Високомолекулярні сполуки

року міністерство освіти Російської Федерации.

Санкт-Петербурзький Державний Гірський Институт.

(Технічний Университет).

Кафедра спільної програми та фізичної химии.

РЕФЕРАТ.

Високомолекулярні сполуки, їх властивості і применение.

Виконали: студенти грн. ИЗ-99−1.

Борисов Д.В.

Брук Б.М.

Проверил:

Григор'єва Л.В.

Санкт-Петербург.

2001 г.

1. Запровадження. 2. Органічні і неорганічні ВМС. 3. Загальні властивості ВМС. 4. Молекулярний вагу полімерів. 5. Дробове поведінка макромолекул. 6. Геометрична форма макромолекул. 7. Особливості реакцій полімерів. 8. Полиминералогичные перетворення. 9. Роль ВМС у природі. 10. Значення ВМС у техніці. 11. Використана литература.

Серед численних речовин, можна зустріти у природі, різко виділяється група сполук, від інших особливими фізичними властивостями, високої в’язкістю розчинів, здатністю утворювати волокна, плівки тощо. До цих речовин ставляться целюлоза, лигпин, пентозаны, крохмаль, білки, й нуклеїнові кислоти, поширені в рослинному і тваринний світ, де їх утворюються у результаті життєдіяльності организмов.

Високомолекулярні сполуки отримали свою назву внаслідок великий їхнього молекулярного ваги, що відрізняють їхнього капіталу від низькомолекулярних речовин, молекулярний вагу яких лише порівняно рідко сягає кілька сотень. Нині заведено відносити до ВМС речовини з молекулярным вагою більш 5000.

Молекули ВМС називають макромолекулами, а хімію ВМС — хімією макромолекул і макромолекулярной химией.

Через війну численних сполук, здійснених величезної армією хіміків, фізиків і, було встановлено як будова деяких природних ВМС, а й знайдено шляху синтезу їх замінників з доступних видів сировини. Виникли нові види промисловості, почалося виробництво синтетичного каучуку, штучних синтетичних волокон, пластичних мас, лаків і водно-дисперсійних фарб, замінників шкіри т.д. На перших парах синтетичні матеріали носили характер замінників природних матеріалів. У зараз у результаті б у хімії і фізиці ВМС і вдосконалення технологій їх виробництва, завдяки принципової змоги поєднати щодо одного речовині будь-які бажані властивості, синтетичні ВМС поступово проникають в усі області промисловості, де вони стають цілком незамінними конструкційними і антикоррозийными материалами.

Органічні і неорганічні ВМС.

Органічні ВМС є основою живої природи що входять до склад рослин, — полісахариди, лигпин, білки, пектинові речовини — высокомолекулярны. Цінні механічні властивості деревини, бавовни, льны обумовлені значним вмістом у них высокомолекулярного полисахарида — целюлози. Головною складовою картоплі, пшениці, жита, вівса, рису, кукурудзи, ячменю є інший високомолекулярний полісахарид — крохмаль. Торф, буре вугілля, кам’яні вугілля є продукти геологічного перетворення рослинних тканин, переважно целюлози і лігніну, а також мають бути віднесено до високомолекулярним соединениям.

У основі живого світу також лежать ВМС — білки, є головною складовою майже всіх речовин тваринного походження. М’язи, з'єднувальні тканини, мозок, кров, шкіра, волосся, шерсть, ріг перебувають у основному з високомолекулярних білкових веществ.

Неорганічні високомолекулярні сполуки грають ті ж самі велику роль і такий самий поширені в мінеральному світі, як органічні ВМП в живої природе.

Більшість земної кори складається з окислів кремнію, алюмінію і інших многовалентных елементів, з'єднаних, очевидно, в макромолекули. Найбільш поширений серед окислів кремнієвий ангідрид [SiO2]n, є, безперечно, високомолекулярним з'єднанням. Більше 50% всієї маси земної кулі складається з кремнієвого ангідриду, а зовнішньої частини земної кори утримання її сягає 60%. Найпоширенішою модифікацією кремнієвого ангідриду є кварц — найважливіша складова частина більшості гірських порід і песка.

Загальні властивості ВМС.

Для високомолекулярних сполук характерні деякі загальні властивості, що дозволяють виділити хімію високомолекулярних сполук, у самостійну науку. Ці властивості що неспроможні бути описані з допомогою уявлень класичної хімії. Для розгляду властивостей високомолекулярних сполук необхідно провести принципово нові поняття, загальні для класу соединений.

Молекулярний вагу полимеров.

Первой особливістю хімії високомолекулярних сполук є абсолютно нове поняття молекулярного ваги. Для низькомолекулярних сполук величина молекулярного ваги — це константа, характеризує індивідуальність хімічного сполуки. Зміна молекулярного ваги завжди свідчить перехід до іншого речовини й супроводжується помітним зміною властивостей. З переходом від одного представника гомологического низки до іншого (т. е. зі зміною величини молекулярного ваги) фізичні властивості речовин змінюються настільки, що, користуючись цією зміною, вдається відокремити гомологи друг від друга. Рис. 1. Криві розподілу по молекулярным вагам. [pic]Молекулярный Вага На рис. 1 показані криві розподілу по молекулярному вазі двох полімерів з однаковим середньої ступенем полімеризації, але з різноманітною полидисперсностью. Полімер, що характеризується кривою 1, більш однорідний по молекулярному вазі, ніж полімер з кривою розподілу 2. Ступінь полидисперсности не менш важливим характеристикою полімеру, ніж середній молекулярний вес.

Зі зміною фізичних властивостей зі збільшенням молекулярного ваги безпосередньо пов’язане ще одне особливість високомолекулярних сполук. Зі збільшенням молекулярного ваги тиск парів хімічних сполук зменшується й укоренилася задовго до значень молекулярних терезів, притаманних високомолекулярних сполук, падає практично нанівець. При нагріванні високомолекулярних сполук немає помітної летючості, а при певної температурі настає термічне розкладання речовини розриву хімічних зв’язків і перегрупуванням атомів. Високомолекулярні сполуки практично нелетучи не можуть бути переведені у газоподібне состояние.

На відміну від низькомолекулярних сполук, котрим відомі три агрегатних стану: тверде тіло, рідина, газ, — для високомолекулярних сполук відомі лише 2 агрегатних стану: тверде тіло, жидкость.

Дробове поведінка макромолекул.

Характерною ознакою хімії високомолекулярних сполук є те, що найменшої «часткою», що у реакції чи фізико-хімічному процесі, не молекула, як у класичній хімії, а елементарне ланка (при хімічних реакціях) або ділянка ланцюга (при фізико-хімічних і фізико-механічних процессах).

Така поведінка молекул високомолекулярних сполук, у физикохімічних і фізико-механічних процесах пов’язані з гнучкістю макромолекул. Молекулярні ланцюга різних полімерів мають різної гнучкістю, що визначається величиною потенційного бар'єра вільного обертання атомів щодо одне одного. Величина потенційного бар'єра в своє чергу залежить від хімічної будови полімеру й правничого характеру функціональних груп, наявних у цепи.

Макромолекули лінійних полімерів характеризуються високим рівнем асиметрії. Тому окремі ділянки витягнутої молекулярної ланцюга настільки віддалені друг від друга, що взаємовпливи стає мізерно малим. У результаті деякі ділянки молекулярної ланцюга при розчиненні (коли рухливість і гнучкість ланцюга зростає) й у процесах деформації полімерів поводяться як кінетично самостійні одиниці. Такі ділянки молекулярної ланцюга називають сегментами. Розмір ділянки молекулярної ланцюга, виявляє кінетичну незалежність (сегмента), перестав бути постійної і та умовами, у яких перебуває полімер (температура і концентрація розчину, природа розчинника, температура, величина і швидкість докладання навантаження при деформації). Це спричиняє появі деяких особливостей в властивості розчинів й у процесах деформації полимеров.

Найпростішої «часткою», самостійно що у хімічних реакціях, є елементарне ланка макромолекули полімеру. Отже, реакції функціональних груп полімерів — це хімічні реакції елементарних звеньев.

Слід зазначити, під функціональними групами полімеру зазвичай розуміють функціональні групи, що входять до склад елементарних ланок ланцюга. У макромолекулах більшості полімерів є також кінцеві функціональні групи, зазвичай які від функціональних груп елементарних ланок. Проте за великому молекулярному вазі полімеру і малому числі кінцевих груп реакціями кінцевих груп у переважну більшість хімічних перетворень полімерів можна пренебречь.

У класичної хімії повноту перебігу хімічної реакції зазвичай характеризують числом молей перетвореного речовини чи виходом продуктів реакції, причому розумітися під «молем» розуміють цілком певну величину — молекулярний вагу речовини, виражений у конкретних вагових единицах.

Інша залежить від хімії високомолекулярних сполук. Так, при этерификации поливинилового спирту один міль оцтового ангідриду витрачається одне елементарне ланка полімеру, і поняття «міль» стає умовним. У хімії високомолекулярних сполук молем* називають молекулярний вагу елементарного ланки полімеру, виражений у конкретних вагових единицах.

Відповідно повноту хімічної реакції характеризують числом прореагировавших елементарних ланок. Оскільки ці ланки перебувають у однієї молекулярної ланцюга, число елементарних ланок, що у реакції, показує не вихід кінцевий продукт реакції, як і реакціях низькомолекулярних сполук, а ступінь хімічного перетворення высокомолекулярного сполуки. До того ж вихідні і кінцеві продукти реакції об'єднують у однієї молекулярної ланцюга, що змінює уявлення «класичної» хімії про чистому речовині. Тому результати хімічних перетворень високомолекулярних сполук доводиться оцінювати статистически.

Там, коли час реакції досягнуто вичерпна повнота перетворення всіх функціональних груп, отриманий продукт, відповідно до поняттям класичної хімії, однаково перестав бути чистим речовиною внаслідок неоднорідності полімеру по молекулярному вазі. Отже, вводять нові поняття: однорідність речовини по молекулярному вазі і однорідність речовини з хімічної составу.

Поруч із реакціями елементарних ланок дуже важливого значення мають макромолекулярные реакції полімерів. У цих реакціях макромолекула веде себе, немов єдине ціле і тому стехиометрические співвідношення реагують речовин суттєво різняться від стехиометрических співвідношенні речовин, у реакціях елементарних ланок полимеров.

До макромолекулярным реакцій полімерів ставляться межмолекулярные реакції, у яких між макромолекулами утворюються хімічні зв’язку й лінійні полімери перетворюються на просторові, і навіть реакції хімічної деструкції полімерів, які відбуваються під впливом хімічних реагентов.

У реакціях елементарних ланок полімеру, внаслідок сумірності молекулярних терезів елементарного ланки і реагує з нею низкомолекулярного речовини, беруть участь зазвичай порівнянні кількості полімеру і низкомолекулярного сполуки. При освіті ж межмолекулярных зв’язків у реакції бере участь, з одного боку, макромолекула полімеру, з другого — молекула низько* молекулярного сполуки, молекулярний вагу що його сотні чи тисячі разів менше молекулярного ваги полімеру. Наприклад, для освіти хімічного зв’язку між двома макромолекулами полиакриловой кислоти досить одного атома двухвалентного металу: [pic]При цьому макромолекули полиакриловой кислоти втрачають свою кінетичну самостійність, полімер набуває просторове будова, в результаті чого різко змінюються фізичні властивості системы.

Вагова частка низкомолекулярного речовини, що у макромолекулярной реакції, мізерно мала, оскільки він визначається співвідношенням молекулярних терезів низкомолекулярного з'єднання та полімеру. Цим обумовлена одне з важливих особливостей високомолекулярних сполук — різку зміну властивостей під впливом малих добавок деяких веществ.

При реакціях хімічної деструкції полімерів на розрив однієї зв’язку в полімері витрачається одна молекула низкомолекулярного речовини. Наприклад, при гідролізі полиамидов для омилення однієї амидной зв’язку потрібно одна молекула води: [pic].

Геометрична форма макромолекул.

Третя особливість хімії високомолекулярних сполук — це різка залежність властивостей полімерів від геометричній форми макромолекул. У хімії низькомолекулярних сполук геометрії молекули залежать лише властивості її атомів. Фізико-хімічні властивості низькомолекулярних сполук, зазвичай, не розглядаються у зв’язку з формою молекулы.

У хімії високомолекулярних сполук форма макромолекули набуває дуже важливого значення. Так, макромолекула лінійного полімеру залежно від геометрії елементарних ланок та порядку їх чергування (якщо вони різняться за хімічним складом і стереометрії) може за своєю формою наближатися до жорсткої паличці (полифенилены, полиацетилены), згортатись в спіраль (амилоза, нуклеїнові кислоти, пептиди) чи клубок (глобулярные білки). Залежно від форми макромолекули лінійні полімери можуть значно різнитися як. Але водночас вони теж мають ряд загальних властивостей, характерних саме з •лінійних полімерів, які відрізняють їхню відмінність від полімерів з іншою геометричній формою молекул.

Усі лінійні полімери принципово може бути переведені у розчин. Розчини лінійних полімерів навіть за відносно невеликих концентраціях мають високої в’язкістю, кілька десятків і в сотні разів перевищує в’язкість відповідних розчинів низькомолекулярних сполук. Багато лінійні полімери можуть плавитися без розкладання, причому їх розплави також мають дуже високою в’язкістю. Лінійні полімери, відрізняються хорошими физикомеханічними властивостями: великий міцністю і еластичність. Гнучкість макромолекули лінійних полімерів сприяє їхній розчинення і плавлению, а здатність гнучкою макромолекули змінювати форму під впливом зовнішніх зусиль обумовлює високі эластические властивості. Значна розривна міцність лінійних полімерів пояснюється переважно тим, що лінійні макромолекули можуть досягати високого рівня орієнтації щодо друг одного й мати велику щільність упаковки, що зумовлює виникненню численних межмолекулярных зв’язку з високої сумарною энергией.

Ці особливості властивостей лінійних полімерів випливають із їх будівлі. Наявність двох типів зв’язків (хімічних валентных зв’язків і фізичних межмолекулярных взаємодій), різняться по енергетичної характеристиці, визначає можливість розчинення і плавлення лінійних полімерів. Високої ступенем асиметрії макромолекул обумовлена висока в’язкість розчинів і розплавів лінійних полимеров.

Розгалужені полімери також може бути переведені у розчин, причому за однакової хімічний склад і молекулярному вазі розчинність розгалужених полімерів вище розчинності лінійних полимеров.

Міцність розгалужених полімерів і в’язкість їх розчинів залежить від ступені та типу розгалуження. Полімери, які мають відносно мало бічних ланцюгів, дуже близькі як до лінійним полимерам. Сильноразветвленные полімери, внаслідок значно меншою мірою асиметрія молекул, утворюють розчини зниженою в’язкістю. Міцність таких полімерів нижче міцності відповідних лінійних полімерів тієї ж природы.

Сітчасті полімери суттєво різняться як від лінійних і розгалужених полімерів. Не плавляться без розкладу і неможливо знайти переведені у розчин. Це з тим, що у сітчастих полимерах переважають міцні хімічні зв’язок між макромолекулами. Фізичні і фізико-механічні властивості цих полімерів залежить від числа межмолекулярных хімічних зв’язків і південь від регулярності їхнього розташування. З збільшенням кількості межмолекулярных зв’язків твердість речовини збільшується, підвищується модуль пружності і зменшується величина відносної деформації, тобто. властивості сітчастого (просторового) полімеру наближаються до властивостями кристала (прикладом кристалічного полімеру з правильної просторової гратами є алмаз).

Особливості реакцій полимеров.

Хімічні перетворення полімерів дають можливість створювати численні нові класи високомолекулярних сполук й у широкому діапазоні змінювати властивості й області застосування готових полимеров.

Найкраще вивчені хімічні властивості природних високомолекулярних сполук (целюлози, крохмалю, білків), відомі за багато десятиліть до появи синтетичних полімерів. Найбільше увагу приділялося хімічним перетворенням целюлози, яка має цінними технічними властивостями .і що найбільш найпоширенішим природним органічним полімером. Шляхом хімічних перетворень целюлози отримують ацетаты целюлози, застосовувані для волокна, лаків, плівок, пластмас; нітрати целюлози для пластмас, плівок, лаків і бездимного пороху; численні прості ефіри целюлози, мають дуже різноманітне застосування виробництва лаків, плівок, электроизоляционных матеріалів, як опоряджувальних засобів у текстильної промисловості, і навіть присадок при бурінні нафтових скважин.

Коли з’явилися синтетичні полімери, єдиний засіб зміни їх складу і властивостей був добір нових вихідних иономеров. Проте, як з’ясувалося згодом, деякі полімери не можна отримати безпосереднім синтезом з низькомолекулярних сполук внаслідок нестійкості цих мономерів. Так, наприклад, поливиниловый спирт, використовуваний для синтетичного волокна, соціальній та ролі емульгатора, для шлихтовки тканин та у харчовій промисловості, може бути отримано полимеризацией мономера. Його отримують омылением готового полімеру — поливинилацетата. Ацеталированием поливинилового спирту одержують різноманітні поливинилацетали, використовувані в виробництві лаків та покрить. Тільки шляхом взаємодії природних і синтетичних каучуков із сірою та інші полифункциональными сполуками (вулканізація) можна отримати різні сорти гуми і ебоніту. Чинбарня білків, що забезпечує можливість їх технічного використання, також грунтується на хімічному взаємодії білків з альдегидами чи іншими бифункциональными сполуками. Нарешті, до хімічним перетворенням належить спрямована деструкція полімерів, часто застосовується для регулювання молекулярного ваги полімерів, перероблюваних у різних галузях промисловості. На повному гідролізі целюлози грунтується Процес отримання гидролизного спирту. Механічна деструкція полімерів використовують у промисловому масштабі зміни фізико-хімічних властивостей полімерів, і навіть для синтезу нових типів сополимеров.

Попри широке промислове використання хімічних перетворень полімерів, досі не проводилося досить систематичних досліджень їх хімічних властивостей, й у хімії високомолекулярних сполук головну увагу приділялося методам синтезу полімерів лише останні роки реакції високомолекулярних сполук стають предметом значної частини досліджень, які мають відкрити нові можливості синтезу полімерів з цінними властивостями, і навіть допомогти в з’ясуванні механізму перетворень високомолекулярних сполук, у живої природе.

Хімічні реакції високомолекулярних сполук немає від реакцій класичної органічної хімії, але велика величина і складність будівлі макромолекул вносять у ці перетворення свої особенности.

У хімії високомолекулярних сполук розрізняють реакції ланок полімерної кайдани й посадили макромолекулярные реакції. Реакції ланок полімерної ланцюга приводять до зміни хімічного складу полімеру без істотного зміни ступеня полімеризації. Такі реакції називаються полимераналогичными превращениями:

Це внутримолекулярные хімічні перетворення полімеру і реакції його функціональних груп, і атомів з низкомолекулярными соединениями.

Макромолекулярные реакції завжди приводять до зміни ступеня полімеризації, котрий іноді структури основний ланцюга полімеру. До цих реакцій ставляться реакції деструкції полімерів, що супроводжуються зменшенням молекулярного ваги, і межмолекулярные реакції, у яких утворюються просторові структури та різко зростає молекулярний вагу полимера.

Особливе місце серед макромолекулярных реакцій займають реакції кінцевих груп полімерів, які, внаслідок малої кількості цих груп за досить великому молекулярному вазі полімеру, мало позначаються і складі - й будову полімеру, і ступеня його полимеризации.

Полиминералогичные превращения.

Реакції цього було використано Штаудингером як доказ макромолекулярного будівлі природних, та був і синтетичних полімерів. Поливинилацетат було перетворено їм у поливиниловый спирт, а останній — знову в поливинилацетат: [pic].

У цьому виявилося, що ступінь полімеризації продуктів перетворення не відрізняється (не більше помилки виміру) від рівня полімеризації вихідних полімерів. Нітрати целюлози теж можна отримати без деструкції макромолекули, якщо нитровать целюлозу сумішшю азотної і фосфорної кислот і фосфорного ангідриду при 0 °C. Цей метод нитрования целюлози використовують із наступного визначення її молекулярного ваги. При полимераналогичных перетвореннях реакційна здатність функціональних груп, і атомів залежить від молекулярного ваги полімеру. Приміром, реакції лужного гідролізу протікають практично з однаковим швидкістю і однаковою енергією активації (28 і 27,5 ккал/моль). Константи швидкості гідролізу поливинилацетата і винилацетата однакові тощо. д.

Властивості функціональних груп під час переходу від мономера до полимеру змінюються максимум, аніж за переході від одноатомных низькомолекулярних сполук до многоатомным.

Реакція дегідратації одноатомных спиртів під впливом сірчаної кислоти чи його солей є класичним методом отримання простих ефірів. У освіті молекули ефіру беруть участь дві молекули спирту. Реакція дегідратації гликолей в умовах відбувається у двох напрямах: із заснуванням лінійних полигликолей чи з внутрімолекулярної циклизацией (якщо можливо освіту ненапружених п’ятичи шестичленных циклів). Этиленгликоль під впливом сірчаної кислоти утворює полигликоли чи шестичленный циклічний ефір 1, 4-диоксан: [pic].

Гликоли, які мають гидроксильные групи розділені двома чи трьома метиленовыми групами, дегидратируются із заснуванням п’ятичи шестичленных циклічних сполук з ефірної зв’язком. [pic].

Роль ВМС в природе.

Жива природа є форму існування високомолекулярних сполук. Вона розвивається у оточенні й дії з неорганічним світом, збудованим переважно з ВМС. Тільки вода й повітря поширені земній кулі як і широко, як ВМС. Людство задоволення власних потреб як і створює наразі і використовує високомолекулярні матеріали. По значимості для людства з високомолекулярні матеріалами конкурують лише метали, як конструкційні матеріали, паливо як джерело енергії та харчові продукти. Таке якнайширше поширення та надзвичайно високе значення ВМС випливає з їхніх спільних властивостей, обумовлених величезної величиною і складністю макромолекул.

Як знаємо з величезного досвіду, накопиченого хімією, зі збільшенням молекулярного ваги хімічних сполук рухливість молекул зменшується. Корисно підкреслити, що сталість ВМС, особливо органічних, є наслідком не низького термодинамічної потенціалу, а малої рухливості громіздких макромолекул й малої швидкості диффузионных процесів. Всякі ж фізико-хімічні зміни тіл — плавлення, розчинення, кристалізація, випаровування, деформація — неминуче пов’язані з переміщенням молекул. Для хімічних перетворень, неможливі без безпосереднього контакту між молекулами реагують речовин, тим паче треба переміщення, диффузионное проникнення одного компонента в масу іншого. Природно, що невеликі молекули низькомолекулярних сполук, будучи значно рухомішими макромолекул, набагато легше піддаються хімічним і физикохімічним перетворенням. Довговічність об'єктів живою і мертвою природи було б незначною, якщо він складалася з низькомолекулярних сполук. Органічні високомолекулярні сполуки легше зазнають змін, ніж неорганічні, тож розвиток виробництва і еволюція живої природи протікають интенсивней розвитку та еволюції мертвої. Стабільність неорганічних високомолекулярних тіл настільки високою, що помітні зміни неживої природи вимагають величезних періодів часу, складових геологічні эры.

Завдяки великому числу атомів в макромолекуле, високомолекулярні сполуки може мати неймовірне число ізомерів навіть за найпростішому елементарному складі. Так, для граничного вуглеводнів, що містить 14 вуглецевих атомів, лише структурних ізомерів одно 1558, а вуглецю з 20 вуглецевими атомами воно досягає 366 314, хоча ці вуглеводні ще є ВМС.

Розмаїття ВМС необмежено. Звідси випливає ще більше розмаїття явищ природи, особливо життєвих явищ, т.к. переважна більшість природних процесів є процеси освіти, зміни і перетворення високомолекулярних тіл. Характеризуючи значення різноманіття органічних ВМС, одне із творців макромолекулярной хімії - Герман Штаудингер 1932 р. вказував, що з розуміння життєвих процесів біологічна хімія вимагає безлічі органічних речовин, і, відповідно, нескінченної низки можливих реакций.

Стійкість до фізико-хімічним перетворенням і розмаїття ВМС є фундаментальними принципами, які визначають їх роль і поширення природе.

У разі земної кулі безупинно протікають різноманітні взаємні перетворення низькоі високомолекулярних сполук. Чергування процесів освіти і розпаду ВМС є надзвичайно важливою специфічної особливістю конкретного висловлювання хімічного руху матерії в температурних умовах земної кулі. За більш високих температур повинні переважати взаємні перетворення атомів і найпростіших молекул чи процеси в найбільш складні частки вільні атомы.

Низькомолекулярні сполуки завдяки їхній рухливості легко переміщаються у просторі, швидко входять у зіткнення і взаємодію одне з одним чи з высокомолекулярными сполуками, створюючи, видозмінюючи чи розщеплюючи останні. Вони є, в такий спосіб, переносниками макромолекул у природі. Складність і мала рухливість макромолекул зумовлюють тривале існування високомолекулярних тіл та його многообразие.

Конкретні шляху освіти, зміни і розпаду високомолекулярних сполук дуже складні, і специфічні. Разом із цим у природі спостерігається вражаюча відтворюваність процесів освіти і перетворення найскладніших високомолекулярних сполук, наприклад белков.

Відповідальна роль біохімічному синтезі білків належить нуклеиновым кислотам, які визначають його специфічність. У самій структурі нуклеїнових кислот укладено основи точного їх відтворення і спрямованого синтезу білкових молекул, і навіть передачі спадкових ознак організму. У той самий час белок-фермент сприяє синтезу нуклеїнових кислот, полісахаридів та інших високомолекулярних сполук. Складний комплекс речовин — білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів і регуляторів їх хімічних перетворень — ферментів, гормонів, вітамінів — лежить в основі життєвого циклу организма.

Значення високомолекулярних сполук, у технике.

Високомолекулярні сполуки є основний складовою значної частини конструкційних матеріалів, застосування яких пов’язане з, виконанням тих чи інших механічних функцій. Такі матеріали повинні мати міцні, еластичність, твердістю, й у відношенні з высокомолекулярными сполуками можуть змагатися лише металлы.

Тільки нечисленні галузі промисловості переробляють високомолекулярні природні матеріали без застосувань будь-яких химикотехнологічних процесів, методами суто механічної технології. Така, наприклад, деревообделочная промисловість. Набагато чисельніша від галузі промисловості, де за переробці природних високомолекулярних матеріалів поєднуються процеси механічної та хімічної технології. У цьому, наприклад, у виробництві бавовняних, вовняних і лляних текстильних волокон, натурального шовку, в хутряної і шкіряної промисловості переважають процеси механічної технології, проте до випуску готового вироби необхідні зміни і такі важливі химико-технологические процеси, як фарбування волокон, тканин, хутра, забарвлення і чинбарня шкіри т. буд. У целюлозно-паперової промисловості, частково в гумової (з урахуванням натурального каучуку), у виробництві эфироцеллюлозных і білкових пластичних мас, кіноплівки, штучного волокна, навпаки, переважають химикотехнологические процеси обработки.

Деякі галузі промисловості займаються розщепленням природних високомолекулярних речовин для одержання цінних харчових продуктів технічних низькомолекулярних матеріалів. Сюди відносяться гидролизная промисловість (виробництво етилового спирту гидролизом деревини), крахмалопаточное, пивоварне та інші виробництва, використовують процеси брожения.

Рік у рік зростає виробництво синтетичних полімерів, тобто. високомолекулярних сполук, отримуваних з низькомолекулярних вихідних продуктів. Швидко розвиваються такі галузі промисловості, як промисловість пластичних масс, синтетических волокон, синтетичного каучуку, лаків (лакофарбова промисловість) і .клеїв, электроизоляционных материалов и ін. Промисловість пластичних мас займає настоящее время велику кількість синтетичних полімерних материалов с різноманітними властивостями. -Деякі їх перевершують по химической стійкості золото і платину, зберігають свої механічні властивості при охолодженні до -50 °С і за нагріванні до.

+500°С. Інші не поступаються за міцністю металам, а, по твердости приближаются до алмазу. З синтетичних полімерів одержують винятково легкі й міцні будівельні матеріали, прекрасную электроизоляцию, неперевершені матеріали для хімічної апаратури. Гумова промисловість має тепер материала ми, переважаючими за багатьма показниками. натуральний каучук, например газонепроницаемыми, стійкими до бензину і маслам, не теряющими эластических властивостей за нормальної температури від -80°С до.

+300°С. Нові синтетичні волокна в багато разів міцніше при родных, їх виходять гарні, несминаемые тканини, прекрасні штучні хутра. Технічні тканині з синтетичних волокон придатні для фільтрування, кислот і щелочей.

До галузям промисловості, використовує високомолекулярні сполуки, можна також ознайомитися віднести стекольную, керамічну, промисловість силікатних будівельних матеріалів. Високомолекулярні сполуки використовують у ракетній техніці. Розрив будь-який зв’язку в макромолекуле полімеру призводить до утворення двох кінетично самостійних молекул і поступового зменшення вдвічі середнього розміру молекулярного ваги. І тут вагова частка низкомолекулярного сполуки, що у реакції, також дуже мала.

Використана литература.

1. А. А. Стрепихеев — Основи хімії ВМС. Вид. «Хімія». М-1967г.

2. Ю. С. Липатов — Фізико-хімічні властивості і синез ВМС. Изд.

«Наукова Думка» Київ — 1976 г.

3. А. М. Шур — Високомолекулярні сполуки. Вид. «Вища Школа».

М-1966г.

4. РР. Еліас — Мегамолекулы. Вид. «Хімія» Ленінград — 1990 г.