Классификация полимеров в зависимости от природы расположения звеньев макромолекулы.

Полимеры подразделяются в зависимости от природы расположения звеньев макромолекулы:

а) гомополимеры – полимеры, состоящие, из одинаковых звеньев и синтезированные из одного мономера (например,полиэтилен).

– Α – Α – Α – А– Α–

б) сополимеры – полимеры, состоящие из звеньев нескольких мономеров (например,бутадиен, стирольный каучук).

– Α – Β – Α –Β – Α –

в) блок-сополимеры – полимеры, в которых различные звенья собраны в длинные участки и чередуются между собой.

– (A)m – (B)n – (A)x – (B)y–

Классификация полимеров в зависимости от поведения при повышенных температурах.

В зависимости от поведения при повышенных температурах полимеры делятся на:

а) термопластичные. Термопластами называют такие полимеры, которые при нагревании переходят в вязкотекучее состояние, а при охлаждении переходят в твердое, стеклообразное состояние без изменения первоначальных свойств.

б) термореактивные полимеры, которые при нагревании образуют сетчатые структуры и превращаются в твердые, неплавкие, нерастворимые полимеры (фенолоформальдегидные и глифталевые смолы).

Стереорегулярные полимеры.

Стереорегулярными полимерами называются полимеры, в макромолекуле которых имеется ассиметричный атом углерода.

n CH₂= СН→ - CH₂ – C Н – CH₂– C Н-

׀ ׀ ׀

R R R

C - третичный атом углерода ассиметричный, т.к. помимо атома водорода и радикала каждый из них связан с участками молекулярной цепи различной длины. В связи с этим появляется оптическая изомерия.

Полимеры, в которых заместители расположены по одну сторону плоскости, называют изотактическими.

Когда по разные стороны плоскости называют синдиотактические.

Когда заместители расположены в беспорядке, называют атактическими.

Конфигурация полимеров.

В целом структура полимера характеризуется его конфигурацией и конформацией.

Конфигурация – это строго определенное пространственное расположение атомов в молекуле, не изменяющееся в процессе теплового движения. Т.к. разные виды конфигурации стабильны во времени и не изменяются в процессе теплового движения, они представляют собой стабильные изомеры макромолекул. Переход из одной конфигурации в другую без разрыва химических связей невозможен.

Для полимера выделяется несколько конфигурационных уровней:

1. Конфигурация звена (характерна для полимеров с двойной связью в основной цепи). Например:

цис транс

Цис-изомеры характеризуются расположением заместителей по одну стороны от двойной связи, а транс – по разные.

В полимере цис и транс расположения атомов характерно для каждого повторяющегося звена, содержащего двойную связь. Например: макромолекула натурального каучука.

2. Оптические изомеры характеризуются наличием ассиметричного атома углерода:

D-изомер L-изомер

Оптические изомеры способны вращать плотность поляризации поляризованного света соответственно вправо или влево, т.е. имеют разные оптические свойства.

В полимере заместители m и n всегда различны, это части основной цепи, отличающиеся длиной.

Стереоизомеры – стереорегулярные полимеры, возникающие благодаря ассиметричному атому углерода.

Конформация полимеров.

Конформацией называется пространственное расположение атомов в молекуле, которое может меняться под действием теплового движения или внешнего поля без разрушения химических связей между атомами или группами атомов.

1. Клубок

2. Глобула

3. Прямая

4. Спираль

5. Складчатая

6. Коленчатый вал

Гибкость полимеров.

Макромолекула в результате теплового движения располагается не прямолинейно, как жесткий стержень, а криволинейно, причем искривления могут происходить в разных направлениях и меняться во времени.

Гибкостью макромолекул называют способность макромолекул изменять свою форму под влиянием теплового движения или внешнего поля.

Гибкость является важной особенностью полимера. При большом числе атомов в молекуле, в результате теплового движения, макромолекулы не просто искривляются, а сворачиваются и образуют молекулярный клубок.

Факторы, влияющие на гибкость:

1. Структура и связь в макромолекуле.

2. Наличие функциональных групп.

Сегмент – это отрезок полимерной цепи длиной А, положение которого зависит от положения соседних атомов звеньев.

Различают термодинамическую и кинетическую гибкость.

Термодинамическая – способность полимерной цепи изгибаться под влиянием теплового движения. Она определяется разностью потенциальных энергий двух состояний, конечного и первоначального.

∆U=U₁ – U₂

На термодинамическую гибкость влияют:

1. Химическое строение основной цепи

полиэтилен полифенилен

более гибкий

1. Природа и размер заместителя

поливинилхлорид полистирол

более гибкий

Кинетическая гибкость цепи отражает переход цепи из одного энергетического состояния в другое (U₁ → U₂) и определяется влиянием следующих факторов:

1. Величиной Е_акт

2. Температурой. С повышением температуры, гибкость полимеров увеличивается.

3. Наличие поперечных связей между макромолекулами (сетчатые полимеры). Чем больше степень сетчатости полимера, тем ниже его гибкость.

1.3.Понятие средней молекулярной массы полимеров.