Критерии классификаций 1. По агрегатному состоянию (жидкие, твердые); 2. По происхождению (природные и синтетические: неорганические, органические, элементноорганически; 3. По характеру цепи (регулярные и нерегулярные, гомоцепные и гетероцепные); 4. По конфигурации (линейные, разветвленные и сшитые). 1 1. По агрегатному состоянию твердые ВМС жидкие ВМС газообразные ВМС Причина отсутствия газообразных ВМС: высокие силы межмолекулярного взаимодействия, обусловленных большими размерами макромолекул 2 Характеристики жидкого состояния • • • Высокая плотность упаковки Определенная форма и объём Малое сопротивление к сохранению формы Характеристики твердого состояния • Высокая плотность упаковки • Определенная форма и объём • Способность к их сохранению Условие: энергия межмолекулярного взаимодействия превышает энергию теплового движения молекул 3 Твердое состояние Кристаллическое Жидкокристаллическое Аморфное 4 2. По происхождению Природные (биополимеры) ВМС растительного и животного происхождения: ❑ белки ❑ нуклеиновые кислоты ❑ полисахариды (крахмал, целлюлоза) ❑ натуральный каучук Синтетические (полимеры) Многочисленные полимерные материалы ✓ Полиэтилен ✓Полиамиды ✓Полистирол ✓Фтороплаты ✓Фенол-формальдегидные смолы 5 Биополимеры • РНК, ДНК • Белки • Полисахариды • Полиуглеводороды 6 Белки Шёлк (фиброин) Шерсть (кератин) 7 Крахмал Полисахариды Хитин Полиуглеводороды Каучук Древесина, хлопок (целлюлоза) 8 Синтетические неорганические полимеры Асбест Синтетические ВМС на основе С Синтетические волокна на основе бора 9 Синтетические неорганические полимеры Схемы структурных сеток: а – кристаллического кремнезема; б – кварцевого стекла; в – натриевосиликатного стекла Силиконы (полисилоксаны) 1 0 11 12 Элементоорганические полимеры (полисилоксаны, полититаноксаны, полиалюмоксаны) Полисилоксаны (силиконы) делятся на три группы в зависимости от молекулярной массы и степени сшивки: а) «силиконовые жидкости» (менее 3000 силоксановых звеньев) б) «силиконовые эластомеры» (от 3000 до 10000 силоксановых звеньев) в) «силиконовые смолы» (более 10000 силоксановых звеньев) и высокая степень сшивки 13 Полисилоксаны (продукция) Силикон высокой вязкости для изготовления слепков в стоматологии Ветрогонное средство Силиконовый герметик Силиконовая вакуумная смазка Шланги Силиконовые имплантанты 14 3. По характеру цепи Регулярные Нерегулярные 15 По характеру цепи 1. Регулярные К ним относятся: • Полимеры, у которых образование макромолекулярной цепи идет по схеме «α-α» и «β-β»: • Полимеры, у которых образование цепи идет по схеме «α-β»: 16 2. Нерегулярные • Полимеры с произвольным (беспорядочным) расположением замещающих групп, у которых встречаются оба типа соединений элементарных групп: 17 По характеру цепи Гомоцепные Гетероцепные Гомоцепные - это высокомолекулярные соединения, основная цепь которых построена из одинаковых атомов, образуют гомоцепные полимеры, например, из атомов углерода (карбоцепные полимеры) Из природных органических полимеров к карбоцепным относится натуральный каучук, из неорганических все модификации элементарного углерода(алмаз, графит). 18 Гетероцепные высокомолекулярные соединения – это соединения основная цепь которых состоит из двух или более разных элементов, например из углерода и азота, углерода и серы, углерода и кислорода и другие. 1 9 4. По конфигурации 20 По конфигурации Линейные полимеры Линейные полимеры построены из длинных одномерных элементов структуры – отдельных макромолекул или молекулярных блоков. Натуральный каучук Желатин Полиэтилен Линейные полимеры способны образовывать высокопрочные волокна и пленки, обладают упругостью, образуют растворы высокой вязкости. Эти свойства следуют из того факта, что линейные макромолекулы могут плотно располагаться друг около друга, за счет чего межмолекулярное взаимодействие усиливается и полимеры могут образовывать кристаллическую2 1 структуру. Это определяет их высокую плотность, теплостойкость и другие свойства. По конфигурации Линейные полимеры Линейные полимеры могут иметь регулярную и нерегулярную структуру. В полимерах регулярной структуры отдельные звенья цепи повторяются в определенной последовательности и располагаются в определенном порядке в пространстве, их называют стереорегулярными. Применение некоторых представителей ВМС: Лавсан применяют для изготовления волокон, пленок и для других целей Полиамидные смолы являются Целлюлозу применяют для изготовления термопластичными веществами. корма для животных, изготовления бумаги, Применяют их для изготовления химического волокна, в строительстве, 2 искусственных волокон и оружейной промышленности. 2 пластических масс. По конфигурации Разветвленные полимеры Разветвленные полимеры состоят из цепей с боковыми ответвлениями. Амилопектин применяется в бодибилдинге для увеличения роста и развития мышечной ткани, мускулатуры. Политиофен широко используется в качестве упаковочных материалов для электронных компонентов. 23 По конфигурации Разветвленные полимеры Предельный случай разветвлённых полимеров звездообразные, макромолекулы которых представляют собой совокупность цепей, выходящих из одного центра. Некоторые самые интересные особенности, показанные звездообразными полимерами, являются их уникальными реологическими и динамическими свойствами по сравнению с линейными аналогами идентичной молекулярной массы и состава мономера. Полимер на основе лактида молочной кислоты Один из подходов синтеза звездообразных полимеров 24 Сшитые ВМС Сшитые полимеры (трехмерные, сетчатые), - полимеры со сложной топологич. структурой, образующие единую пространств. сетку. Обычно молекулярная масса (более 109 г/моль) сетчатых полимеров соизмерима с размерами системы, т.е. весь объем полимера представляет собой одну молекулу. Узлы сшивки 1. Химические 2. Физические 3. Топологические 25 Сшитые ВМС Сшитые полимеры получают полимеризацией или поликонденсацией полифункциональных мономеров или олигомеров, а также сшиванием сформированных полимерных цепей. Сшивание осуществляется по реакционноспособным группам полимера или/и под действием химических веществ - сшивающих агентов, а также ионизирующих излучений. Фенолформальдегидные смолы – типичные представители сшитых полимеров 26 Спасибо за внимание! 2 7
