ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ, направленное изменение физ.-хим. и (или) хим. св-в полимеров. Различают М.п.: 1) структурное-модифицирование физ.-мех. св-в без изменения хим. состава полимера и его мол. массы, т.е. изменение надмолекулярной структуры полимера; 2) осуществляемое введением в полимер способных взаимод. с ним в-в, в т. ч. и высокомолекулярных (см. Пластификация полимеров, Стабилизация полимеров, Наполненные полимеры); 3) химическое - воздействие на полимер хим. или физ. агентов, сопровождающееся изменением хим. состава полимера и (или) его мол. массы, а также введение на стадии синтеза небольшого кол-ва в-ва, вступающего с осн. мономером в сополимеризацию или сополиконденсацию. Указанная классификация в значит. степени условна, т. к. многие типы М.п. взаимосвязаны, напр. химическое М.п. часто приводит к существ. изменениям структуры полимера.

С т р у к т у р н о е М.п. обычно осуществляют в процессе переработки полимеров регулированием параметров формирования изделия, напр. т-ры и времени процесса, режимов нагревания и охлаждения при переработке из расплава или природы р-рителя и условий его удаления при переработке из р-ра, а также введением в полимер небольшого кол-ва в-в, воздействующих на кинетику образования полимерного тела и (или) морфологию полимера. В основе структурного М.п. лежит многообразие сосуществующих в полимере структурных форм и взаимосвязь их морфологии с условиями формирования полимерного тела. Так, при кристаллизации полимеров из разб. р-ров образуются отдельные пластины-монокристаллы. Повышая скорость испарения р-рителя, можно получать вместо пластинчатых фибрил-лярные кристаллы с преимуществ. ростом одной из граней. Увеличение концентрации р-ра или скорости кристаллизации приводит к образованию более сложных структур. Весьма эффективным способом регулирования структуры кристаллич. полимеров, а следовательно их физ.-мех. св-в, является введение в расплав или р-р искусств. зародышеоб-разователей - высокодисперсных, нерастворимых в полимере в-в, инициирующих появление собств. зародышей. При соответствующем подборе искусств. зародышеобразователи могут одновременно выполнять роль стабилизатора полимера (напр., антиозонанта, антиоксиданта, антипирена), а также способствовать восстановлению структуры полимера в процессе его повторной переработки.

Один из методов структурного М.п.-ориентация полимеров (см. Ориентированное состояние полимеров), к-рая достигается путем растяжения полимерного тела. В результате ориентации аморфных полимеров возникает структурная анизотропия, к-рая на макроскопич. уровне проявляется в анизотропии физ.-мех. св-в, в частности в повышении прочности и модуля упругости в направлении оси ориентации.

Влияние условий переработки на физ.-мех. св-ва полимеров особенно проявляется у привитых сополимеров, составляющие компоненты к-рых резко различаются по хим. строению.

К методам структурного М.п. может быть отнесено вспенивание полимеров с образованием пенопластов, а также пористых пленок, используемых как разделительные мембраны.

Х и м и ч е с к о е М.п. включает: 1) р-ции, не сопровождающиеся изменением степени полимеризации макромолекул,- полимераналогичные превращения и внутримол. р-ции;

2) р-ции, приводящие к увеличению степени полимеризации;

3) р-ции, в процессе к-рых степень полимеризации уменьшается (см. Деструкция полимеров).

Внутримол. р-ции протекают с участием функц. групп или атомов, принадлежащих одной и той же макромолекуле. Часто в результате таких р-ций образуются достаточно термостойкие полимеры с системой сопряженных двойных связей (напр., при дегидрохлорировании ПВХ или дегидратации поливинилового спирта) или полимеры с внутримол. циклами (напр., при циклизации полиакрилонитрила или полиамидокислот с образованием полиимидов). Специфич. особенности внутримол. р-ций-автокаталитич. характер при образовании полисопряженных систем, а также невозможность достижения 100%-ной конверсии, когда р-ция протекает по закону случая.

К р-циям, приводящим к увеличению степени полимеризации, относятся р-ции между макромолекулами, а также р-ции получения привитых и блоксополимеров. Первые протекают непосредственно между двумя или неск. макромолекулами или при участии низкомол. реагента. К р-циям такого типа относятся вулканизация каучуков, отверждeние пластмасс, образование интерполимерных комплексов (продуктов взаимод. противоположно заряженных полимеров, напр. поликислоты с полиоснованием) и т. п. В этих р-циях проявляется одна из существ. особенностей высокомол. в-в-высокая чувствительность нек-рых их св-в, в первую очередь р-римости и текучести, к воздействию относительно малых кол-в реагента, образующего хим. связи между макромолекулами.

Введение в состав макромолекул на стадии их синтеза небольшого кол-ва звеньев др. хим. природы может привести к существ. изменениям св-в полимерного материала. В качестве модифицирующих агентов используют мономеры, содержащие пероксидную или гидропероксидную группу, ненасыщ. производные красителей, стабилизаторов, физиологически активных в-в и т.п. При использовании этого метода М.п. удается в одну стадию получать полимерные материалы, в к-рых все компоненты, в т.ч. и плохо совместимые с полимером, связаны с его макромолекулами прочными ковалентными связями. Это предотвращает выделение ("выпотевание") компонентов на пов-сть полимеров при их переработке и эксплуатации.

Методы химического М.п. нашли широкое применение для создания нового поколения лек. препаратов. Химически связанные с водорастворимым полимером лек. в-ва имеют повыш. время функционирования в живом организме, обусловленное увеличением их мол. массы (пролонгир. формы лек. препаратов), а также обладают повыш. устойчивостью к действию разл. денатурирующих агентов. Присоединением к макромолекуле одновременно с лек. в-вом молекулы-вектора, обладающей повыш. сродством к определенному органу живого организма, синтезируют лек. препараты направленного действия.

Применение методов хим. М.п. к иммобилизации биол. катализаторов привело к возникновению новой области биотехнологии, в основе к-рой лежит применение в пром. масштабе иммобилизованных ферментов и др. биологически активных в-в.

Химическое М. п. включает также обработку пов-сти готового полимерного изделия для придания ей требуемых св-в при сохранении всего комплекса физ.-мех. св-в исходного полимерного материала. В качестве модифицирующих агентов используют, напр., хим. в-ва, в т.ч. и биологически активные, или ненасыщ. мономеры, прививаемые на полимерную пов-сть хим., плазмохим. или радиац. способом. Именно таким образом удается придать полимерным пов-стям повыш. гидрофильность или гидрофобность, способность к окрашиванию, устойчивость к атмосферным воздействиям, антистатич. и ряд др. св-в, определяющих возможность применения изделий в специфич. областях. Напр., модификация полимерной пов-сти антикоагулянтами крови резко повышает совместимость полимеров с кровью, что необходимо при имплантации изделий в живой организм. Модификацией волокон и тканей нек-рыми биологически активными в-вами получают антимикробные или гемостатич. материалы. Поверхностное М.п. применяют также для повышения совместимости разл. полимерных материалов. Так, при создании композиц. материалов составляющие их полимеры обрабатывают в-вами, совместимыми с этими полимерами. Такие в-ва, напр. в шинах, являясь мостиком между высокомодульным кордом и низкомодульной резиной, могут выполнять активную роль, принимая на себя часть напряжений, возникающих в работающей системе.


===
Исп. литература для статьи «МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ»:
Химические реакции полимеров, пер. с англ., под ред. Е. Феттеса, т. 1-2, М., 1967; Платэ Н. А., Литманович А. Д., Ноа О. В., Макромолеку-лярные реакции, М., 1977; Каргин В. А., Структура и механические свойства полимеров. Избр. труды, М., 1979; Синтез и химические превращения полимеров, в. 1-3, Л., 1977-86. Л. И. Валуев.

Страница «МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков