их і розгалужених, сильно різняться. Розгалуженість - небажаний показник структури макромолекул, що знижує їх регулярність і утруднює кристалізацію полімеру. З'єднання макромолекул хімічними зв'язками призводить до формування сітчастих структур, ще більше змінюють властивості полімерів. Відповідно до таких відмінностями за будовою макромолекул (рис.1) і полімери називають лінійними, розгалуженими і сітчастими (зшитими). ??
Рис.1. Схематичне зображення різних видів макромолекул:
- лінійна; 2-4-розгалужені види (зіркоподібна, з короткими гілками на одній макромолекулі і з великим числом розгалужень); 5-сітчаста структура, утворена зшиванням хімічними поперечними зв'язками вихідних лінійних макромолекул.
В останньому випадку поняття «макромолекула» втрачає сенс, оскільки весь зразок зшитого полімеру стає однією гігантською молекулою. Тому в зшитих полімерах визначають середнє значення ММ відрізка ланцюга між хімічними зв'язками (вузлами сітки), що з'єднують макромолекули.
Сополімери містять в основному ланцюзі ланки двох і більше різних мономерів (наприклад, бутадієн-стірольний каучук) і мають більш складну будову, ніж гомополімери, що складаються з ланок одного мономера. Сополимер з безладним з'єднанням ланок мономерів в макромолекулі називають статистичним, з правильним їх чергуванням - чередующимся, а з великою протяжністю ділянок (блоків) з ланок одного мономера - блок-сополімером. Якщо блоки одного з мономерів приєднані до основного ланцюга макромолекули, складеної з ланок іншого мономера, у вигляді великих бічних відгалужень, то сополімер називають щепленим. Структура сополимера характеризується хімічним складом і довжиною блоків або щеплених ланцюгів і числом блоків чи щеплень в макромолекулі. Ланки однакових або різних мономерів можуть з'єднуватися регулярно (кінець одного - початок іншого) або нерегулярно (кінець одного - кінець іншого, початок іншого - початок третьої ланки, та ін.), А заступники в бічних групах можуть мати регулярне або нерегулярне просторове розташування. Структуру макромолекули визначають також її конфігурація і конформація.
Конфігурація макромолекули - це певне просторове розташування її атомів, що не змінюється при тепловому русі, внаслідок чого різні її види є стабільними ізомерами. Цис-ізомери характеризуються розташуванням різних заступників по різні сторони від подвійного зв'язку в кожному повторюваному ланці, а транс-ізомери - наявністю різних заступників по одну сторону від подвійного зв'язку. Прикладом таких ізомерів є НК і гутаперча - ідентичні за хімічною будовою природні поліізопрен. Гутаперча є пластмасою з кристалічною структурою, що плавиться при 50-70ОС, а НК - еластомером в інтервалі температур від + 100оС до - 72оС, так як їх макромолекули мають різні періоди ідентичності. У цис-поліізопрене (НК) орієнтовані в одному напрямку метильние групи зустрічаються через одне складене ланка, що дорівнює 0,82 нм, а в його транс-ізомерів (гутаперчі) - через 0,48 нм:
цис - 1,4-поліізопрен (НК) транс - 1.4-поліізопрен.
З макромолекул оптичних полімерів з асиметричним атомом вуглецю спеціальними методами синтезу отримують стереорегулярность ізомери - ізотактичний (заступники - по одну сторону площині макромолекули) і сіндіотактіческіе (заступники - по різні сторони):
.
Вони відрізняються за властивостями від атактичних полімерів з нерегулярним розташуванням заступників. Взаємне відштовхування заступників призводить до їх зміщення відносно один одного в просторі, і тому площину симетрії згинається у вигляді спіралі. Структура спіралей характерна і для біологічно активних полімерів (наприклад, подвійна спіраль ДНК). Структура макромолекул стереоізомерів є носієм інформації про способи їх синтезу, а в білках подвійні спіралі ДНК несуть величезну інформацію про їх біологічної спадковості.
Конформація макромолекули - це просторове розташування атомів або груп атомів, яке може змінюватися під дією теплового руху без руйнування хімічних зв'язків між ними. Велика довжина макромолекули при можливості обертання її частин навколо постів хімічних зв'язків обумовлює поворотну изомерию, що виражається у виникненні різних конформацій. Чим ближче один до одного знаходяться атоми водню (цис-положення), тим більше їх відштовхування і відповідно потенційна енергія макромолекули. Взаємодія підсилюють полярні заступники, наприклад атоми хлору. У транс-ізомери потенційна енергія макромолекули менше, розташування атомів вигідніше, ніж у цис-ізомери. Енергетичний бар'єр обертання частин макромолекули, який робить його загальмованим, до із ряду коливань, допомагають подолати флуктуації теплової енергії. Сукупність коливань і переміщень навколо простих зв'язків призводить до ви...
