ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дробное поведение макромолекул из "Основы химии высокомолекулярных соединений" Характерной особенностью химии высокомолекулярных соединений является то, что наименьшей частицей , участвующей в реакции или физико-химическом процессе, является не молекула, как в классической химии, а элементарное звено (при химических реакциях) или участок цепи (при физигсо-химических и физико-механических процессах). [c.44] Такое поведение молекул высокомолекулярных соединений в физико-химических и физико-механических процессах связано с гибкостью макромолекул. Молекулярные цени разных полимеров обладают различной гибкостью, которая определяется высотой потенциального барьера свободного вращения атомов относительно друг друга. Высота потенциального барьера, в свою очередь, зависит от химического строения полимера. [c.44] Макромолекулы линейных полимеров характеризуются высокой степенью асимметрии. Поэтому отдельные участки вытянутой молекулярной цепи настолько удалены друг от друга, что взаимное влияние становится ничтожно малым. Вследствие этого некоторые участки молекулярной цепи при растворении (когда подвижность и гибкость цепи возрастает) и при процессах деформации полимера ведут себя как кинетически самостоятельные единицы. Такие участки молекулярной цепи называют сегментами. Размер участка молекулярной цепи, проявляющего кинетическую независимость (сегмента), не является постоянной и зависит от гибкости молекулярной цепи и условий, в которых находится полимер (температура и концентрация раствора, природа растворителя, температура, величина и скорость приложения нагрузки прн деформации). Благодаря подвижности отдельных сегментов молекулярной цепи при их тепловом движении макромолекула непрерывно меняет свою форму конформацию), и так как число возможных конформаций изогнутой молекулы очень велико, а вытянутая только одна, то макромолекула большую часть времени имеет изогнутую форму, что очень важно для понимания особенностей свойств растворов и процессов деформации полимеров. [c.44] Простейшей частицей , самостоятельно участвующей в химических реакциях, является элементарное звено макромолекулы полимера. Следовательно, реакции функциональных групп полимеров — это химические реакции элементарных звеньев. [c.44] Следует отметить, что под функциональными группами полимера обычно подразумевают функциональные группы, входящие в состав элементарных звеньев цепи. В макромолекулах большинства полимеров имеются также концевые функциональные группы, как правило, отличающиеся от функциональных групп элементарных звеньев. Однако при большой молекулярной массе полимера и малом числе концевых групп реакциями концевых групп в подавляющем большинстве химических превращений полимеров можно пренебречь. [c.44] Соответственно полноту химической реакции характеризуют числом прореагировавших элементарных звеньев. Поскольку эти звенья находятся в одной молекулярной цепи, число элементарных звеньев, участвующих в реакции, показывает не выход конечного продукта реакции, как в реакциях низкомолекулярных соединений, а степень химического превращения высокомолекулярного соединения. К тому же исходные и конечные продукты реакции объединены в одной молекулярной цепи, что меняет представления классической химии о чистом веществе. Поэтому результаты химических превращений высокомолекулярных соединений приходится оценивать статистически. [c.45] В тех случаях, когда в результате реакции достигнута исчерпывающая полнота превращения всех функциональных групп, полученный продукт согласно понятиям классической химии все равно не является чистым веществом вследствие неоднородности полимера по молекулярной массе. Таким образом, вводятся новые понятия однородность вещества по молекулярной массе и однородность вещества по химическому составу. [c.45] Наряду с реакциями элементарных звеньев очень важное значение имеют макромолекулярные реакции полимеров. В этих реакциях макромолекула ведет себя как единое целое, и поэтому стехиометрические соотношения реагирующих веществ резко отличаются от стехиометрических соотношений веществ в реакциях элементарных звеньев полимеров. [c.45] При этом макромолекулы полиакриловой кислоты теряют свою кинетическую самостоятельность, полимер приобретает пространственное строение, в результате чего резко изменяются физические свойства системы. [c.46] Массовая доля низкомолекулярного вещества, участвующего в макромолекулярной реакции, ничтожно мала, так как она определяется соотношением молекулярных масс низкомолекулярного соединения и иолимера. Этим обусловлена одна из важных особенностей высокомолекулярных соединений — резкое изменение свойств под влиянием малых добавок некоторых веществ. [c.46] Разрыв любой связи в макромолекуле полимера приводит к образованию двух кинетически самостоятельных молекул и уменьшению вдвое средней молекулярной массы. В этом случае массовая доля низкомолекулярного соединения, принимающего участие в реакции, также очень мала. [c.46] Вернуться к основной статье