2. Реакции деструкции

Деструкция полимеров – процессы, при которых происходит разрыв связей в основной полимерной цепи. В химии полимеров (в отличие от «низкомолекулярной» химии) эти процессы занимают весьма заметное место. Это место определяется следующими факторами:

1. Процессы деструкции сопровождают эксплуатацию полимерных изделий и играют решающую роль в их термо- и светостойкости, устойчивости к действию кислорода воздуха (т.е. их долговечности при эксплуатации), а также химической стойкости. Эти же процессы во многом определяют возможность распада и утилизации отходов производства и использованных изделий (например, тары и упаковки).

2. Процессы деструкции используют для модификации полимеров, например, снижения их молекулярной массы для облегчения переработки.

3. Процессы деструкции биополимеров (прежде всего нуклеиновых кислот) лежат в основе важнейших биологических процессов (таких, как репарация, генетическая рекомбинация, посттранскрипционный процессинг); на них основаны генно-инженерные процессы.

Процессы деструкции являются ключевыми для расшифровки строения всех биополимеров; огромные успехи в этой области за последние десятилетия связаны с разработкой тонких методов управления деструкцией биополимеров.

Реакции деструкции весьма многообразны; столь же многообразны их результаты.

Основные возможные результаты деструкции:

1. Полное расщепление макромолекул полимеров с образованием мономеров (исходных или модифицированных). Этот вариант используется для получения важных мономеров (например, глюкозы из целлюлозы) и для утилизации полимерных отходов.

2. Частичное расщепление макромолекул с образованием олигомерных или полимерных осколков. Такие процессы могут быть неспецифическими и специфическими. В неспецифических процессах макромолекулы расщепляются в случайно выбранных местах, и образуется набор случайного числа осколков произвольной величины и структуры. Эти процессы используются для снижения молекулярной массы синтетических полимеров. В специфических процессах макромолекулы расщепляются в строго определённых местах, и образуется строго определенный набор осколков четко определенной величины и структуры. Именно такая деструкция лежит в основе большинства упомянутых выше биологических процессов, а также методов расшифровки первичной структуры белков и нуклеиновых кислот.

3. Образование сложной смеси полимерных продуктов, как правило, со значительно измененной структурой (обычно смеси линейных, разветвленных и сшитых структур). Этот результат (к сожалению, наиболее часто встречающийся) приводит к так называемому старению полимерных изделий, которое ограничивает срок их эксплуатации. Этот же результат препятствует утилизации целого ряда полимерных отходов.

Конкретный результат деструкции зависит как от строения полимера, так и от условий протекания деструкции, в частности, от типа деструкции.

Можно выделить основные типы деструкции:

А. Деструкция под влиянием различных физических воздействий (физическая деструкция).

Б. Окислительная деструкция под действием кислорода воздуха.

В. Деструкция при действии химических реагентов (химическая деструкция).