3.2. Пространственное строение макромолекул

Пространственное строение макромолекулы – это определенное расположение в пространстве атомов или атомных групп, связанных с главной цепью макромолекулы.

1. Пространственное строение макромолекул, образованных виниловыми мономерами CH2=CH–R (к виниловым мономерам относят соединения, содержащие группу винил –CH=CH2).
Если представить макромолекулу (–CH2–CHR–)n в виде вытянутой цепи, то все атомы углерода, имеющие тетраэдрическое строение (sp3-гибридизация), окажутся в одной плоскости в виде зигзагообразного скелета С–С-связей с углами 109o28'.

Группы (или заместители) R могут занимать по отношению к этой плоскости различные положения в пространстве. Рассмотрим это на примере отрезка цепи, включающего 4 звена, соединенных по типу "голова-хвост".

Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул (–CH2–CHR–)n расположены упорядоченно:

Стереорегулярные полимеры способны кристаллизоваться, они обладают большей прочностью и теплостойкостью.

Если боковые заместители в макромолекулах располагаются в беспорядке относительно плоскости основной цепи, то такой полимер является стереонерегулярным или атактическим.

Стереонерегулярный (атактический полимер)

Атактические полимеры не способны кристаллизоваться и уступают по большинству эксплуатационных свойств стереорегулярным полимерам такого же химического состава.

2. Пространственное строение макромолекул, образованных диеновыми мономерами. В структурном звене таких макромолекул имеется двойная связь (например, в 1,4-полибутадиене или 1,4-полиизопрене). В этом случае возможны цис- и транс- изомерные формы:

цис-, транс-Изомерные формы

Примером стереорегулярного полимера этого типа является натуральный каучук (1,4-цис-полиизопрен):

1,4-цис-Полиизопрен