Najważniejsze właściwości makrocząsteczek:

1) Olbrzymie l/d:

ODPOWIEDNIA DŁUGOŚĆ- NIEZBĘDNA DO SPEŁNIENIA ZADAŃ

(LUB:

KONIECZNOŚĆ SPEŁNIENIA OKREŚLONYCH ZADAŃ NARZUCIŁA
WYMAGANIA WOBEC DŁUGOŚCI)

- informacja (pojemność informatyczna)

- właściwości mechaniczne (niezbędna liczba splątań)

2) Różnorodność konformacyjna (statystyka)

3) Różnorodność strukturalna

4) Objętość wyłączona ( w roztworach )

Najważniejsze cechy syntezy makrocząsteczek

1) Rzadka w chemii organicznej selektywność- np. 100.000 x powtórzenie
tej samej reakcji we wzroście cząsteczki bez błędu (równocenne 99.999%
wydajności)

2) „Historia” syntezy, ew. błędy (np. taktyczność, regioselektywność)
zapisane w makrocząsteczce (w syntezie „małocząsteczkowej”

oddzielnie

dobry produkt i produkt uboczny

l

d( )

a

a a b a

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW
POLIMEROWYCH

Splątanie makrocząsteczek: właściwości mechaniczne
polimerów

Splątanie makrocząsteczek w masie polimeru (ciele stałym) jest
źródłem szczególnych właściwości polimerów (np. twardości lub
elastyczności – w zależności od budowy chemicznej,
wytrzymałości na rozciąganie). Ostateczny kształt jest
utrzymywany dzięki trwałości splątań.

deformacja

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW
POLIMEROWYCH

RODZAJE SPLĄTAŃ I
POŁĄCZEŃ

splot
(fragment)

węzeł

hak

zjawiska występujące w trakcie
deformacji

efekt
elastyczny

przemieszcze
nie

efekt
dysypatywny
(lepki):
poślizg
łańcuchów

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW
POLIMEROWYCH

makrocząsteczek

budowa chemiczna:

spektroskopie:

IR

, UV-vis,

NMR

(MRJ)

-masy cząsteczkowe

* grupy końcowe (spektroskopie)

* osmometria

* ebuliometria i kriometria

* rozpraszanie światła

* chromatografia żelowa

* spektrometria mas (szczególnie MALDI-
TOF-ms)

polimerów

-właściwości w stanie
stopionym

* reologia

- właściwości w stanie
stałym

* mechaniczne

* elektryczne

* optyczne

Ustalenie budowy i właściwości
makrocząsteczek i polimerów:

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW
POLIMEROWYCH

Nauka o makrocząsteczkach *

)

Technologia polimerów

od struktury DNA

do terapii genowej (makrocząsteczki jako
nośniki)

od teorii procesów łańcuchowych

do nanostruktur i styropianu (!)

chemia, fizyka, matematyka (statystyka),
technologia

*) cząsteczki, molekuły, drobiny

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW
POLIMEROWYCH

Związek nauki o makrocząsteczkach (polimerach) z innymi dziedzinami
nauki i technologii:

nauka o

MCz

/

polimerac

h

chem
ia

fizyka

medycy
na

techni
ka

biologia

bioche
mia

technolo
gia

inne np.
astrofizy
ka
(fulleren

)

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW
POLIMEROWYCH

Zużycie materiałów (lata 90-te) w USA (w kg na głowę ludności)

Podstawowe materiały

Piasek, żwir

3000

Biomakrocząsteczki

Cement

300 DNA, RNA, TA

Stal

750 Polipeptydy

Aluminium

15 Polisacharydy

Polimery naturalne

Drewno

200

Celuloza Papier

350

Bawełna

8

Wełna + jedwab

3

Polimery syntetyczne

Tworzywa sztuczne

100

Kauczuk

10

Włókna syntetyczne

20

Beto
n

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW
POLIMEROWYCH

LAUREACI NAGRÓD NOBLA:

• H. Staudinger - 1953

K. Ziegler, G. Natta - 1963

• P. J. Flory - 1974

J. M. Lehn -1987

• H. Kroto - 1996

• H. Shirakawa, A. G. McDiarmid, H. J.

Heeger - 2000

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW
POLIMEROWYCH