2.4.Особенности строения полимеров
Полимером называется органическое вещество, длинные молекулы которого построены из одинаковых многократно повторяющихся звеньев — мономеров.
Размер молекулы полимера определяется степенью полимеризации n, т.е. числом звеньев в цепи. Если n=10...20, вещества представляют собой легкие масла. С возрастанием п увеличивается вязкость, вещество становится воскообразным, наконец, при n=1000 образуется твердый полимер. Степень полимеризации неограниченна. Молекулярная масса полимера равна произведению молекулярной массы мономера и степени полимеризации.
Полимеры, молекулы которых состоят из одинаковых мономерных звеньев, называются гомополимерами (например поливинилхлорид, поликапроамид, целлюлоза).
Полимеры, макромолекулы которых содержат несколько типов мономерных звеньев, называются сополимерами. Сополимеры, в которых звенья каждого типа образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах макромолекулы, называются блоксополимерами. К внутренним (неконцевым) звеньям макромолекулы одного химического строения могут быть присоединены одна или несколько цепей другого строения. Такие сополимеры называются привитыми.
В физикохимии высокомолекулярных соединений широко используется термин «структура полимера» – это устойчивое взаимное расположение в пространстве всех образующих его элементов, их внутреннее строение и характер взаимодействия между ними. Структура полимера включает понятия частичной или сплошной взаимной упорядоченности – надмолекулярные образования (глобулы, фибрилы и др.) и кристаллические. Различают структуру полимера на молекулярном и надмолекулярном уровнях [1,2].
Характерным для полимеров является наличие длинных цепных молекул с резким различием характера связей вдоль цепи и между цепями. Особенно следует отметить, что нет изолированных цепных молекул. Молекула полимера всегда находится во взаимодействии с окружающей средой, могущей иметь как полимерный характер (случай чистого полимера), так и характер обычной жидкости (разбавленные растворы полимеров). Характерные свойства полимеров могут быть реализованы только тогда, когда связи вдоль цепи намного прочнее поперечных связей, образующихся вследствие межмолекулярного взаимодействия любого происхождения. Именно в этом и состоит основная особенность строения полимерных тел.
Следующим фактором определяющим структуру полимера является способность молекул к изменению торсионных углов по простым химическим связям. В связи с подвижностью структур молекул даже в линейных полимерах цепи хаотически сворачиваются, переплетаются, образуя различные складки, за счет достаточной свободы вращения вокруг осей простых связей. Возникающая в результате этого конформация макромолекулы определяет размеры и формы пространства, которые макромолекула занимает в зависимости от суммарного влияния теплового движения и внешних сил. В зависимости от соотношения этих сил и интенсивности теплового движения могут реализоваться различные конформации (рис. 3).
Рис. 3. Конформация макромолекул
- статистического клубка (а). Характерна для многих линейных полимеров (полиэтилен, полипропилен, тринитроцеллюлоза и др.);
спирали (белки, нуклеиновые кислоты) (б);
глобулы (в). Такую конформацию имеют полимеры с очень сильным внутримолекулярным взаимодействием, например политетрафторэтилен;
складчатая, характерна для полимеров в кристаллическом состоянии (д);
коленчатого вала(поли -п-бензамин) (е);
стержня или струны (г).
В растворах полимеров конформация молекул полимеров может зависеть от кислотности, ионной силы раствора. Также конформация может изменяться в вязкотекучем состоянии полимера.
Со структурой полимера связаны физические характеристики: кристалличность, эластичность, прочность, плотность, температуры стеклования и текучести. К специфическим свойствам следует отнести следующие способности: способность к значительным механическим обратимым высокоэластическим деформациям; к образованию анизотропных структур; к образованию высоковязких растворов при взаимодействии с растворителем; к резкому изменению свойств при добавлении ничтожных добавок низкомолекулярных веществ.
- Федеральное агентство по рыболовству
- Содержание
- Лабораторная работа №1 Изучение классов неорганических соединений Введение
- Номенклатура оксидов
- Получение оксидов
- Химические свойства оксидов
- Кислоты
- Номенклатура кислот
- Кислородсодержащие кислоты хлора
- Получение кислот
- Химические свойства кислот
- Специфические свойства кислот
- Основания (гидроксиды металлов)
- Номенклатура оснований
- Получение оснований
- Химические свойства оснований
- Номенклатура солей
- Получение солей
- Химические свойства солей
- Степень окисления элементов.
- Графические формулы оксидов, кислот, оснований, солей
- Экспериментальная часть Приборы и материалы
- Варианты экспериментальных задач
- Оформление лабораторной работы
- Пример оформления лабораторного опыта
- Тестовые задания для самоконтроля Вариант № 1
- Вариант № 2
- Вариант № 3
- Вариант № 4
- Вариант № 5
- Укажите формулы оксидов, не реагирующих со щелочами
- Вариант № 6
- Вариант № 7
- Вариант № 8
- Вариант № 9
- Вариант № 10
- Вариант № 11
- Вариант № 12
- Вариант № 13
- Вариант № 14
- Вариант № 15
- Задачи для самостоятельной работы
- Вариант 5
- Вариант 6
- Вариант 12
- Вариант 13
- Вариант 14
- Вариант 15
- Лабораторная работа № 2 Приготовление раствора кислоты заданной концентрации Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- Классификация растворов
- Примеры расчета концентрации растворов
- 3. Экспериментальная часть
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Плотность растворов некоторых неорганических кислот и щелочей в воде при 20ºС
- Лабораторная работа № 3 Скорость химических реакций и химическое равновесие Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Исследование зависимости скорости гомогенной реакции от концентрации
- 3.2. Исследование зависимости скорости гомогенной реакции от температуры
- 3.3. Исследование влияния изменения концентрации на смещение равновесия
- 3.4. Исследование влияния изменения температуры на смещение равновесия
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 4 Ионно-обменные реакции Введение
- 1. Цели и задачи
- 1.1. Приобрести системные знания о теории электролитической диссоциации, изучить условия протекания реакций обмена в водных растворах электролитов.
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Электролитическая диссоциация. Диссоциация кислот, оснований, амфотерных гидроксидов и солей в водных растворах
- 2.2.Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты
- 2.3 Константа диссоциации
- 2.4. Реакции обмена в водных растворах электролитов. Ионные реакции и уравнения
- 2.5. Изменение энергии Гиббса и направленность химических процессов
- Примеры решения задач
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Получение малорастворимых оснований
- 3.2. Получение малорастворимых кислот
- 3.3. Реакции со слабыми электролитами
- 3.4. Получение малорастворимых солей
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 5 Водородный показатель и гидролиз солей Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Ионное произведение воды, рН - растворов
- 2.2. Гидролиз солей
- Примеры решения задач
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Определение реакции среды при помощи индикаторов
- Определение рН при помощи универсального
- Индикатора
- 3.3. Реакция среды растворов различных средних солей
- 3.4. Факторы, влияющие на степень гидролиза
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 6 Окислительно-восстановительные реакции Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Степень окисления.
- 2.2.Окислители и восстановители
- 2.3. Методика составления овр
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Окислительные свойства галогенов
- 3.2. Окислительные и восстановительные свойства пероксида водорода н2о2
- 3.3. Окислительные свойства перманганат - иона MnO4-
- 3.4. Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных процессов
- 3.5. Внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 7
- Электрохимическая активность металлов и гальванический
- Элемент
- Введение
- 1. Цель и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Электродный потенциал. Химическая активность металлов
- 2.2. Устройство и работа гальванического элемента
- 3. Экспериментальная часть
- 3. 1. Качественное определение различной электрохимической активности металлов
- 3.2. Изготовление медно-цинкового гальванического элемента
- 3.3. Изготовление медно-никелевого гальванического элемента
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 8 Электролиз водных растворов солей Введение
- 1. Цель и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Сущность электролиза. Электролиз расплава электролита
- 2.2. Законы Фарадея
- 2.3. Электролиз растворов электролитов
- 3. Экспериментальная часть
- Лабораторная работа № 9 Коррозия металлов и методы защиты от коррозии Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- Химическая коррозия
- Электрохимическая коррозия
- Примеры решения эталонных задач
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Образование микрогальванопар
- 3.2. Электрохимическая коррозия железа
- 3.3. Действие ионов, активирующих процесс коррозии
- 3.4. Ингибиторы раствора
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 10 Химический контроль качества воды Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Краткий теоретический материал
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Определение жесткости воды
- 3.2. Определение щелочности воды
- 3.3. Определение водородного показателя
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 11 Полимеры Введение
- 1. Цели и задачи лабораторной работы
- 2.Теоретическая часть
- 2.1. История развития науки о полимерных материалов
- 2.2. Классификация полимерных соединений
- 2.3.Получение полимеров
- 2.4.Особенности строения полимеров
- 2.5. Свойства полимеров
- 2.5.1. Растворы полимеров
- 2.5.2 Набухание
- 2.6. Использование полимеров.
- 3. Экспериментальная часть
- 1.Определение примерной плотности полимеров1
- 2.Термопластичность полимеров
- 3. Горение
- 4.Отношение полимеров к растворам кислот и щелочей
- 5.Отношение полимеров к окислителям.
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Литература