3. Свойства высокомолекулярных соединений, обусловленные цепным строением макромолекул.

Наибольшие различия в свойствах ВМС от НМС обусловлены цепным строением полимеров. Длина макромолекулы полимера намного больше её поперечного размера. Из-за особенностей структуры, высокомолекулярные соединения имеют ряд специфических свойств:

1. Высокоэластичность – способность к большим обратимым деформациям (до 800%) под воздействием малых нагрузок.

2. Вязкотекучесть – полимеры проявляют свойства, присущие твёрдому телу и жидкости (напр. пластики)

3. Существуют только в 2 агрегатных состояниях – твёрдом и жидком. Газообразное состояние не может реализоваться без разрушения макромолекул (из-за большой молекулярной массы, сил межмолекулярного взаимодействия).

4. Высокая вязкость растворов полимеров

4) Классификация вмс

Основные критерии классификации ВМС:

1. происхождение ВМС.

• природные. Они образуются в результате биосинтеза (полинуклеотиды-ДНК и РНК, полисахариды-амилоза и амилопектин, целлюлоза, гепарин; полипептиды-белки козеина, натурального шелка)

• искусственные. Они образуются в результате химической модификации природных ВМС (метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза)

• синтетические. Образуются в результате химического синтеза из мономеров (полиэтилен, полостирол, полипропилен)

2. конфигурация цепи в целом.

• линейные – без точек ветвления.

• нелинейные – с точками ветвления. Делятся на разветвленные и сшитые. Разветвленные делятся на гребнеобразные и звездообразные; коротко-разветвленные и длинно- разветвленные;

3. химический состав цепи.

• органические (содержат преимущественно атомы углерода-полиэтилен, полиакриловая кислота, поливинилфторид)

• элементоорганические (в цепи содержатся неорганические фрагменты-полидиметилсилоксан, полидиметилгеррман)

• неорганические (не содержат атомов углерода-полисилан, полимерная сера)

4. вид и взаимное расположение мономерных звеньев в цепи.

• полимеры(гомополимеры) – ВМС, макромолекулы которого состоят из одинаковых мономерных звеньев.

• сополимеры – ВМС, макромолекулы которого состоят из разных мономерных звеньев.

Сопомимеры по числу исходных звеньев делятся на:

• биполимеры- получен из мономеров двух видов.

• терполимер- получен из мономеров трех видов.

• кватерполимер- получен из мономеров четырех видов.

Линейные сополимеры по взаимному расположению звеньев делятся на:

• случайный – сополимер, в цепях которого звенья распределены по закону Бернулли.

• статистический – сополимер, в цепях которого звенья распределены по известным законам статистики.

• чередующийся – биполимер, в цепях которого звенья распределены в порядке чередования.

• периодический – сополимер из цепей, в состав которых входит более двух видов сомономерных звеньев в регулярной последовательности.

• блоксополимер – сополимер, в цепях которого сомономерные звенья расположены блоками.

5) Основные этапы развития полимерной науки и производства. Производство полимеров в Беларуси.

Химия полимеров возникла только в связи с созданием А. М. Бутлеровым теории химического строения (начало 1860-х гг.). А. М. Бутлеров изучал связь между строением и относительной устойчивостью молекул, проявляющейся в реакциях полимеризации. Бутлеров предложил рассматривать способность непредельных соединений к полимеризации в качестве критерия их реакционной способности. Отсюда берут свое начало классические работы в области полимеризационных и изомеризационных процессов А. Е. Фаворского, В. Н. Ипатьева и С. В. Лебедева. Здесь следует отметить, что с самого начала промышленное производство полимеров развивалось по двум направлениям: путем переработки природных полимеров в искусственные полимерные материалы и получения синтетических полимеров из органических низкомолекулярных соединений. В первом случае крупнотоннажное производство базируется на целлюлозе, первый материал из физически модифицированной целлюлозы – целлофан, был получен в 1908 г.

Несмотря на изобретение в начале XX века способа получения фенолформальдегидных смол Бакеландом не существовало понимания процесса полимеризации. Лишь в 1922 г. немецкий химик Герман Штаудингер выдвинул определение макромолекула – длинной конструкции из атомов, связанных ковалентными связями. Он же первым установил взаимосвязь между молекулярной массой полимера и вязкостью его раствора. Впоследствие американский химик Герман Марк исследовал форму и размер макромолекул в растворе.

В 1924 г. Сверберг определил молекулярную массу ферментов методом ультрацентрифугирования.

Тогда же в 1920-1930-е гг. было обнаружено глубокое сходство механизма полимеризации с цепными реакциями, которые изучал Н. Н. Семенов.

В 30-х гг. было доказано существование свободнорадикального (Г.Штаудингер и др.) и ионного (Ф.Уитмор и др.) механизмов полимеризации.

Большую роль в развитии представлений о поликонденсации сыграли работы У.Карозерса, который ввел в химию высокомолекулярных соединений понятия функциональности мономера, линейной и трехмерной поликонденсации. Он же в 1931 синтезировал совместно с Дж.А.Ньюландом хлоропреновый каучук (неопрен) и в 1937 разработал метод получения полиамида для формования волокна типа найлон.

В 1930-е гг. развивалось и учение о структуре полимеров, А.П.Александров впервые развил в 30-х гг. представления о релаксационной природе деформации полимерных тел; В.А.Каргин установил в конце 30-х гг. факт термодинамической обратимости растворов полимеров и сформулировал систему представлений о трех физических состояниях аморфных высокомолекулярных соединений.

Первым кто сформулировал четкую концепцию о химии ВМС как самостоятельной научной области был Каргин В.А.

В 1940-е гг. американский физико-химик Флори внес значительный вклад в теорию растворов полимеров и статистическую механику макромолекул, Флори создал методы определения строения и свойств макромолекул из измерений вязкости, седиментации и диффузии.

Эпохальным событием в химии полимеров стало открытие К. Циглером в 1950-е гг. металлокомплексных катализаторов, что привело к появлению полимеров на основе полиолефинов: полиэтилена и полипропилена, которые стали получать при атмосферном давлении. Затем были внедрены в массовое производство полиуретаны (в частности поролон), а также полисилоксаны.

1960-е гг. Каргин В.А. и Кабанов В.А. положили начало новому виду полимерообразования – комплексно-родикальной полимеризации. Ими было показано, что активность непредельных мономеров в реакциях радикальной полимеризации может быть значительно повышена путем связывания их в комплексы с неорганическими солями. Так были получены полимеры неактивных мономеров: пиридина, хинолина и др.

Производство в Беларуси.

ЗАО "Витебский завод полимерных изделий" производит полиэтиленовые пленки различных видов, а также изготавливает вторичное полимерное сырьё, а также осуществляет сбор и переработку полимерных отходов.

ЗАО "Белпромавтоматика". Производит изделия из полимеров(литье пластмассы, Термоформование)

"Полимерсварка". Компания производит тенты и разнообразную тентовую продукцию с использованием тентовых тканей ПВХ и материалов ПВХ ЧУП «РинаПластик» производит шланги и садовый инвентарь, а также армированные ПВХ шланги: поливочные шланги, пищевые, технические шланги.

ЧУП «РинаПластик» изготавливает шланги напорные из ПВХ, армированные синтетической нитью: поливочные шланги, технические и пищевые шланги, а также профильные изделия из ПВХ.

СООО "Женти". Производство комплектующих для парфюмерии и косметики.

РУП СКТБ "Металлополимер" Производство металлополимеров.

ИП «Итера Пет» –крупнейший в Беларуси производитель полимерной упаковки: ПЭТ преформ, ПЭТ бутылок и колпачков.