Основные понятия химии высокомолекулярных соединений.

Обобщение и систематизация темы Азотсодержащие органические вещества

Выполнить работу, прислать на проверку до 10.30  в день урока по расписанию

Высокомолекулярные соединения – вещества, молекулы которых имеют большие молекулярные массы. Молекулярная масса может быть от нескольких тысяч до миллионов. Большинство высокомолекулярных соединений являются полимерами. (белки, нуклеиновые кислоты).

Полимеры – вещества, молекулы которых состоят из большого числа одинаковых повторяющихся фрагментов, называемых структурными (элементарными) звеньями.

Мономеры – вещества, из которых получают полимеры.

Степень полимеризации – число молекул мономера, соединяющихся при образовании полимера.

Процесс объединения мономеров в полимер называется реакцией полимеризации.

СН₂=СН₂ + СН₂=СН₂ → (– СН₂–СН₂–)n

мономер полимер степень полимеризации

n= 300 до 100 000

Полимеры, в которых все элементарные звенья имеют одинаковое или строго чередующееся пространственное строение называются стереорегулярными.

Природные полимеры.

Органические                  неорганические         

Синтетические подразделяются на

 Волокно, пластмассы, лавсан,  полиэтилен, полипропилен, капрон, полистирол

Искусственные

Эфиры целлюлозы, резина,

Полимерные макромолекулы представляют собой длинные цепочки, состоящие из большого количества отдельных звеньев. При этом поперечное сечение цепи составляет несколько нанометров, а длина — до нескольких тысяч нанометров, поэтому макромолекулам полимера свойственна большая гибкость или пластичность, что является одной из отличительных особенностей полимеров. Полимеры характеризуются прочными химическими связями вдоль цепи в макромолекулах и относительно слабыми — между ними, за исключением пространственно сшитых полимеров.

По пространственной структуре различают линейные, разветвлённые и сетчатые (сшитые) полимеры.

По последовательности соединения исходных молекул мономеров в макромолекуле полимера различают стереорегулярные и нестереорегулярные полимеры. 

По способу получения. Существует два основных способами получения полимеров — реакции полимеризации и реакция поликонденсации.

Поликонденсация  процесс образования молекул полимеров за счёт взаимодействия между функциональными группами одинаковых или различных молекул мономеров сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов (например, воды).

По способности сохранять свои свойства после нагревания различают термопластичные и термореактивные полимеры.

Термопластичные полимеры, как правило, имеют линейную структуру, между отдельными молекулами которых отсутствуют прочные химические связи. Термопластичные полимеры легко размягчаются, не разрушаются при плавлении и выдерживают многократное нагревание и охлаждение. Их можно использовать для многократной переработки. К числу термопластичных полимеров относятся полиэтилен, полипропилен, полиметилметакрилат (органическое стекло) и др.

Термореактивные полимеры полимеры, которые при нагревании изменяют свою форму, но при этом теряют пластичность и становятся твёрдыми.

Термореактивные полимеры имеют сетчатую (сшитую) структуру и характеризующуюся наличием прочных ковалентных связей между отдельными макромолекулами. Термореактивные полимеры, в отличие от термопластичных, при нагревании разлагаются. При этом происходит необратимое изменение или даже разрушение их структуры. Эти пластмассы нельзя использовать для многократной переработки. К числу термореактивных полимеров относятся фенолформальдегидные смолы (получаются путём поликонденсации формальдегида с фенолом), аминопласты (получаются путём поликонденсации формальдегида с мочевиной), эбонит.

Для полимеров характерны некоторые общие специфические свойства. Полимеры не имеют определённой температуры плавления, так как содержат макромолекулы различной массы, и при нагревании они постепенно размягчаются. Многие полимеры обладают низкой растворимостью; сетчатые полимеры вообще нерастворимы, а лишь набухают за счёт поглощения растворителя. Растворы полимеров обладают высокой вязкостью при малой концентрации растворённого вещества.

Полимеры обладают особыми механическими свойствами, к которым относятся:

• эластичность — способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке, что особенно характерно для каучуков;
• малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров, например органического стекла;
• способность макромолекул к ориентации под действием направленного механического поля, что используется при изготовлении волокон и пленок.

Ещё одна особенность полимеров — их способность к старению, т. е. к потере характерных свойств. При старении полимеры могут размягчаться, но часто, наоборот, происходит повышение их твёрдости и хрупкости и потеря эластичности. Для замедления процесса старения в полимеры добавляют стабилизаторы — различные органические вещества, ослабляющие действия факторов, способствующих старению.

Пластмассы (пластики) представляют собой сложные композиции на основе полимеров, содержащие различные наполнители и добавки (стабилизаторы, пластификаторы, красители), придающие полимерам необходимые физико-химические свойства.