лек высокомолекулярные соединения

ФИЗИКА И ХИМИЯ ПОЛИМЕРОВ

Лекция 14.09.

Высокомолекулярные соединения - это химические вещества, которые характеризуются большой молекулярной массой. Существуют условные границы, если молекулярная масса меньше 500, то мы относим эти вещества к низкомолекулярным; если больше 500, то к высо молекулярным.

Среди высокомолекулярных соединений (ВМС) особо важные важные вещества- полимеры. Полимером называют вещество, состоящее из молекул, которое характеризуется многократным повторением атомов или групп атомов, такие повторяющиеся полимеры называются составные звенья, соединенных между собой количеством достаточным для проявления комплекса свойств, которое остается практически неизменным при добавлении или удалении одного или нескольких составных звеньев, в этом их главное отличие от олигомеров.

Олигомер - это вещество, состоящее из молекул, содержащих некоторое количество одного или более типов атомов или групп атомов, соединенных повторяющимся образом друг с другом, при этом физические свойства олигомеров изменяются при добавлении или удалении одного или нескольких составных звеньев из его молекул.

Мономерное звено - это повторяющийся структурный фрагмент, включающий несколько атомов, он является остатком молекулы мономера, из которых получен полимер.

Мономер - это вещество, каждое из молекул которого может образовать составное звено в молекуле полимера.

Гомополимер - это высокомолекулярные вещество, полученное из молекул одного химического состава, они состоят из звеньев одинаково состава.

Сополимер - это полимер, полученный из разных мономеров или химически связанных молекул разных полимеров. Таким образом сополимеры содержат несколько типов из повторяющихся звеньев.

По химическому составу полимеры бывают:

• органические

• неорганические

• элементоорганические

• искусственные

• синтетические

• природные

По структуре полимеры бывают:

• линейные

• разветвленные

• пространственные (сетчатые)

Химическое строение - это порядок соединения структурных звеньев в цепи.

Полимеры по строению могут быть:

• регулярными

• нерегулярными

Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул расположены упорядоченно:

• или все они находятся по одну сторону от плоскости цепи - изотактическими

• или строго поочередно по одну и другую стороны от этой плоскости - синдиотактические

Стереорегулярные полимеры способны кристаллизоваться, они обладают большей прочностью и теплостойкостью.

Нерегулярное строение полимера.

Если боковые заместители в макромолекулах располагаются в беспорядке относительно плоскости основной цепи, то такой полимер является стереорегулярным или атактическим.

Атактические полимеры не способны кристаллизоваться и уступают по большинству эксплуатационных свойств стереорегулярным полимерам такого же химического состава.

Классификация по отношению к тому, как ведет себя полимер при нагревании:

• термопласты (свойство тел изменять форму в нагретом состоянии и сохранять её после охлаждения; при нагревании полимеры сначала размягчаются,

• реактопласты (они при нагреве подвергаются необратимому химическому изменению, молекулы приобретают нелинейную сшитую структуру за счёт сливки соседних макромолекул, в результате они теряют способность к плавлению и растворению.

Сополимеры:

• статистические

• чередующиеся

• привитые

• блок-сополимеры

Способы получения полимеры:

• аддиционная (бывает радикальная и ионная; ионная делится на катионную и анионную)

• конденсационная (поликонденсация)

Также полимеры могут быть получены путем химических преобразований из других полимеров (путем полимераналогичных

превращений, то есть за счет замены одних заместителей на другие). Например этим способом получают поливиниловый спирт, потому что мономера винилового спирта не существует.

Также влиять на строение и свойства полимера можно путем полимергомологичных превращений, образуя между. макромолекулами полимера поперечные связи и таким образом получая полимеры сетчатого строения.

Лекция 28.09. Органические полимеры. Связь строения полимера и мономера.

Аспекты радикальной полимеризации

Аддиционная полимеризация - это такая, при которой звенья макромолекул либо полностью, либо полностью сохраняют состав и взаимный порядок, присущих исходному мономеру, либо несколько изменяют порядок взаимно7 сочетания атомов. Цепным процессом называются реакции, при которых энергия освобождающая в результате завершения одного акта присоединения не рассеивается, передаётся другой молекуле и вызовет новый акт присоединения. В зависимости от того, какие промежуточные продукты получаются в результате цепной реакцией

Различают свободно радикальную полимеризацию и ионную полимеризацию.

Радикальный цепной процесс полимеризации это тип цепной реакции, при которой качество итогового продукта образуется свободный радикал. Стабильную молекулу мономере аобозначаюь буквой М. М с точкой это радикал (активный центр молекулы).

Радикальная и ионная полимеризация. Стадии.

1. Инициирование - возникновение свободного радикала

2. Рост цепи - последовательное присоединение к свободному радикалу

3. Обрыв цепи

Передача цепи

В результате получается, что свободный радикал превращается в стабильную молекулу, а молекула превращается в радикал и участвуют в дальнейших реакциях роста цепи.

Рост боковой цепи

Дальнейший рост такого макрорадикала со свободной валентностью в середине цепи приведёт к возникновению ответвлений (рост цепи вбок) от главной цепи, то есть рост боковой цепи.

Реакции передачию цепи характеризуется большими значениями энергии активации поэтому их скорость возрастает с повышением температуры .

Чем больше подвижны атомы или группы атомов ,входящие в макромолекулы ,тем вероятнее реакции с передачей цепи через макромолекулы,и тем более разветвлённый продукт (макромолекулы) при этом атом получается.

Термическое инфицирование

Применяется редко .Оно наблюдается при полимеризации бутадиена при повышеных температурах ,а также стирола и метилметакрилаты образующие сравнительно стабилизированные радикалы

Скорость термической полимеризации прямопропорциона квадрату полимеризации мономера,она также зависит от температуры .Образование радикалов происходит за счёт бимолекулярного инфицирования .

Фотоинициирование

Полимеризация без использования инициаторов. Заключается в облучении реакционной массы УФ излучением с определённой длинной волны, зависящей от того, разрыва какой длинной необходимо добиться

Возбуждение молекулы мономера при поглощении кванта света, столкновение с другой молекулой мономера и с определённой