XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Высокомолекулярные соединения – это химические соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся (точно или приближенно) одинаковых звеньев, обладающих большой молекулярной массой и особыми свойствами.

Высокомолекулярные соединения часто называют полимерами. Число элементарных звеньев n в макромолекуле является одной из главных характеристик полимера. Между этой величиной и молекулярной массой полимера имеется следующее соотношение: n=M/m.

Полимеры с высокой степенью полимеризации называют высокополимерами (M>5000), с небольшой – олигомерами (степень полимеризации от единиц до нескольких сотен). Свойства олигомеров промежуточные между свойствами обычных низкомолекулярных веществ и «настоящих» высокомолекулярных соединений, что и является критерием их выделения.

Как любые соединения, высокомолекулярные обладают своими свойствами. Истинные растворы высокомолекулярных соединений по своим свойствам резко отличаются от растворов низкомолекулярных соединений.

Осмотическое давление растворов высокомолекулярных соединений не подчиняется закону Вант-Гоффа. Обычно экспериментально определенное значение осмотического давления растворов высокомолекулярных соединений  значительно выше значения, рассчитанного по уравнению Вант-Гоффа. Объясняется это тем, что макромолекула благодаря своей гибкости ведет себя в растворе как несколько более коротких молекул. При повышении концентрации возрастает число сегментов макромолекулы, которые ведут себя независимо друг от друга.

Растворы высокомолекулярных соединений способны рассеивать свет, хотя и в меньшей степени, чем типичные коллоидные системы. В растворах высокомолекулярных соединений эффект Тиндаля обнаруживается не совсем четко вследствие того, что показатель преломления сольватированных частиц растворенного вещества n мало отличается от показателя преломления растворителя n₀, поэтому разность (n – n₀) > 0, но интенсивность рассеяния света растворами высокомолекулярных соединений незначительна. По этой же причине макромолекулы невозможно обнаружить под ультрамикроскопом.

Растворы высокомолекулярных соединений обладают высокой вязкостью. Только очень разбавленные растворы подчиняются законам Ньютона и Пуазейля.

Основными факторами, определяющими структуру и свойства дисперсной системы, является концентрация частиц дисперсной фазы и энергия взаимодействия частиц. В разбавленных агрегативно устойчивых дисперсных системах частицы сохраняют полную свободу взаимного перемещения, или, как говорят, определенная структура отсутствует.

Их вязкость описывается законом Эйнштейна: вязкость дисперсной системы (золя, суспензии) увеличивается с ростом содержания дисперсной фазы.

Физический смысл этого закона заключается в том, что относительное приращение вязкости прямо пропорционально относительному содержанию в системе дисперсной фазы. Чем больше объемная доля дисперсной фазы в системе, тем сильнее выражено тормозящее влияние части на поток жидкости.

Растворы высокомолекулярных соединений являются истинными растворами, агрегативно устойчивыми системами. Однако при добавлении электролитов наблюдается выделение высокомолекулярных соединений из раствора. Это явление называется высаливанием.

Для растворов высокомолекулярных соединений характерно явление спонтанного, самопроизвольного изменения вязкости при длительном хранении растворов. Это явление носит название старение раствора. Старение происходит либо в результате деструкции макромолекул полимера, либо в результате связывания макромолекул. Старение происходит под влиянием кислорода и некоторых других примесей.

При увеличении концентрации растворов ВМС, изменения температуры или при добавлении электролита возможно образование пространственной сетки, приводящей к образованию студня.

Высокомолекулярные соединения обладают специфическим комплексом физико-химических и механических свойств. Способность образовывать высокопрочные анизотропные волокна и пленки, способность к большим обратимым, так называемым высокоэластическим, деформациям, способность набухать перед растворением и образовывать высоковязкие растворы.

Эти свойства обусловлены высокой молекулярной массой высокомолекулярных соединений, цепным строением макромолекул, их гибкостью и наиболее полно выражены у линейных высокомолекулярных соединений.

Список литературы:

Брыкалов А.В., Белик Е.В., Шипуля А.Н. Синтез и исследование композиционных кремнеземных и углеродных сорбентов. Ставрополь, 2006.

Брыкалов А.В., Шипуля А.Н. Новые технологии получения модифицированных углеродных сорбентов / В сборнике: Современные достижения в химии, биологии и экономике Брыкалов А.В. Ставрополь, 2004. С. 56-58.

Волосова Е.В., Безгина Ю.А., Пашкова Е.В., Шипуля А.Н., Глазунова Н.Н., Мазницына Л.В. Использование ТСО в процессе преподавания естественнонаучных дисциплин / В сборнике: Образование. Наука. Здоровье - 2017 сборник научных трудов по материалам Всероссийской научно-практической конференции. Ставропольский государственный аграрный университет. 2017. С. 3-5.

Шипуля А.Н., Пашкова Е.В., Волосова Е.В. Методы получения композиционных сорбентов / В сборнике: Современные ресурсосберегающие инновационные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в Северо-Кавказском Федеральном Округе 80-я научно-практическая конференция, приуроченная к 85-летнему юбилею Бобрышева Федора Ивановича и заслуженному деятелю науки РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, участнику Великой Отечественной Войны Куренному Николаю Митрофановичу. 2015. С. 217-219.

Безгина Ю.А. Современный подход к организации и контролю самостоятельной работы студентов / В сборнике: Образование. Наука. Творчество Ставрополь, 2014. С. 5-10.

Шипуля А.Н., Безгина Ю.А., Волосова Е.В., Пашкова Е.В. Физическая и коллоидная химия: рабочая тетрадь / ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет». Ставрополь, 2016.

Брыкалов А.В., Шипуля А.Н. Разработка новых хитозанкремнеземных сорбентов / В сборнике: Проблемы экологии и защиты растений в сельском хозяйстве 68-я научно-практическая конференция. 2004. С. 17-18.

Скорбина Е.А., Дергунова Е.В., Завалишина Э.Ю. Использование экстракта корня солодки в технологии хлебобулочных изделий // Пищевая индустрия. 2012. № 4 (13). С. 31-32.

Романенко Е.С., Дергунова Е.В., Францева Н.Н. Информатизация химии в высших учебных заведениях // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 2 (6). С. 8-10.

Брыкалов А.В., Плющ Е.В. Оценка влияния электрохимически активированной воды на ферментативную активность семян // Современные наукоемкие технологии. 2004. № 4. С. 83.

Брыкалов А.В., Шипуля А.Н. Новое применение кремнеземных сорбентов / В сборнике: Актуальные вопросы экологии и природопользования 2005. С. 291-294.

Шипуля А.Н., Безгина Ю.А., Волосова Е.В., Пашкова Е.В. Курс лекций по органической химии : Учебное пособие / Ставрополь, 2014.

Код для цитирования: Скопировать