ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткий исторический очерк развития химии высокомолекулярных соединений из "Химия высокомолекулярных соединений Издание 2" Природные высокомолекулярные соединения известны очень давно. Такие природные материалы, как различные волокна, кожа и каучук, использовались еще в древние времена. [c.53] Созданная А. М. Бутлеровым в 1861 г. теория химического строения обеспечила бурное развитие органической химии. На основе этой теории стало возможным установить строение сложных органических соединений, синтезировать их из более простых веществ, а впоследствии получать еще более сложные вещества — высокомолекулярные соединения. [c.53] Очень ценные и весьма разнообразные физико-механические свойства полимеров и неограниченные возможности их технического использования, а также чрезвычайно большая роль, которую они играют в биологии, способствовали быстрому развитию химии высокомолекулярных соединений. [c.54] Первые попытки описания свойств высокомолекулярных соединений на основе представлений классической химии привели (20— 30-е годы) к коллоидной теории строения высокомолекулярных соединений, так как некоторые особенности растворов высокомолекулярных соединений были близки к свойствам уже хорошо известных в то время коллоидных систем. Так, вязкость растворов высокомолекулярных соединений в десятки и сотни раз превышает вязкость истинных растворов низкомолекулярных соединений. Высоковязкие растворы были известны лишь для тех низкомолекулярных веществ, молекулы которых при растворении ассоциируются в мицеллы — коллоидные частицы (примером может служить коллоидный раствор мыла в воде). По величине молекул высокомолекулярные соединения тоже близки к коллоидным частицам и очень далеки от молекул низкомолекулярных соединений, образующих истинные растворы (например, раствор мыла в спирте). Такая формальная аналогия между растворами высокомолекулярных соединений и коллоидными растворами привела к тому, что все высокомолекулярные соединения рассматривались как коллоиды. [c.54] В соответствии с особенностями свойств (растворение с сильным набуханием, образование растворов с очень высокой вязкостью, студнеобразование и др.) все высокомолекулярные органические соединения были выделены в группу лиофильных коллоидов в отличие от низкомолекулярных соединений, способных к образованию только лиофобных коллоидов. [c.54] Согласно мицеллярной теории строения в ее первоначальном виде, высокомолекулярные соединения построены из мицелл, которые представляют собой пучки жестких макромолекул (степень полимеризации Ю0). В каждую мицеллу, образующую поверхностно ограниченную структурную единицу (подобие кирпича), входит 40—60 параллельно расположенных макромолекул полимера. Поведением этих структурных единиц определяются все свойства высокомолекулярных соединений. [c.55] Штаудингер, наблюдая очень высокую вязкость даже низкоконцентрированных растворов высокомолекулярных соединений, высказал предположение о существовании очень длинных, не ассоциированных между собой молекул, размеры которых обусловливают все особенности высокомолекулярных соединений. Для доказательства своей теории Штаудингер изучил химические превращения многих природных, а впоследствии синтетических полимеров. Ему удалось показать, что при химических превращениях полимеров в мягких условиях сохраняется исходная степень полимеризации, что невозможно, если допустить участие в образовании полимерной частицы сил ассоциации. Им были получены различные производные (аце таты, нитраты, метиловые эфиры) целлюлозы и других полисахаридов, степень полимеризации которых практически не отличалась о степени полимеризации исходных веществ. На примере полистирола и целлюлозы Штаудингер показал, что высщие и низшие члены полимергомологических рядов построены одинаково и различная способность к набуханию, растворению и другие физико-химические свойства обусловлены различием молекулярных весов. [c.55] Штаудингер отрицал при этом возможность ассоциации молекул не только в разбавленных, но и в концентрированных растворах полимеров. Он полагал, что молекулы полимеров представляют собой жесткие палочки, которые не могут заметно менять свою форму. Одним из доказательств этого положения Штаудингер считал относительную легкость деструкции полимеров при механическом воздействии, например при размоле на шаровой мельнице, при истечении через тонкий капилляр и т. д. [c.55] Несмотря на указанные недостатки, прогрессивная роль теории Штаудингера в развитии химии высокомолекулярных соединений несомненна. Эта теория впервые дала представление о полимерах как о веществах, величина молекул которых на несколько порядков отличается от величины молекул низкомолекулярных соединений, что приводит к резким качественным отличиям в свойствах этих двух классов соединений. [c.56] Решающее значение в создании современной теории строения высокомолекулярных соединений имел синтез целого ряда полимеров. [c.56] Начавшееся в конце XIX в. мощное развитие органического синтеза и получение громадного количества синтетических продуктов, в том числе мономеров, послужило толчком к синтезу разнообразных высокомолекулярных соединений. [c.56] В тридцатых годах А. Фрей-Вислинг и ряд других исследователей высказали предположение о. мицеллах как участках местной ориентации цепей главных валентностей, когда длина макромолекулы не ограничивается величиной мицеллы и одна макромолекула может участвовать в образовании нескольких мицелл. Штаудингер со своей стороны вынужден был признать возможность ассоциации и взаимной ориентации макромолекул в твердых полимерах. [c.56] На основе результатов дальнейших исследований структуры высокомолекулярных соединений и их физических свойств (работы Г. Марка, Е. Гута, В. Куна, П. П. Кобеко, А. П. Александрова, Я- И. Френкеля, В. А. Каргина, С. Банна, С. Н. Журкова, Ю. С. Ла-зуркина, Г. Л. Слонимского и других исследователей) сформировались современные представления о строении высокомолекулярных соединений. [c.56] Термодинамические исследования свойств растворов полимеров, проведенные М. Хаггинсом, П. Флори, В. А. Каргиным, С. М. Липатовым и другими исследователями, показали, что большинство высокомолекулярных соединений образует истинные растворы и лишь некоторые из них могут образовывать и коллоидные растворы. [c.57] Благодаря быстрому развитию учения о кинетике химических реакций и химической термодинамики стало возможным за короткий срок создать теоретические основы методов синтеза высокомолекулярных соединений. [c.57] Вернуться к основной статье