Макромолекулярные реакции

Если при химических превращениях полимеров изменяется степень полимеризации (а иногда и структура основной цепи полимера), то такие реакции называют макромолекулярными.

Большинство этих реакций в отличие от полимеранологичных превращений ведут к образованию пространственных структур с одновременным возрастанием молекулярной массы полимера (межмолекулярные реакции).
Например, при взаимодействии двух макромолекул под влиянием низкомолекулярного вещества происходит «сшивание» их с получением пространственного полимера большой молекулярной массы.

…−CH₂ −CH−… …−СН₂ −СН−…

ОН

+ О

ОН –Н₂ О

…−СН₂ −СН−… …−СН₂ −СН−…

Прямым синтезом не всегда удается получить полимеры пространственного строения. Поэтому синтезируют сначала линейный полимер, а затем из него получают пространственный. При этом можно регулировать частоту сетки и, соответственно, свойства конечного продукта.

Характерным примером таких макромолекулярных реакций является процесс вулканизации каучуков, идущий в присутствии ускорителей и активаторов. При взаимодействии серы с каучуком возникают сульфидные или дисульфидные «мостики» между его линейными макромолекулами. Образующийся пространственно структурированный продукт (резина) характеризуется повышенной твердостью и прочностью, нерастворимостью. Его пластические деформации уменьшаются, а высокопластичные – возрастают по сравнению с низкомолекулярным каучуком:

СН₃ СН₃ S

…−СН₂ −С=СН−СН₂ −… …−СН₂ −С−СН−СН₂ –…

+ n S s

s

…−СН₂ −С=СН−СН₂ −… …−СН₂ −С−СН−СН₂ −…

CH₃ CH₃ s

Если макромолекулы полимера содержат функциональные группы, способные реагировать друг с другом, реакция может протекать в двух направлениях – внутримолекулярно и межмолекулярно.

Направление реакции определяется условиями ее протекания и относительной устойчивостью образующихся внутримолекулярных и межмолекулярных связующих группировок. Таким образом, при макромолекулярных реакциях в отличие от полимераналогичных превращений макромолекулы вступают в реакцию как единое целое.

Характерной особенностью макромолекулярных реакций является резкое изменение структуры и свойств полимера, а иногда и степени полимеризации с образованием устойчивых единиц под воздействием ничтожно малых долей реагента. Пространственные полимеры, образующиеся в результате макромолекулярных реакций, широко распространены в природе (многие белки, лигнин и др.).

Дата добавления: 2014-12-08