Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий



Следующая страницаСодержаниеПредыдущая страница

Глава 5. Растворы высокомолекулярных соединений

Хотя уже почти 50 лет как физическая химия высокомолекулярных веществ и их растворов выделилась в самостоятельную науку и во многих высших учебных заведениях на химико-технологических факультетах читается курс «Физикохимия полимеров», в курсе Коллоидной химии традиционно рассматриваются элементарные основы физической химии растворов высокомолекулярных веществ. Связано это не только с тем, что на заре своего зарождения растворы полимеров считались типичными коллоидными системами и даже дали название этой науке, а потому, что размер и форма полимерных молекул в растворах во многом аналогичны коллоидным частицам. Поэтому многие свойства растворов высокомолекулярных соединений и коллоидных систем во многом подобны. Мы уже рассмотрели в соответствующих разделах учебника вязкость растворов полимеров и структурообразование в них, осмотическое давление и светорассеяние в растворах полимеров. Поэтому глава 5 посвящена классификациям высокомолекулярных веществ и особенностям образования их растворов, отличающим их как от растворов низкомолекулярных веществ, так и от коллоидных – дисперсных систем.

Естественно, что изучать раствор невозможно без предварительного, хотя бы краткого знакомства со строением полимерных веществ и их классификацией.

Понятие «молекула», означающее по-латыни «маленькая масса», было введено в науку еще в начале XVII века. Однако до конца XVIII века рассуждения о молекулах носили форму догадок. Лишь после развития количественных методов физики и химии, открытия закона кратных соотношений между массами реагирующих веществ (Дальтон) и объемами реагирующих газов (Авогадро) утвердились понятия «атом» и «молекула». В 1860 г. Бутлеров сформулировал понятие о химической структуре молекул, определяющейся валентными связями. Он же предложил написание структурных формул молекул, в которых ковалентная связь изображается штрихом. Теория Бутлерова легла в основу всей современной химии.

Понятие «макромолекула», что дословно означает «большая маленькая масса», рождалось в жестких научных спорах в 20-30 годах нашего столетия. Слишком непривычным для обычных, уже установившихся понятий и представлений об атомах и молекулах, было само понятие «макромолекула». Приходилось отказаться от представлений о постоянстве строения и размеров молекул. Основное, ставшее привычным для обычных низкомолекулярных веществ, понятие «молекула» для подавляющего большинства высокомолекулярных соединений становилось неопределенным. Поэтому следует дать формулировку понятия «макромолекула».

Впервые представления о макромолекулах как химически связанных между собой остатках маленьких бифункциональных молекул (мономеров) ввел Штаудингер, который в двадцатых годах нашего столетия в полном одиночестве отстаивал свои взгляды. Подавляющее большинство ученых того времени стояли на позициях теории «малых блоков», предложенной Гессом. В сути теории Гесса лежали представления о необычайно сильной способности маленьких молекул ассоциироваться в растворах с образованием агрегатов - лиофильных коллоидных систем (мицелл). В основе этой теории лежали ошибки определения молекулярной массы полимеров. Обычно использовался метод Раста, связанный с измерением температуры плавления кристаллических веществ (камфары, резорцина, фенола). Но при нагревании эти вещества, совместно с растворенными в них полимерами подвергались деструкции, и экспериментально определялась молекулярная масса «малых блоков», как мы сейчас знаем - осколков больших (макро-) молекул, возникающих в результате разрушения определенных химических связей.

Штаудингер детально изучил полимеризацию многих мономеров – формальдегида, окиси этилена, стирола и др. - и получил соответствующие полимеры (полиоксиметилен, полиоксиэтилен, полистирол), доказав тем самым, что реакция полимеризации заключается в химическом соединении маленьких бифункциональных молекул в длинные цепи, так называемые, цепи главных валентностей. Штаудингер впервые ввел и понятие степени полимеризации, т.е. числа мономерных единиц, из которых построена макромолекула. Кроме того, Штаудингер установил, что свойства полимеров зависят от степени полимеризации. Он впервые показал, что, проводя полимеризацию до разной степени соединения мономерных звеньев, можно менять физические свойства полимеров, не изменяя их химического строения. Штаудингер ввел также представления о полимерах как о статистических наборах полимергомологов и обосновал статистический смысл молекулярной массы полимеров. Победа идей Штаудингера (к 40-м годам 20-го столетия) означала, что полимеры представляют собой новый, качественно отличный от прежних, известных ранее, класс веществ. Последующие годы ознаменовались чрезвычайно сильным развитием методов синтеза в области высокомолекулярных соединений. Особенно крупный вклад в развитие химии высокомолекулярных соединений внес С.В. Лебедев, изучивший полимеризацию диеновых мономеров, что привело к созданию отечественной промышленности синтетических каучуков. Крупным достижением было развитие безупречного метода определения молекулярной массы полимеров с помощью ультрацентрифуги Сведберга.

К 1940 г. понятие макромолекулы окончательно сформулировалось и получило всеобщее признание, а представление о растворах полимеров как о коллоидных - мицеллярных - системах было окончательно отвергнуто.


Следующая страницаСодержаниеПредыдущая страница

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн