COMPUSII MACROMOLECULARI



COMPUSII MACROMOLECULARI

Compusii  macromoleculari  sunt  compusii  organici,  masa moleculara a

carora atinge marimi de la citeva mii pina la citeva milioane, iar in unele

cazuri  atinge chiar zeci de milioane. In componenta moleculelor compusilor

macromoleculari intra sute si mii de atomi, legati intre ei prin legaturi



chimice formind astfel lanturi sau catene.

Grupele de atomi ce se repeta de-a lungul lantului macromoleculei si ne

descrie  structura  polimerului se numeste unitate structurala, iar grupele

de atomi ce se afla la capetele catenei se numesc grupe terminale

http://www.dacia.edu.md/ro_dacia/educatie/stiinte/elevi/chimia/elev_organic/E71.files/image002.gif

n  -  este numarul de unitati structurale si se numeste grad de polimerizare

   Astfel  poate  fi introdusa notiunea de macromolecula care este molecula polimerului  alcatuita  din  grupari  de  atomi  ce se repeta de-a lungul catenei.

   Substantele   macromoleculare  ce  dau  nastere  polimerilor  se  numesc monomeri.

I. CLASIFICARE

Exista mai multe clasificari ale polimerilor. Mai jos vom precauta unele din cele mai importante clasificari.

   1) Din punct de vedere a compozitiei polimerului se cunosc:

  -  homopolimeri  (alcatuiti  din aceleasi tipuri de unitati structurale).

Ex: polioximetilena, cauciucul natural, polietilena, polistirenul, etc.

  - copolimeri (alcatuiti din diferiti monomeri)

Ex. proteinele, acizii nucleici, cauciucul butadien-stirenic, etc.

   2) Atomii  sau  grupele de atomi in compusii macromoleculari se pot aranja:

- sub forma de lant lung (liniar, de ex. celuloza)

- cu  ramificari  (ramificat,  ex.  amilopectina)

- sub  forma  de catena tridimensionala (ex. cauciucul vulcanizat).

   3) Polimerii se clasifica si dupa provenienta lor. Asfel, polimerii se clasifica in:

  - polimeri naturali (cauciucul natural, celuloza, amidonul, substan-

tele proteice, acizii nucleici, etc. Acesti polimeri au fost sinte-

tizati de catre organisme vii, plante, animale, etc. iar omul le utilizeaza fara a schimba compozitia lor chimica;

  - polimeri artificiali (cauciucul, nitroceluloza, triacetilceluloza).

Acesti polimeri reprezinta polimeri naturali modificati, adica scheletul polimerului ramine neschimbat, la care s-au aditionat anumiti radicali, sau grupe functionale. De exemplu, nitroceluloza reprezinta produsul de aditie a grupelor funtionale nitro (NO2) la catena celulozei prin legaturi eterice;

  - polimeri sintetici, care au fost obtinuti pe cale sintetica din

monomeri prin reactii de polimerizare sau policondensare. Polimeri sintetici sunt polietilena, polistirenul, cauciucul butadienic, etc.

   4) Dupa modul de utilizare polimerii se clasifica in:

  - elastomeri (cauciucul natural, cauciucul sintetic);

  - mase plastice (polietilena, polistirenul);

  - fibre (capron, bumbac, lina, poliester, etc.);

  - rasini (fenolformaldehida, cleiurile cintetice, etc.).

5) Dupa comportarea fata de temperatura polimerii se clasifica in:

  - polimeri termoplastici;

  - polimeri termoreactivi.

  Polimerii termoplastici la incalzire se topesc.  Pentru polimeri este   caracteristic un domeniu de temperatura de topire si nu o valoare anumita cum se obisnueste pentru substantele cristaline cu mase moleculare mici. Proprietatea de topire o au polimerii cu catene liniare si partial cei cu catena ramificata.

  Polimerii termoreactivi nu se topesc. La temperaturi ridicate ei se descompun. Acesti polimeri, de regula au o structura tridimensionala   si real toata bucata de polimer reprezinta o molecula unica.

Ca exemplu de polimer termoreactiv poate servi cauciucul vulcanizat. Grupa -S-S- a cusut moleculele de poliizopren intre ele transformind-o intr-o molecula unica; rasina fenolformaldehida dupa incalzire.

  Din ea sunt confectionate dulii pentru becurile electrice si alt utilaj termorezistent.

   II. METODE DE PREPARARE

   Dupa cum s-a mentionat mai sus, polimerii naturali sunt sintetizati de catre organismele vii. Utilizatorul are numai necesitatea de a-l separa (extrage) din aceste organisme. Procedeele de extragere a polimerilorlor sunt procedee fizice.

   Polimerii artificiali se obtin la tratarea  polimerilor naturali cu anumiti reagenti.

   Polimerii sintetici se obtin prin reactia de polimerizare sau policondensare.

   Peactia de polimerizare prezinta reactia de unire a moleculelor monomerului, cu formarea macromoleculei:

nM  Mn   , unde  M - molecula monomerului,

  Mn - macromolecula compusa din n unitati.

Ca exemplu de reactie de polimerizare poate servi reactia de polimerizare

a propilenei:

http://www.dacia.edu.md/ro_dacia/educatie/stiinte/elevi/chimia/elev_organic/E71.files/image004.gif

Policondensarea este reactia de formare a macromoleculei din compusi bi si polifunctionali, insotita de eliminarea produselor micromoleculare (apa, NH3, alcool, HCl, s.a.).

Vom prezenta o reactie de policondensare a etilenglicolului:

   HO-CH2-CH2-OH + HO-CH2-CH2-OH + HO-CH2-CH2-OH + . . .  

   -O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- . . .  + H2O + H2O + H2O +

   III.  PROPRIETATI CHIMICE

Compusii  macromoleculari  manifesta urmatoarele proprietati chimice de baza:

  1. Formarea legaturilor chimice intre macromolecule (a structurilor tridimensionale: ex. vulcanizarea cauciucurilor, dubirea pielii).

  2. Ruperea lanturilor macromoleculare in lanturi mai scurte (ex. imbatrinirea polimerilor, transformarea amidonului in dextrine, etc.).

  3. Ruperea grupelor functionale  marginale  ale compusilor macromoleculari,

ce  nu  ating  catena de baza.

  4. Ruperea intramoleculara, ce decurge intre  grupele functionale ale unei

macromolecule (ex. ciclizare intramoleculara).

(Mai amanuntit reactiile chimice cu participarea diferitor polimeri vor

  fi precautate la fiecare clasa de polimeri).

Compusii  macromoleculari  au gasit o utilizare larga in multe domenii.

Datorita  rezistentei mecanice, elasticitatii, proprietatilor electroizolatoare  etc., acesti compusi se utilizeaza in industria constructoare

de  masini, constructii, industria textila, in electro- si radiotehnica, medicina, industria de lacuri si vopsele, in constructia navala. Principalele tipuri  de  materiale pe baza compusilor macromoleculari sunt cauciucurile, fibrele, masele plastice, peliculele.

Rolul biologic al acestor compusi este determinata de faptul ca ei sunt baza tesuturilor organismelor vii.