Список тематических статей

СТЕРЕОРЕГУЛЯРНЫЕ ПОЛИМЕРЫ

Определение

Высокомолекулярные соединения, в состав макромолекул которых входят одинаковые по химической структуре мономерные звенья, имеющие идентичную или различную, но чередующуюся в четкой последовательности пространственную структуру называются стереорегулярными полимерами. Стереорегулярность в основной цепи макромолекул задается в ходе синтеза полимера по механизмам стереоспецифической полимеризации.

Описываемые полимерные материалы могут быть изотактическими и синдиотактическими. В стереорегулярных высокомолекулярных соединениях все боковые функциональные группы располагаются вдоль основной цепи в строгом порядке. В случае расположения заместителей с одной стороны молекулярной цепи эти полимеры стереорегулярны и носят название «изотактические». В случае, когда боковые функциональные группы некоторых мономеров расположены с одной стороны основной цепи, а других мономеров по другую сторону цепи, то мы имеем дело с синдиотактическими полимерами.

Рис.1. Варианты стерео строения ВМС

Иногда различные виды стереорегулярности сочетаются и повторяются в одной макромолекуле. В этом случае последовательность звеньев одинаковой конфигурации называется блоком. Такой полимер, имеющий блочное строение, является стереоблочным. В реальности любое высокомолекулярное соединение сочетает в себе в той или иной форме и количествах различные признаки и не является полностью изотактическим или синдиотактическим.

Свойства

Стереорегулярные полимеры имеют важную способность к кристаллизации, причем часто именно стереорегулярное строение макромолекулы необходимо для перехода материала в кристаллическое состояние. Возможность этого состояния является важнейшим отличием между рассматриваемыми стереорегулярными высокомолекулярными соединениями от атактических полимеров.

Элементарные звенья в полимерных молекулах, в отличие от низкомолекулярных соединений и олигомеров не способны занимать в пространстве любые формы и положения. Таким образом молекулам без саморазрушения затруднительно встраиваться в кристаллическую решетку, которая строится по строгим геометрическим правилам. Для того, чтобы кристаллическое состояние стало возможным, строение макромолекул также должны подчиняться определенным правилам, что выполняется в случае, если молекулы полимера стереорегулярны. Важно отметить, что кристалличность у полимерных материалов ввиду их базовых свойств всегда частична, полностью кристаллических синтетических высокомолекулярных соединений пока не существует.

Рассматриваемые полимеры, как правило, имеют более высокие физико-механических свойства, чем подобные атактические высокомолекулярные соединения того же химического состава. Так, полимеры с высокой степенью стереорегулярности обладают повышенными плотностью, термостойкостью и другими характеристиками.

Как правило, при повышении степени изотактичности полимерного материала повышается и его степень кристалличности

Примеры

Существует довольно большое количество высокомолекулярных соединений одинаковой химической формулы, но различающихся по стерео конформациям. К стереорегулярным можно отнести изотактический полипропилен, синдиотактический ПВХ, стереорегулярный бутадиеновый каучук. Кроме того, к стереорегулярным относятся и биополимеры, встречающие в природе, такие как целлюлоза, натуральный каучук различного происхождения и т.д.