Общая характеристика высокомолекулярных соединений, состав, строение, реакции, лежащие в основе их получения

Высокомолекулярные соединения (полимеры) существуют как в природе (белки, нуклеиновые кислоты, крахмал, целлюлоза, природный каучук), так и производится в больших масштабах синтетическим путём. Объёмы этих производств всё возрастают. Самыми известными полимерами являются полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, синтетический каучук.

 

Свойства:

1) химическая стойкость;

2) пластичность;

3) механическая прочность;

4) диэлектрические характеристики;

 

Полимеры – органические или неорганические соединения, молекулы которых состоят из десятков и сотен тысяч связанных между собой повторяющихся звеньев. Исходное вещество – мономер (низкомолекулярные вещества, способные к взаимодействию друг с другом) за счёт наличия кратных связей (этилен, стирол и т.д.) или существования функциональных групп (COOH и NH₂).

 

Свойства полимеров определяются как химической природой мономеров, так и строением макромолекулярной цепи.

1) Цепи могут быть линейными (полиэтилен, каучук), разветвлёнными (крахмал) или пространственно структурированными (резина).

2) В зависимости от порядка соединения мономеров в макромолекуле полимеры могут иметь регулярное (2,3) и нерегулярное строение (1).

Вид структуры определяет физические свойства молекулы.

3) Химическая природа мономера определяет гибкость и термомеханические свойства материала.

 

Для получения ВМС существуют 2 реакции получения:

1) Полимеризация (образование более сложной молекулы за счёт раскрытия двойной связи)

n CH₂=CH₂ [−CH₂−CH₂−] n полиэтилен n≤10000, n≤300000

n CH₂=CH−CH=CH₂ [−CH₂−C=CH−CH₂−] n

CH₃ ^{изопрен} CH₃ ^{полиизопрен}

2) Реакция поликонденсации заключается в химическом взаимодействии мономеров по их функциональным группам с отщеплением низкомолекулярного продукта (например, H₂O)

H O

n H₂N−(CH₂)₅−COOH −N−(CH₂)₅−C− n + n H₂O

^{аминокапроновая кислота полимер «капрон»}

Синтетические полимеры – уникальные материалы современности и будущего.

Билет №15 (1)