Введение.

Основной целью данной работы является подробное изучение, на мой взгляд, одной из самых актуальных тем для науки, как высокомолекулярные соединения.

В работе будут рассмотрены такие понятия, как структура и классификация полимеров, молекулярные массы и молекулярно-массовое распределение, а также их конфигурация. Будут изложены научные основы различных способов получения полимеров. Также будут рассмотрены возможности модификации полимеров путём внутримолекулярных и полимераналогичных превращений.

Для получения нужной информации было обращение к учебным пособиям, которые относятся к данной сфере науки. Названия учебных материалов изложены в конце моей работы.

Часть I.

1.Общее положение.

Что же такое высокомолекулярные соединения, полимеры?

К высокомолекулярным соединениям, полимерам относят химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов). В состав молекул высокомолекулярных соединений (макромолекул) входят тысячи атомов, соединенных химическими связями.

1.1.Классификация полимеров.

По происхождению высокомолекулярные соединения делят на природные или биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), и синтетические (полиэтилен, феноло-алъдегидные смолы). В зависимости от расположения в макромолекуле атомов и атомных групп различают линейные высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых представляют собой открытую, линейную, цепь (каучук натуральный) или вытянутую в линию последовательность циклов (целлюлоза);

Разветвленные высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых имеют форму линейной цепи с ответвлениями (амилопектин);

Сетчатые высокомолекулярные соединения - трехмерные сетки, образованные отрезками высокомолекулярные соединения, цепного строения (отвержденные фенол-альдегидные смолы).

Полимеры, макромолекулы которых состоят из одинаковых стереоизомеров или из различных стереоизомеров, чередующихся в цепи в определенной периодичности, называют стереорегулярными. Полимеры, в которых каждый или некоторые стереоизомеры звена образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах одной макромолекулы, называют стереоблоксополимеры.

По химическому составу макромолекулы различают гомополимеры (полимер образован из одного мономера - полиэтилен) и сополимеры (полимер образован, по меньшей мере, из двух различных мономеров). Высокомолекулярные соединения, состоящие из одинаковых мономерных звеньев, но различающиеся по молекулярной массе, называют полимергомологами.

Сополимеры в зависимости от характера распределения различных звеньев в макромолекуле делят на регулярные и нерегулярные. В регулярных макромолекулах наблюдается определенная периодичность распределения. Для нерегулярных сополимеров характерно случайное или статистическое распределение звеньев; оно наблюдается у множества синтетических сополимеров. В белках нерегулярные последовательности звеньев задаются генетическим кодом. Сополимеры, в которых достаточно длинные непрерывные последовательности, образованные каждым из звеньев, сменяют друг друга в пределах макромолекулы, называют блоксополимерами. Последние называют регулярными, если длины блоков и их чередование подчиняются определенной периодичности.

При уменьшении длины блоков различие между блоксополимерами и статистическими сополимерами постепенно утрачивается. К неконцевым звеньям макромолекулярной цепи одного химического состава или строения могут быть присоединены одна или несколько цепей другого состава или строения; такие сополимеры называют привитыми.

В зависимости от состава основной (главной) цепи макромолекулы все высокомолекулярные соединения, делят на два больших класса: гомоцепные, основные цепи которых построены из одинаковых атомов, и гетероцепные, в основной цепи которых содержатся атомы разных элементов, чаще всего С, N, Si, P. Среди гомоцепных высокомолекулярные соединения наиболее распространены карбоцепные (главные цепи состоят только из атомов углерода), например полиэтилен, полиметилметакрилат и др. Примеры гетероцепных высокомолекулярных соединений - полиэфиры, полиамиды, кремнийорганические полимеры, белки, целлюлоза. Высокомолекулярные соединения, в макромолекулы которых наряду с углеводородными группами входят атомы неорганогенных элементов, называют элементоорганическими. В полимерах, содержащих атомы металла (Zn, Mg, Cu), обычные ковалентные связи могут сочетаться с координационными.

В зависимости от формы макромолекулы высокомолекулярные соединения делят на глобулярные и фибриллярные. У фибриллярных молекулы представляют собой линейные или слаборазветвленные цепи. Фибриллярные легко образуют надмолекулярные структуры в виде асимметричных пачек молекул - фибрилл. Глобулярными, макромолекулы которых имеют форму компактных шарообразных клубков - глобул, возможно также образование глобул из фибриллярных.