Compuşii macromoleculari sunt compuşii organici, masa moleculară a cărora atinge mărimi de la cîteva mii pînă la cîteva milioane, iar în unele cazuri atinge chiar zeci de milioane. În componenţa moleculelor compuşilor macromoleculari intră sute şi mii de atomi, legaţi între ei prin legături chimice formînd astfel lanţuri sau catene.
Grupele de atomi ce se repetă de-a lungul lanţului macromoleculei şi ne descrie structura polimerului se numeşte unitate structurală, iar grupele de atomi ce se află la capetele catenei se numesc grupe terminale
n - este numărul de unităţi structurale şi se numeşte grad de polimerizare
Astfel poate fi introdusă noţiunea de macromoleculă care este molecula polimerului alcătuită din grupări de atomi ce se repetă de-a lungul catenei.
Substanţele macromoleculare ce dau naştere polimerilor se numesc monomeri.
I. CLASIFICARE
Există mai multe clasificări ale polimerilor. Mai jos vom precăuta unele din cele mai importante clasificări.
1) Din punct de vedere a compoziţiei polimerului se cunosc:
- homopolimeri (alcătuiţi din aceleaşi tipuri de unităţi structurale).
Ex: polioximetilena, cauciucul natural, polietilena, polistirenul, etc.
- copolimeri (alcătuiţi din diferiţi monomeri)
Ex. proteinele, acizii nucleici, cauciucul butadien-stirenic, etc.
2) Atomii sau grupele de atomi în compuşii macromoleculari se pot aranja:
- sub formă de lanţ lung (liniar, de ex. celuloza)
- cu ramificări (ramificat, ex. amilopectina)
- sub formă de catenă tridimensională (ex. cauciucul vulcanizat).
3) Polimerii se clasifică şi după provenienţa lor. Asfel, polimerii se clasifică în:
- polimeri naturali (cauciucul natural, celuloza, amidonul, substan-
ţele proteice, acizii nucleici, etc. Aceşti polimeri au fost sinte-
tizaţi de către organisme vii, plante, animale, etc. iar omul le utilizează fără a schimba compoziţia lor chimică;
- polimeri artificiali (cauciucul, nitroceluloza, triacetilceluloza).
Aceşti polimeri reprezintă polimeri naturali modificaţi, adică scheletul polimerului rămîne neschimbat, la care s-au adiţionat anumiţi radicali, sau grupe funcţionale. De exemplu, nitroceluloza reprezintă produsul de adiţie a grupelor funţionale nitro (NO2) la catena celulozei prin legături eterice;
- polimeri sintetici, care au fost obţinuţi pe cale sintetică din
monomeri prin reacţii de polimerizare sau policondensare. Polimeri sintetici sunt polietilena, polistirenul, cauciucul butadienic, etc.
4) După modul de utilizare polimerii se clasifică în:
- elastomeri (cauciucul natural, cauciucul sintetic);
- mase plastice (polietilena, polistirenul);
- fibre (capron, bumbac, lînă, poliester, etc.);
- răşini (fenolformaldehidă, cleiurile cintetice, etc.).
5) După comportarea faţă de temperatură polimerii se clasifică în:
- polimeri termoplastici;
- polimeri termoreactivi.
Polimerii termoplastici la încălzire se topesc. Pentru polimeri este caracteristic un domeniu de temperatură de topire şi nu o valoare anumită cum se obişnueşte pentru substanţele cristaline cu mase moleculare mici. Proprietatea de topire o au polimerii cu catene liniare şi parţial cei cu catena ramificată.
Polimerii termoreactivi nu se topesc. La temperaturi ridicate ei se descompun. Aceşti polimeri, de regulă au o structură tridimensională şi real toată bucata de polimer reprezintă o moleculă unică.
Ca exemplu de polimer termoreactiv poate servi cauciucul vulcanizat. Grupa -S-S- a cusut moleculele de poliizopren între ele transformînd-o într-o moleculă unică; răşina fenolformaldehidă după încălzire.
Din ea sunt confecţionate dulii pentru becurile electrice şi alt utilaj termorezistent.
II. METODE DE PREPARARE
După cum s-a menţionat mai sus, polimerii naturali sunt sintetizaţi de către organismele vii. Utilizatorul are numai necesitatea de a-l separa (extrage) din aceste organisme. Procedeele de extragere a polimerilorlor sunt procedee fizice.
Polimerii artificiali se obţin la tratarea polimerilor naturali cu anumiţi reagenţi.
Polimerii sintetici se obţin prin reacţia de polimerizare sau policondensare.
Peacţia de polimerizare prezintă reacţia de unire a moleculelor monomerului, cu formarea macromoleculei:
nM Mn , unde M - molecula monomerului,
Mn - macromolecula compusă din n unităţi.
Ca exemplu de reacţie de polimerizare poate servi reacţia de polimerizare
a propilenei:
Policondensarea este reacţia de formare a macromoleculei din compuşi bi şi polifuncţionali, însoţită de eliminarea produselor micromoleculare (apă, NH3, alcool, HCl, ş.a.).
Vom prezenta o reacţie de policondensare a etilenglicolului:
HO-CH2-CH2-OH + HO-CH2-CH2-OH + HO-CH2-CH2-OH + . . .
-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- . . . + H2O + H2O + H2O + . . .
III. PROPRIETĂŢI CHIMICE
Compuşii macromoleculari manifestă următoarele proprietăţi chimice de bază:
Descarca toată lectia
Grupele de atomi ce se repetă de-a lungul lanţului macromoleculei şi ne descrie structura polimerului se numeşte unitate structurală, iar grupele de atomi ce se află la capetele catenei se numesc grupe terminale
n - este numărul de unităţi structurale şi se numeşte grad de polimerizare
Astfel poate fi introdusă noţiunea de macromoleculă care este molecula polimerului alcătuită din grupări de atomi ce se repetă de-a lungul catenei.
Substanţele macromoleculare ce dau naştere polimerilor se numesc monomeri.
I. CLASIFICARE
Există mai multe clasificări ale polimerilor. Mai jos vom precăuta unele din cele mai importante clasificări.
1) Din punct de vedere a compoziţiei polimerului se cunosc:
- homopolimeri (alcătuiţi din aceleaşi tipuri de unităţi structurale).
Ex: polioximetilena, cauciucul natural, polietilena, polistirenul, etc.
- copolimeri (alcătuiţi din diferiţi monomeri)
Ex. proteinele, acizii nucleici, cauciucul butadien-stirenic, etc.
2) Atomii sau grupele de atomi în compuşii macromoleculari se pot aranja:
- sub formă de lanţ lung (liniar, de ex. celuloza)
- cu ramificări (ramificat, ex. amilopectina)
- sub formă de catenă tridimensională (ex. cauciucul vulcanizat).
3) Polimerii se clasifică şi după provenienţa lor. Asfel, polimerii se clasifică în:
- polimeri naturali (cauciucul natural, celuloza, amidonul, substan-
ţele proteice, acizii nucleici, etc. Aceşti polimeri au fost sinte-
tizaţi de către organisme vii, plante, animale, etc. iar omul le utilizează fără a schimba compoziţia lor chimică;
- polimeri artificiali (cauciucul, nitroceluloza, triacetilceluloza).
Aceşti polimeri reprezintă polimeri naturali modificaţi, adică scheletul polimerului rămîne neschimbat, la care s-au adiţionat anumiţi radicali, sau grupe funcţionale. De exemplu, nitroceluloza reprezintă produsul de adiţie a grupelor funţionale nitro (NO2) la catena celulozei prin legături eterice;
- polimeri sintetici, care au fost obţinuţi pe cale sintetică din
monomeri prin reacţii de polimerizare sau policondensare. Polimeri sintetici sunt polietilena, polistirenul, cauciucul butadienic, etc.
4) După modul de utilizare polimerii se clasifică în:
- elastomeri (cauciucul natural, cauciucul sintetic);
- mase plastice (polietilena, polistirenul);
- fibre (capron, bumbac, lînă, poliester, etc.);
- răşini (fenolformaldehidă, cleiurile cintetice, etc.).
5) După comportarea faţă de temperatură polimerii se clasifică în:
- polimeri termoplastici;
- polimeri termoreactivi.
Polimerii termoplastici la încălzire se topesc. Pentru polimeri este caracteristic un domeniu de temperatură de topire şi nu o valoare anumită cum se obişnueşte pentru substanţele cristaline cu mase moleculare mici. Proprietatea de topire o au polimerii cu catene liniare şi parţial cei cu catena ramificată.
Polimerii termoreactivi nu se topesc. La temperaturi ridicate ei se descompun. Aceşti polimeri, de regulă au o structură tridimensională şi real toată bucata de polimer reprezintă o moleculă unică.
Ca exemplu de polimer termoreactiv poate servi cauciucul vulcanizat. Grupa -S-S- a cusut moleculele de poliizopren între ele transformînd-o într-o moleculă unică; răşina fenolformaldehidă după încălzire.
Din ea sunt confecţionate dulii pentru becurile electrice şi alt utilaj termorezistent.
II. METODE DE PREPARARE
După cum s-a menţionat mai sus, polimerii naturali sunt sintetizaţi de către organismele vii. Utilizatorul are numai necesitatea de a-l separa (extrage) din aceste organisme. Procedeele de extragere a polimerilorlor sunt procedee fizice.
Polimerii artificiali se obţin la tratarea polimerilor naturali cu anumiţi reagenţi.
Polimerii sintetici se obţin prin reacţia de polimerizare sau policondensare.
Peacţia de polimerizare prezintă reacţia de unire a moleculelor monomerului, cu formarea macromoleculei:
nM Mn , unde M - molecula monomerului,
Mn - macromolecula compusă din n unităţi.
Ca exemplu de reacţie de polimerizare poate servi reacţia de polimerizare
a propilenei:
Policondensarea este reacţia de formare a macromoleculei din compuşi bi şi polifuncţionali, însoţită de eliminarea produselor micromoleculare (apă, NH3, alcool, HCl, ş.a.).
Vom prezenta o reacţie de policondensare a etilenglicolului:
HO-CH2-CH2-OH + HO-CH2-CH2-OH + HO-CH2-CH2-OH + . . .
-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- . . . + H2O + H2O + H2O + . . .
III. PROPRIETĂŢI CHIMICE
Compuşii macromoleculari manifestă următoarele proprietăţi chimice de bază:
Descarca toată lectia
