Высокомолекулярные соединения (ВМС) – это химические вещества с большой молекулярной массой, обладающие особыми физико-химическим свойствами, зависящими как от молекулярной массы так и строения полимерных цепей.
Высокомолекулярные соединения можно разделить на три группы: природные (белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, натуральный каучук); синтетические (полиэтилен, поливинилхлорид, капрон, эпоксидные полимеры); искусственные, которые получаются путем химической модификации исходных природных полимеров (эфиры целлюлозы).
Существуют 4 способа получения синтетических полимеров: полимеризация, поликонденсация, полиприсоединение и химическая модификация.
Полимеризация – процесс получения высоко-
молекулярных соединений, при котором макромолекула образуется путем последовательного присоединения молекул одного или нескольких низкомолекулярных веществ (мономеров) к активному растущему центру:
Общая схема полимеризации:
R R
∕ ∕
n CH2 = C ─ CH2 ─ C ─
\ элементар - \
R ное звено R n
Мономер
где R – атомы водорода или другие заместители,
n – степень полимеризации.
Поликонденсация – процесс получения высоко-
молекулярных соединений за счет взаимодействия функциональных групп мономеров с выделением низкомолекулярных побочных веществ.
В гомополиконденсации участвуют однородные молекулы мономеров, содержащие две различные по характеру функциональные группы (синтез полиамида–6). В гетерополиконденсации участвуют разнородные мономеры с двумя одинаковыми функциональными группами (синтез найлона – 6, 6).
n H – HN – (CH2)5 – СО ОH (-HN – (CH2)5 – CO –)n
ε – аминокапроновая кислота полиамид – 6 (капрон)
n H – HN – (CH2)х – NH- H + n HO OC – (CH2)y – CO OH
диамины дикарбоновые кислоты
(-HN – (CH2)х – NH – OC – (CH2)y – CO -)n
полиамиды
где х и y – число групп (CH2), например (найлон – 6, 6)
При реакции полиприсоединения получение высокомолекулярных соединений происходит за счет перемещения подвижного атома (чаще атома водорода) из молекулы одного мономера в другую и соединения образовавшихся остатков (эпоксидные смолы, полиуретаны). Методом химической модификации получают полимеры за счет взаимодействия функциональных групп исходных полимеров (производные целлюлозы).
УРОВЕНЬ А
Методом полимеризации получить:
Полиэтилен (ПЭ)
Полипропилен (ПП)
Полиизобутилен
Полистирол (ПС)
Поливинилхлорид (ПВХ)
Полиакрилонитрил (ПАН)
Поливинилацетат (ПВА)
Полиметилметакрилат (ПММА, оргстекло)
Политетрафторэтилен (тефлон)