Глава 31. Получение и свойства ВМС

§ 31.1. Классификация ВМС. Структура, форма и гибкость макромолекул

К высокомолекулярным веществам относят соединения с молекулярной массой порядка 10⁴-10⁶ и выше. Они могут быть природного происхождения (белки, высшие полисахариды, пектины, натуральный каучук) или получаются синтетически в процессах полимеризации и поликонденсации (пластмассы, синтетические волокна).

Молекулы ВМС чрезвычайно велики и носят название макромолекул. Природные ВМС (биополимеры) характеризуются постоянным значением молекулярной массы. В отличие от них синтетические полимеры всегда являются полидисперсными системами, так как состоят из смеси макромолекул, различных по длине и массе. Поэтому молекулярная масса таких полимеров представляет собой среднее значение М.

Количественное изменение молекулярной массы приводит к качественному скачку - появлению новых свойств полимера, которых не было у низкомолекулярного мономера: высокой пластичности и эластичности.

Практически важные свойства ВМС тесно связаны с их строением. Различают три основных типа структуры цепей: линейная, разветвленная, пространственная.

Линейные полимеры (натуральный каучук) построены из длинных цепей одномерных элементов (рис. 31.1, а).

Разветвленные полимеры имеют цепи с боковыми ответвлениями (рис. 31.1, б). Так построены молекулы крахмала.

Пространственные полимеры представляют собой трехмерную сетку (рис. 31.1, в), которая образуется при соединении отрезков цепей химическими связями (например, формальдегидные смолы). Из пространственных полимеров в особую группу выделяют полимеры со сшитой струк-

Рис. 31.1. Схемы строения макромолекул по ли меров: а - линейного; б - разветвленного; в - пространственного; г - сшитого

турой, цепи которых сшиты короткими мостиковыми химичекими связями через атомы кислорода или серы (рис. 31.1, г). Такую структуру имеет, например, резина.