На главную

Статья по теме: Конформация макромолекулы

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Конформация макромолекулы в кристалле обозначена дробью, в числителе которой приведено число повторяющихся единиц цепи, приходящихся на период идентичности вдоль длинной оси, а в знаменателе — число витков соответствующей спирали. В отдельных случаях конформация макромолекулы описана набором Тг (транс), G, G+ (гош-плюс), G, G~ (гош-минус), С (цис) и $(скък>) изомеров. Надстрочные штрихи использованы в тех случаях, когда реальные поворотные изомеры заметно отклоняются от точных положений Tr, G, С, $ и других изомеров. Подстрочные индексы означают число изомеров в непрерывной одноименной последовательности.[9, С.123]

Таким образом, конформация макромолекулы представляет собой сумму низших конформацнонных уровне!"). Например, конформацию макромолекулы полипропилена можно .характеризовать следующим образом: конформация звена — транс и гош; ближний конформационный порядок т—громе и гош\ дальний —[4, С.43]

Любая мгновенная конформация макромолекулы полностью описывается значениями длин химических связей между атомами, валентных углов между химическими связями, примыкающими к общему атому, и углов внутреннего вращения между химическими связями, разделенными одной связью. Длины связей фиксированы с точностью до малых высокочастотных колебаний, валентные углы — с точностью до колебаний этих углов, уже не таких малых и происходящих с несколько меньшей частотой, а углы внутреннего вращения вокруг одиночной химической связи могут принимать значения в более или менее широком интервале или в нескольких интервалах значений углов. Поэтому, чем большее число связей разделяют 2 звена макромолекулы, тем в больших пределах может меняться расстояние между ними и их взаимная ориентация. Отсюда с необходимостью следует, что полимерная цепь обладает гибкостью. Заметим, что гибкость является общим свойством линейных систем — ив очень высоких металлических сооружениях, и даже в небоскребах верхняя часть колеблется с отклонением на заметный угол (подробней см. в [10]).[6, С.18]

Вторая характерная конформация макромолекулы — статистическая глобула. Эта конформация представляет собой совокупность случайных мгновенных конформации, в которых плотность значительно выше плотности статистического клубка той же макромолекулы и постоянна во всем объеме глобулы за исключением существующего в некоторых случаях тонкого «слоя на поверхности, называемого опушкой глобулы. Именно постоянство и отсутствие больших флуктуации плотности 2* 19[6, С.19]

Следует отмстить, что конформация макромолекулы може' изменяться в зависимости от внешних факторов — температуры напряжения и др При этом затрагиваются все конформацион ные уровни: например, при деформации растяжения в макромо лекуле полибутадисна изменяется ближний конформационньп порядок (гош-формы переходят в транс-) и конформацня моле кулы — статистический клубок переходит в конформацию, при Снижающуюся к вытянутой струне. Поэтому о конформацш макромолекулы судят обычно в условиях отсутствия возмущаю щих фактороп. Идеальные условия это газовая фаза, но по скольку макромолекулы полимера не существуют в газообраз ном состоянии, то наиболее реальной моделью этого состояли! является разбавленный раствор в так называемом 0-растворите ле при 0-течпсрат>рс, когда взаимодействие между полимерол и растворителем отсутствует и цепные макромолекулы имею: нснсзмущенные ра.шсры.[4, С.44]

Второй тип конформационных эффектов связан с изменением конформации макромолекулы в процессе химического превращения, поскольку при этом изменяются химический состав, энергия внутри- и межмолекулярного взаимодействия, потенциальные барьеры внутреннего вращения звеньев в полимерной цепи и т. д. Конформация макромолекулы, обеспечивающая доступность реагента ко всем звеньям в начале процесса, например, может не реализоваться на более поздних стадиях, что приведет к замедлению реакции. Возможны и обратные случаи, когда реакция ускоряется за счет разворачивания цепи в данной среде по ходу превращения. Так, гидролиз поливинилацетата протекает с ускорением в отличие от его низкомолекулярных аналогов — этилацетата и 1,3-диацетооксибутана:[2, С.56]

Пластинчатые монокристаллы получены для многих полимеров при кристаллизации из разбавленных растворов (концентрация полимера 0,01—0,1%). Например при кристаллизации линейного полиэтилена из разбавленных растворов в ксилоле или бензоле при 353—358 К получаются пластинчатые ромбовидные монокристаллы (рис. 1.18). Пластинчатые монокристаллы состоят из тонких пластинок чаще всего ромбовидной формы толщиной примерно 10—26 нм и размерами сторон до 1 мкм Эти пластины называют ламслями (рис. I 19, а). Поэтому чаете пластинчатые кристаллы называют ламелнрными. Ось с, совпа дающая с осью макромолекулы, перпендикулярна плоскости ла мели Конформация макромолекулы в ламелях чаще всего бы вает складчатой и образуется путем перегибов макромолекул под углом 3,14 рад (180°). Поэтому в первом приближении мож но считать, что кристаллит есть не что иное, как ламель, В за висимости от молекулярной массы макромолекула может обра зовывать большее или меньшее число складок. Возвращеши цепи в кристалл после выхода из него может происходить по разному: цепь возвращается на строго определенном расстоя пни от места выхода; цепь возвращается на некотором расстоя нии от места выхода; цепь не возвращается в кристалл, обра[4, С.58]

Наконец, конформация макромолекулы в целом — это усредненная во времени и пространстве форма макромолекулы, претерпевающей непрерывное тепловое движение.[6, С.42]

Последние — другая предельная конформация макромолекулы. В разбавленных растворах макромолекулы имеют наиболее вероятную форму статистического клубка с непрерывно меняющимися размерами [6, гл. 1].[8, С.13]

Рис. 5.2. Схематическое изображение цепи линейного полимерного углеводорода: а - вытянутая конформация макромолекулы; 6- внутреннее вращение в цепи; е-конформация статистического клубка[5, С.121]

Все рассуждения о структуре адсорбционного слоя носят качественный характер. Ни в одной из работ, посвященных конформаций макромолекул в адсорбционном слое, не рассматривается изменение конформаций самих макромолекул с изменением концентрации раствора. Это можно делать только для бесконечно разбавленных растворов. В реальных же системах конформация макромолекулы является концентрационно-зависимой и поэтому следует учитывать не только изменение конформаций макромолекул при адсорбции вследствие взаимодействия с соседями и изменения числа точек связи, но и вследствие межмолекулярных взаимодействий в растворе. Такую точку зрения впервые выдвинули мы и подробно рассмотрим ее дальше.[7, С.103]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Геллер Б.Э. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров, 1996, 432 с.
2. Кабанов В.А. Практикум по высокомолекулярным соединениям, 1985, 224 с.
3. Кулезнев В.Н. Химия и физика полимеров, 1988, 312 с.
4. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
5. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.
6. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
7. Липатов Ю.С. Адсорбция полимеров, 1972, 196 с.
8. Марихин В.А. Надмолекулярная структура полимеров, 1977, 240 с.
9. Привалко В.П. Справочник по физической химии полимеров том 2, 1984, 330 с.
10. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
11. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
12. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
13. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.
14. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 6, 1961, 854 с.
15. Коршак В.В. Прогресс полимерной химии, 1965, 417 с.

На главную