2.1 Молекулярна вага полімерів
Першою особливістю хімії високомолекулярних сполук є поняття молекулярного ваги.
Для низькомолекулярних сполук величина молекулярного ваги - це константа, що характеризує індивідуальність хімічної сполуки. Зміна молекулярного ваги завжди свідчить про перехід до іншої речовини і супроводжується помітною зміною властивостей. З переходом від одного представника гомологічного ряду до іншого (тобто із зміною величини молекулярного ваги) фізичні властивості речовин змінюються настільки, що, користуючись цією зміною, вдається відділити гомологи один від одного.
Малюнок 1. Криві розподілу по молекулярною ваг.
На рис. 1 показані криві розподілу по молекулярному вазі двох полімерів з однаковим середньої ступенем полімеризації, але з різною полидисперсностью. Полімер, що характеризується кривою 1, більш однорідний по молекулярному вазі, ніж полімер з кривою розподілу 2.
Ступінь полідисперсності є не менш важливою характеристикою полімеру, ніж середній молекулярний вагу.
Зі зміною фізичних властивостей у міру збільшення молекулярної ваги безпосередньо пов'язана ще одна особливість високомолекулярних сполук. Зі збільшенням молекулярної ваги тиск парів хімічних сполук зменшується і задовго до досягнення значень молекулярних терезів, характерних для високомолекулярних сполук, падає практично до нуля. При нагріванні високомолекулярних сполук не спостерігається помітної летючості, а при певній температурі настає термічне розкладання речовини з розривом хімічних зв'язків і перегрупуванням атомів. Високомолекулярні сполуки практично нелеткі і не можуть бути переведені в газоподібний стан.
На відміну від низькомолекулярних сполук, для яких відомі три агрегатних стани: тверде тіло, рідина, газ, - для високомолекулярних сполук відомі тільки два агрегатних стани: тверде тіло, рідина.
2.2 Дробове поведінка макромолекул полімеру
Характерною особливістю хімії високомолекулярних сполук є те, що найменшою частинкою raquo ;, що бере участь в реакції або фізико-хімічному процесі, є не молекула, як у класичній хімії, а елементарне ланка (при хімічних реакціях) або ділянку ланцюга (при фізико-хімічних і фізико-механічних процесах).
Така поведінка молекул високомолекулярних сполук у фізико-хімічних і фізико-механічних процесах пов'язано з гнучкістю макромолекул. Молекулярні ланцюги різних полімерів володіють різною гнучкістю, яка визначається величиною потенційного бар'єру вільного обертання атомів відносно один одного. Величина потенційного бар'єру у свою чергу залежить від хімічної будови полімеру і характеру функціональних груп, наявних в ланцюзі.
Макромолекули лінійних полімерів характеризуються високим ступенем асиметрії. Тому окремі ділянки витягнутої молекулярної ланцюга настільки віддалені один від одного, що взаємний вплив стає мізерно малим. Внаслідок цього деякі ділянки молекулярної ланцюга при розчиненні (коли рухливість і гнучкість ланцюга зростає) і в процесах деформації полімерів поводяться як кінетично самостійні одиниці. Такі ділянки молекулярної ланцюга називають сегментами. Величина ділянки молекулярної ланцюга, який виявляє кінетичну незалежність (сегмента), не є постійною і залежить від умов, в яких знаходиться полімер (температура і концентрація розчину, природа розчинника, температура, величина і швидкість докладання навантаження при деформації). Це призводить до появи деяких особливостей у властивостях розчинів і в процесах деформації полімерів.
Найпростішою частинкою raquo ;, самостійно бере участь у хімічних реакціях, є елементарне ланка макромолекули полімеру. Отже, реакції функціональних груп полімерів - це хімічні реакції елементарних ланок.
Слід зазначити, що під функціональними групами полімеру зазвичай розуміють функціональні групи, що входять до складу елементарних ланок ланцюга. У макромолекулах більшості полімерів є також кінцеві функціональні групи, як правило, відрізняються від функціональних груп елементарних ланок. Однак при великій молекулярному вазі полімеру і малому числі кінцевих груп реакціями кінцевих груп у переважній більшості хімічних перетворень полімерів можна знехтувати.
У класичній хімії повноту перебігу хімічної реакції зазвичай характеризують числом молей перетвореного речовини або виходом продуктів реакції, причому під молем розуміють цілком певну величину - молекулярна вага речовини, виражений у конкретних вагових одиницях.
Інакше йде справа в хімії високомолекулярних сполук. Так, при етерифікації полівінілового спирту один моль оцтового ангідриду витра...
