Изомерия положения. Примеры
Изомерия – существование соединений с одинаковым качественным и количественным составом, но разным строением или расположением их в пространстве, а сами вещества называются изомерами.
Изомер -1) вещества, имеющие одинаковую молекулярную, но разную структурную формулу. 2) это вещества, которые имеют одинаковый состав, но разное СТРОЕНИЕ, и поэтому разные свойства.
Стереоизомерия полимеров
Стереоизомерия обусловлена различием в конфигурации тетраэдрического атома углерода, содержащего заместитель R.
Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул (–CH2–CHR–)n расположены упорядоченно:
или все они находятся по одну сторону от плоскости цепи (такие полимеры называют изотактическими)
или строго очередно по одну и другую стороны от этой плоскости (синдиотактические полимеры)
Стереорегулярные полимеры способны кристаллизоваться, они обладают большей прочностью и теплостойкостью.
Если боковые заместители в макромолекулах располагаются в беспорядке относительно плоскости основной цепи, то такой полимер является стереонерегулярным или атактическим.
Атактические полимеры не способны кристаллизоваться и уступают по большинству эксплуатационных свойств стереорегулярным полимерам такого же химического состава.
Влияние стереоизомерии на свойства полимеров
температура стеклования:
изо-ПММА (Тст=40С)
синдио-ПММА (Тст=160С)
атактический-ПММА (Тст=110С)
кристалличность:
Изо- и синдиотактические полимеры кристаллизуются, а атактические – аморфные.
Изотактический ПС – тем-ра плавления 240С;
Атактический ПС – аморфный с тем-ой стеклования 90С.
Конформация. Определение
Конформацией макромолекулы называется пространственное расположение атомов и групп атомов, которое задается набором и последовательностью конфигурационных изомеров, и их относительным взаимным расположением в цепи, обусловленным тепловым движением или воздействиями на макромолекулу.
Способность к изменению конформации цепи определяет важнейшее свойство макромолекул – их гибкость.
Взаимное расположение атомов и атомных групп, которое может быть изменено без разрыва связей за счет внутреннего вращения вокруг химических связей.
Конформация – это пространственная форма макромолекулы, которую она принимает в результате теплового движения. Вращение (вокруг одинарной цепи) не изменяют конфигурацию атомов в макромолекуле, поскольку оно не сопровождается разрывом химических связей!
Кристалличнские и аморфные полимеры. Отличия
Кристаллическая структура характеризуется дальним порядком, причём в случае полимеров кинетическими единицами выступают отдельные сегменты макромолекул. В аморфных телах нет дальнего порядка, возможен только ближний.
В связи с высокой степенью упорядоченности свойства кристаллических тел зачастую являются анизотропными, то есть зависящими от того пространственного направления, в котором они измеряются. Амофные тела, как правило, изотропны, то есть их свойства одинаковы во всех направлениях.
Как правило, кристаллическая структура более устойчива при низких температурах, а аморфная ‐ при высоких. Температура, при превышении которой кристаллическая структура разрушается и тело превращается в аморфное, называется температурой плавления.
Аморфные (неупорядоченные) структуры полимеров обычно образуются макромолекулами с большими разветвлениями или сшивками.
Кристаллические структуры полимеров обычно образуются макромолекулами, имеющие линейное или слабо разветвлённое строение.
Структура макромолекул |
По отношению к нагреванию |
По фазовому состоянию |
Линейная |
термопластич |
кристаллич |
Разветвленная |
термореактив |
аморф |
Сетчатая (пространственная) |
термореактив |
аморф |