Вход в аккаунт

Вы здесь

Высокомолекулярные соединения

 

Основные исторические этапы развития ВМС, вклад русских ученых в зарождении и развитии науки о полимерах

Природные ВМС известны очень давно. Такие природные материалы, как различные волокна, кожа и каучук, использовались еще в древние времена. Химия ВМС как самостоятельная наука начала развиваться лишь в 20-х годах XX века.

Определение строения ВМС и описание их св-в долгое время затруднялись не возможностью выделения их методами классической органической химии в химически чистом состоянии и нахождении их точных физических констант (температура плав., темпер. кип., молек. массы). Изучение строения и св-в ВМС стало возможным только с развитием физической химии и появлением таких методов исследования, как рентгенография, электронография и др. Были созданы также специальные методы определения молек. массы, формы и строения гигантских молекул, неизвестных в классической химии.

Первые попытки описания св-в ВМС на основе представлений классической химии привели к коллоидной теории строения ВМС, так как некоторые особенности растворов ВМС были близки к св-вам уже хорошо известных в то время коллоидных систем.

Наибольшее значение для последующего развития химии ВМС имели мицеллярная теория К. Мейера и Г. Марка и особенно макромолекулярная теория Г. Штаудингера.

Согласно мицелярной теории строения ВМС построены из мицелл, которые представляют собой пучки жестких макромолекул. В каждую мицеллу, образующую поверхностно-органическую структурную единицу, входит 40-60 параллельно расположенных макромолекул полимера. Поведением этих структурных единиц определяются все св-ва ВМС.

Штаудингер, наблюдая очень высокую вязкость даже низкоконцентрированных растворов ВМС, высказал предположение о существовании очень длинных, неассоциированных между собой молекул, размеры которых обусловливают все особенности ВМС. Штаудингер показал, что высшие и низшие члены полимергомологических рядов построены одинаково и различная способность к набуханию, растворению и др. физхим.св-ва обусловлены различием молекулярных масс.

Штаудингер отрицал возможность ассоциации молекул не только в разбавленных, но и концентрированных растворах полимеров. Он полагал, что молекулы полимеров представляют собой жесткие палочки, которые не могут заметно менять свою форму.

Теория Штаудингера имела много недостатков. Но не смотря на это она имела прогрессивную роль. Эта теория впервые дала представления о полимерах как о в-вах, размер молекул которых на несколько порядков отличается от размера молекул НМС, что приводит к резким качественным различиям в св-вх соединений этих двух классов.

Решающее значение в создании современной теории строения ВМС имел синтез целого ряда полимеров. Мощное развитие орг.синтеза, начавшегося в конце 19 века, и получение громадного количества синтетических продуктов, в том числе мономеров, послужили толчком к синтезу разнообразных ВМС.

Благодаря применению новых методов исследования, было показано, что природные синтетические полимеры состоят длинных нитевидных молекул, молек.масса которых достигает десятков и сотен тысях.

На основе результатов дальнейших исследований структуры ВМС и их физ св-в сформировались современные представления о строении ВМС. Согласно им, ВМС построены из длинных гибких нитевидных молекул, способнх изменять свою форму. Связь между макромолекулами осуществляется физ силами межмолекулярного взаимодействия. Все полимеры неоднородны по физ структуре, что обусловлено большим размером и гибкостью макромолекул. Кристаллизующиеся полимеры двухфазны и имеют кристаллические и аморфные области. Аморфные полимеры однофазны, но и в этих полимерах имеются области упорядоченности. Благодаря гибкости макромолекул и их способности менять свою форму полимеры обладают высокими обратимыми деформациями, что отличает их от НМС.

Термодинамические исследования св-в растворов полимеров, проведенные М. Хаггинсом, П. Флори, В.А. Каргиным, С.М. Липатовым и др. исследователями, показали, что большинство ВМС образуют истинные растворы и лишь некоторые из них могут образовывать и коллоидные растворы.

На основе развитой Н.Н. Семеновым теории цепных реакций была разработана теория цепной полимеризации. Создание основ теории полимеризации значительную роль сыграли С.В. Лебедева. Применив кинетический метод исследования процесса полимеризации, он впервые установил зависимость скорости полимеризации от хим строения исходных НМС.

Основы теории поликонденсации разработаны У. Карозерсом, Марвелом, Г.С. Петровым и А.А. Ванштейдтом.

Значительным событием в химии полимеров явилось открытие К. Циглером и Дж. Натта метода синтеза нового типа ВМС - стереорегулярных полимеров, отличающихся регулярностью структуры и чрезвычайно высокими физ-мех показателями. Большие успехи достигнуты в области синтеза полимеров в твердой фазе, а также создание термостойких полимерных материалов и полимеров с системой сопряженных связей.

Последние годы ознаменовались огромными успехами в изучении строения и функций важнейших биологическиактивных полимеров. Стало возможным определения строения сложнейших природных ВМС. Строение ряда белков. Установлен принцип строения нуклеиновых кислот. Широкое развитие получили работы по изучению строения смешанных биополимеров, содержащих одновременно полисахаридную и белковую или липидную части и выполняющих очень ответственные функции в организме.

Загрузить весь реферат (RTF)

Рейтинг@Mail.ru Индекс цитирования