double arrow

Особенности строения полимеров


Классификация ВМС

Растворы высокомолекулярных соединений (ВМС)

К ВМС относят соединения с большой молекулярной массой от 104 до 106. Размеры молекул ВМС могут достигать 1000 нм, т.е. соизмеримы с размерами частиц в средне- и высокодисперсных системах.

1. По происхождению различают:

– природные ВМС: белки (желатин, казеин), полисахариды (крахмал, целлюлоза);

– синтетические ВМС получают в результате химического синтеза, например, полиэтилен:

n(CH2 = CH2) → (– CH2 – CH2 –)n

Полимеры образуются из низкомолекулярных молекул при их взаимодействии друг с другом. Если образование полимера не сопровождается выделением побочного продукта, то идет реакция полимеризации (полиэтилен, полипропилен и т.д.) Если образуется побочный низкомолекулярный продукт, то протекает реакция поликонденсации (фенолформальдегидные смолы).

2. По строению полимерной цепи различают:

1) линейные полимеры (рис. 50, а) образуются при полимеризации бифункциональных молекул (полиэтилен, натуральный каучук). Линейные полимеры способны образовывать высокопрочные волокна и пленки, обладают упругостью, образуют растворы высокой вязкости;




2) разветвленныеполимеры (рис 50, б) имеют боковые ответвления от основной цепи, число, длина и взаимное расположение которых могут меняться в широких пределах, оказывая существенное влияние на свойства полимера (амилопектин крахмала).

3) пространственные (сшитые) полимеры (рис 50, в) обычно состоят из макромолекулярных цепей, соединенных между собой либо непосредственно при помощи поперечных химических связей, либо при помощи «мостиков», представляющих собой отдельные атомы или группы атомов (фенолформальдегидные смолы, эбонит). Вследствие наличия прочных химических связей между цепями, сетчатые полимеры менее эластичны, обладают высокой твердостью и не могут быть переведены в жидкое состояние без разрушения структуры.

 
 


а б в Рис. 50. Структура макромолекул ВМС: а – линейная; б – разветвленная; в – сетчатая


Разветвленные и пространственные полимеры образуются при функциональности мономера больше двух.

3. По способности к электролитической диссоциации различают:

– неэлектролиты

– полиэлектролиты: поликислоты; полиоснования; амфолиты.

В макромолекулах ВМС имеется два типа связей:

– химические связи, соединяющие атомы в полимерной цепи, очень прочные;

– межмолекулярные связи, возникающие за счет сил Ван-дер-Ваальса и водородные связи, которые связывают между собой макромолекулы, менее прочные.

Макромолекулы ВМС обладают гибкостью, которая обусловлена внутренним вращением звеньев. Благодаря этому макромолекула может принимать различные конформации, т.е пространственные энергетически неравноценные формы, возникающие за счет вращения звеньев вокруг химических связей без их разрыва. В результате макромолекулы ВМС могут различные формы: линейную, клубка, глобулы.



Полимеры обладают пластичностью. Пластичность – это свойство твердых тел необратимо изменять свои размеры и форму под действием механических нагрузок. Это свойство полимеров связано с взаимным перемещением гибких цепей относительно друг друга. Благодаря пластичности возможна переработка полимерных материалов: вытягивание нитей, пленок, формование различных изделий.

Для повышения пластичности применяются пластификаторы – вещества, способные окружать макромолекулы мономолекулярным слоем и предотвращать возникновение межмолекулярных связей.







Сейчас читают про: