Химическое строение макромолекул
Химическое строение макромолекул — это порядок соединения структурных звеньев в цепи.
Структурные звeнья несимметричного строения, например,
могут соединяться между собой двумя способами:
Полимеры, макромолекулы которых построены одним из этих способов, называют регулярными.
Полимеры нерегулярного строения образованы произвольным сочетанием обоих способов соединения звeньев.
Пространственное строение макромолекул
Пространственное строение макромолекулы — это определенное расположение в пространстве атомов или атомных групп, связанных с главной цепью макромолекулы.
1) Пространственное строение макромолекул, образованных виниловыми мономерами CH2=CH–R (к виниловым мономерам относят соединения, содержащие группу винил–CH=CH2).
Если представить макромолекулу (–CH2–CHR–)n в виде вытянутой цепи, то все атомы углерода, имеющие тетраэдрическое строение (sp3-гибридизация), окажутся в одной плоскости в виде зигзагообразного скелета С–С-связей с углами 109o28'.
Группы (или заместители) R могут занимать по отношению к этой плоскости различные положения в пространстве. Рассмотрим это на примере отрезка цепи, включающего 4 звена, соединенных по типу «голова-хвост».
- Заместители R расположены по одну сторону от плоскости главной цепи:
Пространственное строение макромолекул
(-CH2-CHR-)n
2. Заместители R находятся по разные стороны от главной цепи:
Пространственное строение макромолекул
(-CH2-CHR-)n
1. Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул (–CH2–CHR–)n расположены упорядоченно:
- или все они находятся по одну сторону от плоскости цепи (такие полимеры называют изотактическими)
- или строго очередно по одну и другую стороны от этой плоскости (синдиотактические полимеры)
[«синдио» означает «над-под»]
Стереорегулярные полимеры способны кристаллизоваться, они обладают большей прочностью и теплостойкостью.
2. Если боковые заместители в макромолекулах располагаются в беспорядке относительно плоскости основной цепи, то такой полимер является стереонерегулярным или атактическим.
Атактические полимеры не способны кристаллизоваться и уступают по большинству эксплуатационных свойств стереорегулярным полимерам такого же химического состава.
2) Пространственное строение макромолекул, образованных диеновыми мономерами. В структурном звене таких макромолекул имеется двойная связь (например, в 1,4-полибутадиене или 1,4-полиизопрене). В этом случае возможны цис— и транс— изомерные формы:
Примером стереорегулярного полимера этого типа является натуральный каучук (1,4-цис-полиизопрен):
Высокомолекулярные соединения (ВМС)