Физико-химия растворов ВМС. Свойства биополимеров
Свойства растворов ВМС. Особенности растворения ВМС как следствие их структуры. Форма макромолекул.
Высокомолекулярные соединения –это химические веществас большой молекулярноймассой, молекулы которых состоят из огромного числа атомов, соединенных между собой ковалентными связями.
Макромолекулы большинства полимеров построены из одинаковых, много раз повторяющихся групп атомов, которые называются элементарными звеньями.
Число элементарных звеньев в макромолекуле n является одной из важнейших характеристик полимера и называется степенью полимеризации.
В общем виде реакцию образования полимера можно представить следующей схемой:
nA → - А – А – А – А - … или -(А)n-.
Между степенью полимеризации и молекулярной массой полимера Мn имеется следующая связь: n = Mn / m, или Мn = n ∙ m, где m – молекулярная масса элементарного звена.
Свойства полимеров неразрывно связаны не только с их составом и структурой, но и с молекулярной массой. Обычно к полимерам относят вещества, имеющие молекулярную массу свыше 5000.Полимеры с меньшей молекулярной массой называют олигомерами. Если для обычных соединений молекулярная масса есть величина постоянная, то для полимеров молекулярная масса величина среднестатистическая. Это связано с тем, что полимерное вещество состоит из молекул с разной степенью полимеризации, т.е. представляет собой смесь полимергомологов. Поэтому для характеристики полимера пользуются понятием средней молекулярной массы – М.
|
|
|
Таким образом,полимеры – это высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из огромного числа структурных звеньев, взаимодействующих друг с другом посредством ковалентных связей.
По строению полимерной цепи –макромолекулы могут иметь линейное, разветвленное и сетчатое строение(рис. 7.1).
Рис. 7.1. Линейное (а), разветвленное (б) и сетчатое (в) строение полимеров
Свойства полимеров зависят от их строения. ВМС представляют собой очень сложные системы, построенные из макромолекул, взаимодействующих между собой, а молекулы состоят из повторяющихся звеньев, соединенных химическими связями. Строение макромолекул зависит от исходных мономеров и типа протекающего процесса
Строение макромолекул в зависимости от исходного мономераи метода получения
| Строение макромолекул | Исходный мономер и метод получения |
| Линейное | Полим-я мономеров и поликонд-я при уч. мономеров с 2 функц. группами |
| Разветвленное | Полим-я мономеров и поликонд-я мономеров, им-х 3 и более функц. группы |
| Сетчатое | «Сшивка» цепей: при вулканизации или синтезе термореак-х смол |
В соответствующих растворителях многие ВМС образуют растворы , обладающие рядом свойств коллоидных растворов: они медленно диффундируют, не проникают через диализационные мембраны, размер частиц соответсвует коллоидным (1-100 мкм).
|
|
|
Однако в отличии от коллоидов ВМС не имеют поверхности раздела; кроме того они способны самопроизвольно растворяться в определённых жидкостях, не требуя для этого стабилизаторов или затраты внешней энергии. Растворы ВМС очень устойчивы. Отсутствие у них поверхности раздела, несмотря на большой размер частиц,объясняется тем, что частицы ВМ веществ представляют своеобразный «клубок» очень длинных цепочек, состоящих обычно из молекул непрерывных углеводородов или аминокислот, моносахаридов или др веществ. Толщина этих цепочек не превышает толщину 1 молекулы, что, несмотря на большую их длину, исключает поверхность раздела и приближает эти растворы по свойствам к истинным..
Имеют способность к набуханию.(желатинизируются)
Очень устойчивы, главным фактором устойчивости большинства ВМС является их водная оболочка препятствующая коагуляции частиц, даже в изоэлектрическом состоянии.
Растворению ВМС предшествует его набухание. Это явление характерно для всех ВМС и никогда не наблюдается у низкомолекулярных веществ. Набухание заключается в следующем: молекулы низкомолекулярной жидкости-растворителя проникают в погруженное в нее ВМС, заполняя свободные пространства между макромолекулами. Это вполне возможно, так как цепочки макромолекул «упакованы» неплотно. Проникнув вначале благодаря капиллярным силам, растворитель дальше начинает поступать внутрь набухающего тела уже в нарастающем количестве благодаря гидратации полярных групп указанных соединений. Основное значение гидратации заключается в ослаблении межмолекулярных связей, разрыхлении этих соединений. Образующиеся просветы заполняются новыми молекулами растворителя. Раздвиганию звеньев и цепей макромолекул способствуют и осмотические явления, протекающие одновременно с гидратацией полярных групп высокомолекулярных соединений.
|
|
|
После того как будут разрушены связи между макромолекулами, т. е. когда нити их будут достаточно отодвинуты друг от друга, макромолекулы, получив способность к тепловому движению, начинают медленно диффундировать в фазу растворителя. Набухание переходит в растворение.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1521; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!