ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Высокомолекулярные соединения из "Общая химия ( издание 3 )" К числу низкомолекулярных относятся такие вещества, как Н2О, СгНбОН, АзаЗд, С12Н2оОц и т. п. Масса молекул этих веществ выражается десятками и обычно не превышает нескольких сот углеродных единиц. [c.293] К высокомолекулярным относят вещества, молекулярная масса которых превосходит 10 тыс. и может достигать многие сотни тысяч углеродных единиц. Такие молекулы-гиганты принято называть макромолекулами (греч. макрос — огромный, большой). К числу высокомолекулярных относятся многие природные вещества (белки, каучук, углеводы), а также ряд искусственно получаемых. [c.293] Высокомолекулярные вещества отличаются характерными особенностями. Они не имеют определенной точки плавления (размягчаются в некотором температурном интервале) или же разлагаются, не плавясь нелетучи (т. е. не выдерживают нагревания до точки кипения без разложения). В большинстве своем трудно растворимы, а в случае растворимости образуют очень вязкие растворы. Многие высокомолекулярные вещества обладают большой механической прочностью, эластичностью, могут образовывать тонкие пленки, а также вытягиваться в нити и т. д. [c.293] Свойства макромолекулярных веществ зависят как от их химической природы, так и от особенностей молекулярной структуры, которая может быть очень разнообразной. На физико-механические свойства большое влияние оказывают и межмолекулярные взаимодействия, создающие определенную надмолекулярную структуру. [c.293] Все сказанное делает понятной причину огромного разнообразия свойств высокомолекулярных соединений, что резко отличает их от обычных низкомолекулярных веществ. [c.293] В левой части уравнения указаны п отдельных молекул мономера (винилхлорида), а в правой — одна молекула поливинилхлорида, состоящая из п элементарных звеньев п — степень полимеризации. [c.294] Прп этом звенья А и Б в молекулах исходных веществ могут иметь одинаковую или различную химическую природу. [c.294] При полимеризации структурные звенья имеют тот же элементарный состав, как и исходные мономеры, в случае поликонденсации — иной (за счет отщепляющихся атомов или же радикалов низкой частичной массы). [c.294] Высокомолекулярные продукты полимеризации и поликонденсации на практике обычно называют полимерами. Степень полимеризации и поликонденсации п определяет собой длину цепи макромолекулы и молекулярную массу полимера. [c.294] Величина п зависит от многих факторов химической природы мономера, условий проведения синтеза (давление, температура, характер применяемых катализаторов и т. д.). [c.294] Рис 15-1. Основные типы цепей макромолекул. [c.295] Светлые и темные кружки — обозначение элементарных звен -ев различной химической природы I, 2, 3 — отдельные макромолекулы каучука, в них светлые кружки — элемен-тарные звенья полимера (— СбН —), темные кружки — мосгикп (—8 —), сшивающие макромолекулы. [c.295] От величины п в большой степени зависят свойства полимеров. Например, для полиэтилена при п = 20 получается вязкая жидкость, при п = 100 — мягкое воскообразное веш,ество, а при п = 1000 и более — твердый продукт. [c.295] Большое практическое значение имеют сетчатые сополимеры, в основе внутренней структуры которых лежат пространственные конфигурации полимерных цепей, сшитых поперечными связями. Сшивание ( вулканизация ) линейных полимеров идет за счет взаимодействия отдельных химически активных групп с каким-нибудь низкомолекулярным веществом (или отдельным атомом), выполняющим функцию мостикообразующего компонента. В качестве примера на рисунке 15-1 представлена схема строения вулканизированного каучука (лат. уикапиз—огонь). В данном случае макромолекулы каучука сшиты при помощи мостиков, представляющих собой атомы серы. Возможно взаимодействие между активными группами самих полимеров. [c.296] Физико-механические и химические свойства полимеров зависят от их состава и внутреннего строения. Так, вещества с линейной структурой макромолекул, как правило, гибки, эластичны, при повышении температуры размягчаются без разложения, давая вязкий расплавы, растворяются в некоторых жидкостях с образованием густых, вязких растворов. Механическая прочность зависит от длины макромолекул и от их взаимного расположения. При расположении макромолекул правильными рядами (пачками) вдоль длинной оси между ними ясно проявляются силы сцепления, что укрепляет пачку. Молекулы различных длин (надо помнить, что в полимере всегда имеется набор частиц различных степеней полимеризации), входя в пачку, непрерывно продолжают ее. В результате этого прочность полимера, в частности сопротивление разрыву, сильно возрастает. Этим объясняется гибкость и очень большая прочность синтетических волокон. [c.296] В технологии пластмасс большую роль играет их отношение к нагреванию. По этому признаку они делятся на две группы термопластичные и термореактивные. [c.296] К категории термореактивных относят смолы и пластики, характеризующиеся такой особенностью. При температуре, при которой масса достигает пластично-вязкого состояния и ее можно формовать, в смоле возникают химические связи, сшивающие макромолекулы. При этом образуется густая сеть межмолекулярных связей, охватывающих весь объем, и первоначальный линейный полимер превращается в трехмерный, сетчатый. При охлаждении форма изделия, сообщенная ему формовкой под давлением в нагретом состоянии сохраняется. Но сам материал теперь имеет уже иные свойства, чем прежде (до обработки) как трехмерно-структурированный, он становится механически прочным, нерастворимым, термостойким материал теряет свою способность течь или плавиться при новом нагревании. В качестве примера термореактивных материалов можно указать на фенол-формальдегидную смолу (стр. 303). [c.297] Биологическое значение белковых веществ исключительно велико — они играют большую роль во всех явлениях жизни. По своей химической природе белковые вещества имеют сложное строение, полностью не изученное и до сих пор. Это связано с большими различиями в белках разного происхождения. Можно говорить о принципиально бесконечно большом разнообразии белковых молекул. [c.297] По своей химической природе каждое звено представляет собой остаток одной из аминокислот. Онн образуют полипептидные цепи, из которых каждая содержит десятки и сотни остатков различных аминокислот . [c.297] Вернуться к основной статье