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
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:
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.
