Полимеры.

Полимеры - высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из множества повторяющихся структурных звеньев (белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества).

Основные понятия Низкомолекулярные соединения, из которых образуются полимеры, называются мономерами. Например, пропилен СН 2 =СH–CH 3 является мономером полипропилена: Группа атомов, многократно повторяющаяся в цепной макромолекуле, называется ее структурным звеном....-CH 2 -CHCl-CH 2 -CHCl-CH 2 -CHCl-CH 2 -CHCl-CH 2 -CHCl-... В формуле макромолекулы это звено обычно выделяют скобками: (-CH 2 -CHCl-) n

Основные понятия Степень полимеризации это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу. В формуле макромолекулы степень полимеризации обычно обозначается индексом "n" за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: n >> 1 Молекулярная масса макромолекулы связана со степенью полимеризации соотношением: М(макромолекулы) = M(звена) n, где n - степень полимеризации, M - относительная молекулярная масса

Стереорегулярные Нестереорегулярные Полимеры с произвольным чередованием звеньев Полимеры с чередованием звеньев в определенном порядке Эластичность Цис- форма Транс- форма Стереорегулярность

Заместители R расположены по одну сторону от плоскости главной цепи: 2. Заместители R находятся по разные стороны от главной цепи: Пример отрезка цепи, включающего 4 звена, соединенных по типу "голова-хвост".

Органические(белок) Неорганические(селен,теллур) Элементо-Органические(силикон) Это такие полимеры, которые в основной цепи содержат атомы не углерода, а других химических элементов Состав основной цепи

Термопластичные (обратимо твердеют и размягчаются) Термореактивные (Вещество нельзя возвратить в вязко-текучее состояние нагреванием или растворением)

Природное Искусственное Синтетическое

Высокомолекулярные соединения Особую, очень важную, группу органических веществ составляют высокомолекулярные соединения (полимеры). Масса их молекул достигает нескольких десятков тысяч и даже миллионов. Какова роль этих соединений? Во-первых, полимерные вещества являются основой Жизни на Земле. Органические природные полимеры – биополимеры – обеспечивают процессы жизнедеятельности всех животных и растительных организмов

Биополимеры основные типы биополимеров нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) белки полипептиды полисахариды ( целлюлоза, крахмал, гликоген) полиизопрены (натур.каучук, гуттаперча и т.д.)

Структурная организация белков. Первичная структура - определенная последовательность α- аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Вторичная структура - конформация полипептидной цепи, закрепленная множеством водородных связей между группами N-H и С=О. Одна из моделей вторичной структуры - α-спираль. Другая модель - β-форма ("складчатый лист"), в которой преобладают меж цепные (межмолекулярные) Н-связи.

Структурная организация белков. Третичная структура - форма закрученной спирали в пространстве, образованная главным образом за счет дисульфидных мостиков -S-S-, водородных связей, гидрофобных и ионных взаимодействий Четвертичная структура - агрегаты нескольких белковых макромолекул (белковые комплексы), образованные за счет взаимодействия разных полипептидных цепей

Высокомолекулярные соединения Интересно, что из множества возможных вариантов Природа "выбрала" всего 4 типа полимеров: Во-вторых, благодаря особым, только для них характерным свойствам, полимеры (синтетические, искусственные и некоторые природные) широко используются при изготовлении самых разнообразных материалов: искусственные п о л и м е р н ы е м а т е р и а л ы пластмассы каучуки плёнки волокна лаки клеи

Композиционные материалы Полимеры применяются для получения композиционных материалов, ионообменных смол (полиэлектролитов) …композиционных материалов ионообменных смол Композиционный материал (композит) - это материал, в котором наряду с основным веществом содержатся упрочняющие или модифицирующие компоненты. В состав композита входят: связующее вещество (обычно полимер), наполнитель, пластификаторы, свето- и термостабилизаторы, красители и т.п. Прочность полимерных композиций, содержащих наполнитель, обусловлена дополнительными силами, связывающими наполнитель с полимером за счет адгезии (прилипания).

Композиционные материалы Вот некоторые примеры наполнителей в композитах: сажа в резине, ткань в текстолите, бумага в гетинаксе, стеклоткань и стекловолокно в стеклопластиках, металлы (порошок или нити) в металлополимерных, взрывчатые вещества (порох) в твердом ракетном топливе, нитевидные монокристаллы Al 2 O 3, карбидов кремния и бора, графита и т.д. в особо прочных материалах для космической техники

Способы получения Поликонденсация Это химический процесс соединения исходных молекул мономера в макромолекулы полимера, идущий с образованием побочного низкомолекулярного продукта (чаще всего воды) Полимеризация Это химический процесс соединения множества исходных молекул низкомолекулярного вещества (мономера) в крупные молекулы (макромолекулы) полимера.

Гомополимеризация – соединение молекул одного мономера Сополиконденсация – соединение молекул двух и более исходных веществ Гомополиконденсация – соединение молекул одного мономера Способы получения

Пластмассы и волокна Обычно полимеры редко используют в чистом виде. Как правило из них получают полимерные материалы. К числу последних относятся пластмассы и волокна. Пластмасса – это материал, в котором связующим компонентом служит полимер, а остальные составные части – наполнители, пластификаторы, красители, противоокислители и др. вещества.

Особая роль отводится наполнителям, которые добавляют к полимерам. Они повышают прочность и жёсткость полимера, снижают его себестоимость. В качестве наполнителей могут быть стеклянные волокна, опилки, цементная пыль, бумага, асбест и др. Поэтому такие пластмассы, как, например, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, фенолформальдегидные, широко применяются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в медицине, культуре, в быту. Пластмассы

Домашнее задание § 7(стр ) Записи в тетради!