Линейные полимерные молекулы форма

Есть три основные структурные формы полимерных молекул. По структурной форме полимеры делятся на линейные, разветвленные и сшитые. Выше рассматривались только такие полимеры, [c.24]

Основу структурной организации живого составляют макромолекулы, прежде всего важнейшие биополимеры — белки и нуклеиновые кислоты. Специфика полимерных молекул в отличие от малых молекул определяется большим числом однотипных звеньев (мономеры), связанных в линейную цепь. Тепловое движение входяш их в полимерную цепь атомов и атомных групп, повороты и враш ение их вокруг единичных связей обусловливают большое число внутренних степеней свободы макромолекулы. Это заставляет рассматривать макромолекулы как макроскопическую систему, статистический характер поведения которой проявляется в наличии средних значений таких параметров, как размеры, форма, степень, свернутости макромолекулы. Вместе с тем суш ествуюш ие между атомами химические связи и взаимодействии ближнего и дальнего порядка накладывают определенные ограничения на число возможных конформаций макромолекул. Изменение конформации биополимеров, происходяш ие в процессах клеточного метаболизма и трансформации энергии, также носят вполне определенный характер и отражают внутримолекулярную динамическую организацию биополимеров. Таким образом, своеобразие биологической макромолекулы как физического объекта заключается в тесном сочетании статистических и детерминистских (механических) особенностей ее поведения с одной стороны, большое число взаимодействуюш их атомов и внутримолекулярных степеней свободы и, как следствие, возможность осуш ествления огромного числа разных конформаций, с другой — определенный химический характер и конформационные изменения при функционировании биополимеров. [c.168]

Другой характерной чертой полимерной молекулы является ее геометрическая форма. Линейная полимерная молекула в разбавленном растворе не является вытянутой цепочкой, а более похожа на статистический клубок, форма которого до некоторой степени зависит от химической структуры цепи. Вероятно, в аморфном твердом состоянии отдельная молекула очень похожа на статистический клубок в разбавленном растворе, но это не так для кристаллических полимеров. Кристаллы полимеров заметно отличаются от кристаллов неполимерных соединений, где в принципе вещество можно закристаллизовать на 100%. [c.8]

Ди-Марцио [60] рассмотрел статистику ориентационных эф-. фектов в линейных полимерных молекулах, используя методы, аналогичные методу Флори [59], и включил в свою теорию молекулы произвольных форм. Он рассмотрел также спонтанное упорядочение жестких систем в растворах и в расплавленной массе. Упорядоченность, характерная для мезоморфного состояния, может наблюдаться даже при отсутствии зависящих от ориентации взаимодействий притяжения между частицами. [c.68]

Второй вывод заключается в том, что средние наиболее вероятные расстояния между концами цепей, т. е. линейная длина молекул, будет пропорциональна не п, как в случае представлений о жесткой палочкообразной форме таких молекул, а /7г. Например, если взять полимерную цепь с п = 20, то длина молекулы, исходя из выведенной зависимости, будет равна примерно 40% от длины растянутой цепи. [c.101]

Из сравнения (2.35) и (2.33) следует, что формула (2.35) для поверхностного натяжения растворов разветвленных молекул по форме совпадает с выражением для поверхностного натяжения растворов линейных полимерных молекул в мономере, [c.47]

III. ФОРМА ЛИНЕЙНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МОЛЕКУЛ [c.19]

Форма линейных полимерных молекул опять-таки легче всего определяется в разбавленном растворе. Форма полимера зависит а) от диаграммы потенциальной энергии вращения цепочечной связи относительно двух или трех предшествующих связей б) от природы взаимодействия полимера с растворителем и в) от внутримолекулярных взаимодействий, таких, как внутримолекулярная водородная связь или взаимодействие между заряженными группами, связанными с полимерным остовом. [c.19]

Второй идеальной формой линейных полимерных молекул является жесткий стержень. Такая форма, по-видимому, отвечает целлюлозе в растворе, а также другим линейным полимерам, в которых вращение звеньев сильно заторможено. [c.20]

Поскольку в структуре алмаза все связи между атомами углерода одинаковы, их образование можно рассматривать исходя из представления об 5р -гибридизации, характеризующейся тетраэдрической симметрией (объемная структура). (Типы гибридизации подробно изучаются в курсе органической химии.) Структуру же графита с углами между связями в одном слое 120° (плоская структура) можно рассматривать как следствие хр -гибридизации. Естественно поэтому предположить, что должна сз ществовать третья форма углерода, отвечающая 5р-гибридизации (линейная структура), состоящая из длинных полимерных молекул, например (—С = С—)х- [c.155]

От формы больших молекул полимерных соединений — макромолекул в большой степени зависят свойства полученного материала. Так, полимеры, образованные из линейных макромолекул, обладают способностью размягчаться при нагревании, они легче растворимы, чем сетчатые полимеры. В размягченном состоянии линейные полимеры можно формовать и обрабатывать разными способами. Этот процесс размягчения или даже плавления можно повторять много раз без заметного изменения свойств полимерного материала. Полимеры же, имеющие сетчатую структуру, нерастворимы, иногда они лишь набухают в растворителях они плавятся с разложением. [c.190]

Эта особенность полиорганосилоксанов объясняется их строением. Известно [121], что линейные молекулы их имеют спиралевидную структуру. Число звеньев в витке зависит от величины органического радикала и длины полимерной молекулы. При нагревании форма молекулы будет изменяться и спираль будет выпрямляться. За счет распрямления вязкость полимера будет увеличиваться, а при высокой вязкости расплавов получаются покрытия со значительным газонаполнением [35], что отрицательно сказывается на их качестве. [c.26]

Полимерные молекулы разделяют по форме макромолекул на линейные, разветвленные и сетчатые. Полимер, в который входят линейные макромолекулы, состоит из длинных зигзагообразных или закрученных в спираль цепей (рис. 1, а). В этом случае макромолекулы не имеют ответвлений от основной цепи. В некоторых случаях в состав цепи линейных макромолекул входят различные заместители (алифатические или ароматические радикалы или функциональные группы). У полимерных соединений линейного строения химическая связь вдоль основной цепи (при нормальной температуре) более прочная, чем межмо-лекулярные связи. Такие полимеры обладают большой гибкостью, что объясняется возможностью поворотов отдельных участков макромолекул относительно простых связей основной [c.77]

Линейные структуры являются основой для образования упорядоченных структур более сложных форм, имеющих дальний порядок, аналогично низкомолекулярным кристаллам. От низкомолекулярных кристаллов полимерные кристаллические образования отличает большая их дефектность. Дефектность полимерных кристаллов определяется спецификой полимерных молекул (различиями в длине цепи, возможностью нерегулярного присоединения звеньев по типу голова к голове , нарушениями- стереорегулярности в цепи, наличием случайных ответвлений и т. п.). [c.26]

Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные полимеры нитевидной формы, состоящие из полинуклеотидных цепей, Отличия ДНК от РНК 1) по углеводному компоненту (в ДНК — дезоксирибо-за, а в РНК — рибоза) 2) по пиримидиновому основанию (в ДНК — тимин, а в РНК — урацил). Полимерная молекула ДНК (первичная структура) построена из четырех типов нуклеотидов, связанных 3 ,5 -фосфодиэфирными связями. При линейной записи слева 5 -конец, справа — З -конец при иных ситуациях пишут 3 ->5 или 5 ->3. [c.291]

Путем химической переработки можно ввести в макромолекулу карбоцепных полимеров фтор, аминные, нитрильные, окисные, сульфо-хлоридные и другие группы, регулировать длину и форму полимерной молекулы, получать блоксополимеры и привитые сополимеры, сшивать линейные макромолекулы в трехмерные и т. д. [c.454]

Полимерные цени, к которым относятся указанные выше замечания, могут принимать множество форм беспорядочных клубков , ни одна из которых не обладает какими-нибудь преимуществами перед другими. Однако ограниченный класс линейных цепных молекул способен принимать в растворе строго определенные конформации, соответствующие свернутым в спираль стержневидным структурам. Такое поведение типично для некоторых белков, нуклеиновых кислот и их синтетических аналогов. Переход формы цепи из беспорядочного клубка в спиральную конформацию можно рассматривать как одномерный аналог кристаллизации, и, таким образом, значение принципов, лежащих в основе такого явления, выходит за рамки профессиональных интересов химика, имеющего дело с полимерами. Кроме того, очевидно, что только большие молекулы с такими точно определенными пространственными соотношениями, какие, например, следуют из упорядоченных конформаций белков и нуклеиновых кислот, могут проявлять высокую специфичность молекулярных взаимодействий, являющихся неотъемлемой частью жизненных процессов. Это соображение, несомненно, послужило причиной огромных усилий, затраченных в последние годы на детальное выяснение условий, способствующих стабилизации упорядоченных образований в растворах полипептидов и полинуклеотидов. Возникающая в связи с этим проблема опреде-.ления сил, ответственных за складывание полипептидных цепей, состоящих из спиральных и неспиральных участков, в своеобразную третичную структуру нативных белков (см. раздел В-5) остается предметом будущих исследований. [c.86]

В то же время полимеризация, индуцируемая радикалами, обладает рядом специфических особенностей. Так, например, как разветвленные, так и линейные полимерные молекулы могут быть образованы только в результате развития радикальной цепи за счет отрыва атома водорода от растущих или уже сформированных полимерных молекул, поскольку только такие отрывы могут служить точками роста цепи. Кроме того, твердые полимеры, образующиеся при радикальной полимеризации СН2 = СНХ, характеризуются стереохимически неупорядоченной ориентацией групп X относительно атомов углерода полимерной цепи. Как показывает опыт, такие полимеры, носящие название атактических, не получаются, как правило, в кристаллической форме, имеют низкую температуру плавления и обладают слабой механической прочностью. [c.295]

Нуклеиновые кислоты представляют собой линейные полимерные молекулы, состоящие из чередующихся углеводных и фосфоди-эфирных остатков. Фрагменты углеводов существуют в молжулах нуклеиновых кислот в- фураиозиой форме и связаны по атому С-1 с остатками пиримидиновых или пуриновых оснований (общее рассмотрение структуры нуклеиновых кислот см. [45]). Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) присутствует во всех живых клетках и служит носителем генетической информации. В качестве углеводного остатка в молекуле ДНК присутствует о-дезоксирибоза, а в качестве оснований — тимин. цитозин (пиримидиновые основания) и аденин, гуанин (пуриновые основания) (рис. 7.14, а). Определенная последовательность расположения пиримидиновых и пуриновых оснований в цепи ДНК связана с конкретной генетической информацией. Рибонуклеиновые кислоты (РНК) также представляют собой неразветвлеиные полимерные молекулы, отличающиеся от молекул ДНК тем, что содержат вместо дезоксирибозы о-рибозу (с группой ОН при атоме С-2) и урацил вместо тимина. РНК выполняют роль матриц для синтеза белка. [c.317]

Третье идеально формой линейных полимерных молекул является спираль. Отдельные участк синтетических полипептидов и белковых цепей закручены в соответствующих растворителях в весьма правильные спирали благодаря внутренним водородным связям. Эти спирали могут иметь стержнеподобную ось, как, например, в некоторых простых синтетических полипептидах или в коллагене, или же ось спирали может сама закручиваться при складывании витков, как в случае глобулярных белков. [c.20]

Локальная анизотропия — анизотропия небольшого элемента полимерного тела. Элементы с линейными размерами порядка нескольких атомных всегда будут обладать анизотропией, т. к. в таком элементе будет находиться фактически один небольшой отрезок цепной полимерной молекулы. Значительно больший интерес представляет рассмотрение элементов надатомного или надмолекулярного масштаба.размером в единицы — десятки нм (десятки — сотни А). В отличие от существовавших ранее представлений о полимерных телах как состоящих в значительной мере из хаотически перепутанных цепных макромолекул, сейчас есть основания считать, что у полимеров в объеме надмолекулярного масштаба всегда имеется определенная упорядоченность во взаиморасположении макромолекул и, следовательно, такие элементы анизотропны. Это вполне очевидно для кристаллизующихся полимеров. В таких полимерах существуют кристаллиты — области трехмерной упорядоченности цепных макромолекул, а, как уже отмечалось, анизотропия кристалла вполне естественна. Образования более крупного масштаба в кристаллизующихся неориентированных полимерах — сферолиты и ламели (пластинчатые формы), где сами кристаллиты подстраиваются друг к другу определенным образом, обусловливают А. с. (радиально-симметричную у сферолитов и плоскостную у ламелей) у объемов еще большего размера (до долей мм). [c.70]

Уравнение изотерм экстракции (16) по содержанию и форме совпадает с изотермой адсорбции Лэнгмюра, поэтому экстракцию полимерами следует рассматривать как адсорбцию МеА на линейной полимерной цепи. Вид изотермы не зависит от длины цепей и их распределения по молекулярным массам. В настоящее время еще нет экспериментальных данных, пригодных для проверки этих утверждений, но изложенные выше представления были успешно применены при интерпретации изотерм экстракции сульфата уранила линейно полимеризованным в бензольном растворе ди-2-этилгексилфосфатом уранила иОаХа в присутствии допорных добавок — ТБФ и ДОСО [5—7 ]. Протекающие в названных системах нроцессы даже более сложны, так как без допорных добавок уранилсульфат на полимерных цепях не адсорбируется, а сопряженная адсорб-1ЩЯ иОгЗО и нейтрального кислородсодержащего экстрагента сопровождается конкурентной адсорбцией последнего. Кроме того, в отличие от рассмотренного выше простого примера здесь возможно несколько способов заполнения звеньев как при адсорбции нейтральных молекул, так и при сопряженной адсорбции. Минимизация расхождений между измеренными и вычисленными изотермами с необходимыми усложнениями в записи условий равновесия позволила количественно описать наблюдаемые изотермы в широком интервале концентраций иОгХг (от 0,01 до 0,25 моль/л), ТБФ (от 0,1 до 2 моль/л) и ДОСО (от [c.68]

Каждый моносахарид, входящий в состав полимерной молекулы, может находиться в пиранозной или фураноз-ной форме, а также может быть присоединен к любой из свободньгх гидроксильных групп следующего моносаха-ридного остатка а- или 3-гликозидной связью. Полисахариды различаются не только своим моносахаридным составом, но также молекулярной массой и структурными особенностями. Так, некоторые полисахариды—линейные полимеры, другие—сильно разветвлены. [c.181]

Исследованиями Натта [151] было установлено, что свойства полиироиилена в значительной степени зависят от структуры, полимерной молекулы, которая может существовать в трех формах. Если в линейной молекуле полипропилена метильные радикалы находятся в одной плоскости, такой стереорегулярный полимер, называемый Натта изотактическим, обладает наилучшими физико-механическими свойствами, обуславливающими применение этого полимера в качестве ценного пластика и для переработки в волокно. [c.147]

Белок представляет собой полимерную молекулу, мономерными звеньями, кирпичиками которой служат аминокислотные остатки (рис. 2). Аминокислотные остатки располагаются всегда строго линейно, плечом к плечу, подобно солдатам, стоящим по стойке смирно . Но так устроен и биологически активный белок, и белок, нагретый, скажем, до 60 °С, когда он уже полностью теряет свою биологическую активность. Значит, одного химического строения белка, т. е. последовательности аминокислотных остатков, недостаточно для того, чтобы белок был биологически активен. Необходима еще совершенно определенная укладка в пространстве групп, закодированных на рис. 2 в виде сокращенных названий аминокислот, которые на самом деле вовсе не кружочки и не шарики, а имеют каждая свою весьма причудливую форму. Бот за то, чтобы определять пространственную структуру всей молекулы белка по рентгенограммам типа приведенной на рис. 1, и велась затяжная борьба в стенах Кавендишской лаборатории. Лишь в середине 50-х годов Джону Кендрю и Максу Перуцу удалось добиться успеха — они научились определять трехмерную структуру белков. Это случилось уже после того, как была решена проблема устройства геиа — к чему, как оказалось, белки отношения вовсе не имеют. [c.16]

Пластмассы. Хехтлен [2095] описывает процесс получения пластмасс, каучуков и пенопластов при реакции диизоцианатов с полиэфирами, содержащими активные функциональные группы. Свойства конечных продуктов зависят от строения и функциональности исходных веществ. Мягкие, каучукоподобные материалы получают на основе линейного полиэфира. Твердые, жесткие, теплостойкие продукты получают из полифункциональных исходных веществ. Для приготовления пластиков полиэфир с мол. в. 2000 обезвоживают при 130° в вакууме, прибавляют 1,5-фенилендиизоцианат или п-фенилендиизоцианат, нагревают в вакууме при 120—130° и добавляют гликоль, который реагирует с диизоцианатными группами и вызывает сшивание полимерных молекул. Подобные же продукты рекомендуют применять в виде формующихся масс, пленок, лаков, покрывных композиций, пропитывающих и клеящих веществ [2096—2100]. Для реакции между полиизоцианатом и эластомером на основе линейного полиэфира (или полиамидоэфира), модифицированного диизоцианатом, рекомендуется применять в качестве катализатора МйО [2101,2102]. Отверждение эластичного линейного, полиэфира, модифицированного диизоцианатом, предлагают осуществлять реакцией с таким количеством полиизоцианата, чтобы общее число групп — N O в смеси составляло 2,4—2,8 на моль полиэфира [2103]. [c.183]

Синтетические эластомеры так же, как натуральный каучук, построенные из длинных, гибких цепных молекул, образуют при структурировании трехмерную пространственную сетку. Некоторые материалы обладают в значительной мере каучукоподобными свойствами даже без структурирования (так, иногда в полимерах переплетения между цепями действует как псевдопоперечные связи) этот эффект исчезает при достаточно высоких температурах. Следовательно, температурный интервал использования таких материалов довольно ограничен. Структурирование можно осуществить на стадии полимеризации при использовании нескольких процентов реагентов, функциональность которых выше двух. Однако полученные таким путем материалы обычно нерастворимы и не легко поддаются переработке в конечные изделия. Чаще всего используемая методика получения синтетических эластомеров заключается в первоначальном синтезе линейного полимерного материала, который затем смешивают с соответствующим вулканизующим агентом (наполнителем и т. д.), формуют в изделие желаемого профиля и вулканизуют. [c.240]

Многие важные физические свойства полимеров зависят от конфигурационных характеристик или пространственной формы индивидуальных полимерных цепей. В зависимости от конфигурации цепи полимер может использоваться в качестве каучука, волокна, пленки или пластика. Поскольку политетрафторэтилен (ПТФЭ) находит широк ое применение на практике, необходимо детально исследовать конфигурационные характеристики именно этой линейной цепной молекулы. [c.365]

Методом радиоактивных индикаторов было показано [57], что насыщенные углеводороды образуются в ходе реакций димеризации, изомеризации и переноса водорода или при разрушении полимерных молекул (образующихся в каналах цеолитов в процессе их дезактивирования и имеющих структуру диенов). При образовании этих полимерных молекул необратимо уменьшается число поверхностных гидроксильных групп [23]. Возникает вопрос о природе активных частиц на поверхности катализаторов, обладающих стационарной активностью. В связи с этим следует отметить, что в случае аморфных алюмосиликатов рассматривали возможную роль таких полимерных отложений в качестве активных центров при изомеризации н-бутилена [58, 59]. На Н-формах цеолитов также наблюдается линейная зависимость между количеством отлагающегося полимера и константами скорости стационарных реакций [23]. Если эти отложения активны, они должны обладать протонодонорными свойствами. В самом деле, показано, что в условиях стационарной активности на Н-форме цеолитов типа V все три изомера н-бутилена образуются через втор-бутилкарбониевый ион [23]. [c.99]

Впервые убедительные доказательства существования полимерных молекул в твердом состоянии в форме спиралей были получены в классических исследованиях Полинга и Кори [1]. Проведя рентгеноструктурное исследование кератина, они показали, что молекула этого фибриллярного белка состоит из ряда 13-членных циклов, соединенных водородными связями МН...ОС в спираль, с периодом идентичности 5,4 А. В каждом витке такой спирали, известной под названием а-спирали, содержится 3,6 аминокислотных остатка, расстояния между которыми вдоль оси спирали составляет 1,50 А. Спираль, имеющая такую структуру, по-видимому, наиболее стабильна. В этом случае не возникает никаких пустот внутри спирали и не существует напряжений в полимерной цепи, кроме того, она удовлетворяет принципу линейности водородных связей. Гипотеза о существовании а-спирали быстро заняла главенствующее положение в области структурных исследований, когда было показано, что такую форму имеют молекулы многих белков и полиаминокислот. Тем не менее вероятность существования спиральных структур отличного от а-спирали типа, существование которых предполагал Полинг, не должна исключаться из рассмотрения. Например, Луззатти и сотр. [2] сообщили о переходе а-спирали в более вытянутую форму — спираль Зю, в которой аминокислотные остатки удалены друг от друга на 1,95 А вдоль оси цепи ). [c.605]

Строго линейное изображение полимерной молекулы, как указано выше для полистирола и полиэтилена, не передает подробностей важного структурного аспекта, а именно стереоснецифической конфигурации относительно оптически активных атомов цени. Однако достаточное соответствие может быть достигнуто и с помощью плоских изображений. Например, полистирол может быть в принципе получен в трех формах — атактической, изотактической и синдиотактической, как показано ниже [c.17]

Мы рассматривали линейную макромолекулу как растянутую зигзагообразную цепочку. Такая форма отвечает наименьшей потенциальной энергии молекулы, и при очень низких температурах линейные макромолекулы стремятся принять эту форму. Вытянутая форма молекулярных цепочек способствует их ориентации, обеспечивает возможность компактной упаковки именно этим и объясняется способность полимеров, состоящих из линейных макромолекул, кристаллизоватьбя при растяжении. С повышением температуры, вследствие увеличения гибкости макромолекул, возрастания интенсивности теплового движения отдельных звеньев и благодаря толчкам, получаемым от соседних молекул, линейные макромолекулы могут свертываться и образовывать клубки. Поскольку предельно вытянутое состояние линейной макромолекулы может быть лишь одним, а конформаций , которые может принимать макромолекула при свертывании, очень много, то естественно, что при достаточно высоких температурах все гибкие молекулы полимера будут представлять собой клубки. При этом состоянии энтропия полимерной системы максимальна, благодаря чему клубкообразное состояние гибких макромолекул при достаточно высоких температурах отвечает и минимуму свободной энергии. [c.429]