Методы получения вмс

Природные ВМС образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов и могут быть выделены с помощью ряда методов (экстракции, фракционного осаждения) из растительного и животного сырья.

В последнее время большое количество ВМС получают синтетическим путем. Известно два принципиально различающихся метода синтеза ВМС - полимеризация и поликонденсация.

ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ представляет собой реакцию последовательного присоединения друг к другу большого числа молекул низкомолекулярных соединений, которые содержат кратные связи (C=C, C=O, CN, CC и др.) или циклы. Молекулы, соединяясь, образуют цепи без практического выделения побочных продуктов, в результате чего элементарные составы исходного низкомолекулярного соединения (мономера) и образующегося полимера одинаковы:

nM  (M)_n, где

М - молекула низкомолекулярного соединения;

n - число взаимоприсоединяющихся молекул низкомолекулярного соединения;

(М)_n - макромолекула, состоящая из n остатков (элементарных звеньев) исходных молекул низкомолекулярного соединения. При реакции полимеризации имеет место разрыв одних валентных связей и образование других.

ПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ. В основе этого метода лежит реакция конденсации, являющаяся частным случаем реакции замещения. За счет взаимодействия большого числа однотипных или различных молекул исходных веществ образуются молекулы полимеров. Характерным для этого типа реакций , в отличие от реакций полимеризации, является то, что наряду с образованием высокомолекулярных продуктов образуются и низкомолекулярные соединения ( вода, аммиак, хлороводород и т. д.). По реакциям этого типа получают полиамиды, полиэфиры и другие полимерные материалы.

ДРУГИЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВМС. Наряду с синтетическими методами получения ВМС из низкомолекулярных соединений представляет интерес получение полимеров методом химических превращений. Этот метод состоит в том, что готовое высокомолекулярное соединение вступает в различные химические реакции, с помощью которых вводятся новые функциональные группы, либо имеющиеся функциональные группы превращаются в другие, либо происходят сшивки готовых макромолекул или деструкция, что придает полимерам другие свойства.

Классификация вмс

По пространственной структуре полимеры подразделяют на следующие группы: линейные, разветвленные и пространственные.

Линейные полимеры построены из длинных одномерных элементов структуры - отдельных макромолекул или молекулярных блоков. К ним относятся натуральный каучук, желатин, целлюлоза.

Разветвленные полимеры состоят из цепей с боковыми ответвлениями. Это - крахмал (гликоген), амилопектин, дивиниловый каучук и другие.

Пространственные полимеры представляют собой трехмерную сетку, которая образуется при соединении отрезков цепей химическими связями (например, фенолформальдегидные смолы). Пространственные полимеры, цепи которых сшиты короткими мостичными связями, например, атомами O или S, называются сшитыми (резина, эбонит, некоторые акриловые полимеры).

В соответствии с химической природой атомов, входящих в полимерную цепь макромолекулы, ВМС делятся на гомоцепные, у которых основная цепь состоит только из атомов одного элемента (например, углерода) и гетероцепные, имеющие в основной цепи, кроме атомов углерода, и другие элементы (N, O, S, Si). Например, к гомоцепным (карбоцепным) полимерам относятся полиэтилен, поливиниловый спирт, а к гетероцепным - полиэтиленоксид, белки, полиамиды, полиэфиры целлюлозы и другие. Полимеры, содержащие в одной макромолекуле несколько типов мономерных звеньев, называются сополимерами: -М₁ - М₂ - М₃ - М₄-. Чередование мономерных звеньев может происходить по-разному. В связи с этим различают регулярные и нерегулярные сополимеры. Целлюлоза представляет собой регулярный сополимер. Белки являются полимерами различных аминокислот, то есть нерегулярными сополимерами.