какие-либо функциональные группы. При этом реакции поликонденсации по тому, один используется мономер или больше, аналогично реакциям полимеризации делятся на реакции гомополиконденсации и сополиконденсации.

К реакциям гомополиконденсации относятся:

* образование (в природе) молекул полисахарида (крахмала, целлюлозы) из молекул глюкозы:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

* реакция образования капрона из ε-аминокапроновой кислоты:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

К реакциям сополиконденсации относятся:

* реакция образования фенолформальдегидной смолы:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

* реакция образования лавсана (полиэфирного волокна):

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Материалы на основе полимеров

Пластмассы

Пластмассы — материалы на основе полимеров, которые способны под действием нагревания и давления формоваться и сохранять заданную форму после охлаждения.

Помимо высокомолекулярного вещества в состав пластмасс входят также и другие вещества, однако основным компонентом все же является полимер. Благодаря своим свойствам он связывает все компоненты в единую целую массу, в связи с чем его называют связующим.

Пластмассы в зависимости от их отношения к нагреванию делят на термопластичные полимеры (термопласты) и реактопласты.

Термопласты — вид пластмасс, способных многократно плавиться при нагревании и застывать при охлаждении, благодаря чему возможно многоразовое изменение их изначальной формы.

Реактопласты — пластмассы, молекулы которых при нагревании «сшиваются» в единую трехмерную сетчатую структуру, после чего изменить их форму уже нельзя.

Так, например, термопластами являются пластмассы на основе полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ) и т.д.

Реактопластами, в частности, являются пластмассы на основе фенолформальдегидных смол.

Каучуки

Каучуки — высокоэлластичные полимеры, углеродный скелет которых можно представить следующим образом:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Как мы видим, в молекулах каучуков имеются двойные C=C связи, т.е. каучуки являются непредельными соединениями.

Каучуки получают полимеризацией сопряженных диенов, т.е. соединений, у которых две двойные C=C связи, разделены друг от друга одной одинарной С-С связью.

Так например, особо зарекомендовавшими себя мономерами для получения каучуков являются:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

В общем виде (с демонстрацией только углеродного скелета) полимеризация таких соединений с образованием каучуков может быть выражена схемой:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Таким образом, исходя из представленной схемы, уравнение полимеризации изопрена будет выглядеть следующим образом:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Весьма интересным является тот факт, что впервые с каучуком познакомились не самые продвинутые в плане прогресса страны, а племена индейцев, у которых промышленность и научно-технический прогресс отсутствовали как таковые. Естественно, индейцы не получали каучук искусственным путем, а пользовались тем, что давала им природа: в местности, где они проживали (Южная Америка), произрастало дерево гевея, сок которого содержит до 40-50% изопренового каучука. По этой причине изопреновый каучук называют также натуральным, однако он может быть получен и синтетическим путем.

Все остальные виды каучука (хлоропреновый, бутадиеновый) в природе не встречаются, поэтому всех их можно охарактеризовать как синтетические.

Однако каучук, не смотря на свои преимущества, имеет и ряд недостатков. Так, например, из-за того что каучук состоит из длинных, химически не связанных между собой молекул, его свойства делают его пригодным для использования только в узком интервале температур. На жаре каучук становится липким, даже немного текучим и неприятно пахнет, а при низких температурах подвержен затвердеванию и растрескиванию.

Технические характеристики каучука могут быть существенно улучшены его вулканизацией. Вулканизацией каучука называют процесс его нагревания с серой, в результате которого отдельные, изначально не связанные друг с другом, молекулы каучука «сшиваются» друг с другом цепочками из атомов серы (полисульфидными «мостиками»). Схему превращения каучуков в резину на примере синтетического бутадиенового каучука можно продемонстрировать следующим образом:

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Волокна

Волокнами называют материалы на основе полимеров линейного строения, пригодные для изготовления нитей, жгутов, текстильных материалов.

Классификация волокон по их происхождению

Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть фото Что такое высокомолекулярные соединения. Смотреть картинку Что такое высокомолекулярные соединения. Картинка про Что такое высокомолекулярные соединения. Фото Что такое высокомолекулярные соединения

Искусственные волокна (вискозу, ацетатное волокно) получают химической обработкой уже существующих природных волокон (хлопка и льна).

Синтетические волокна получаются преимущественно реакциями поликонденсации (лавсан, капрон, нейлон).

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *