Гибкость макромолекул

Одно из свойств полимеров – гибкость макромолекул, которая обусловлена внутренним вращением отдельных участков цепи. Внутренним вращением называют вращение одной части молекулы относительно другой вокруг одинарной связи между атомами углерода. Например, в молекуле простого органического соединения – этана СН₃ – СН₃ возможно вращение группы – СН₃ вокруг связи С – С. В результате внутреннего вращения химическое строение молекулы (конфигурация) не изменяется, но молекула изменяет свою форму в пространстве. При внутреннем вращении химические связи не разрываются.

Изменение формы молекул, происходящее в результате внутреннего вращения частей молекул и несопровождающееся разрывом химической связи, называется конформационным превращением. Пространственные формы молекул – конформации – характеризуются определенным запасом энергии. Для перевода молекулы из устойчивой конформации в неустойчивую необходима затрата энергии – надо преодолеть потенциальный барьер вращения, который зависит от химического строения молекулы и от температуры. Таким образом, гибкость макромолекул – это способность принимать большое число различных конформаций (менять форму) в результате внутреннего вращения их. Очень гибкие линейные макромолекулы даже могут свертываться в клубки, особенно в растворах (рис.2).

На гибкость макромолекул полимера влияют:

– температура;

– молекулярная масса;

– химическая природа полимеров;

– межмолекулярное взаимодействие.

Наличие в макромолекулах полярных заместителей, например, групп –ОН, –СООН, –Cl и других, способствует увеличению межмолекулярного взаимодействия и тем самым уменьшает гибкость (повышает жесткость) макромолекул. К полимерам, имеющим цепи ограниченной гибкости, относятся целлюлоза, полиамиды и другие.