Навигация
История начала химии высокомолекулярных соединений
75897
знаков
3
таблицы
3
изображения
1.2 История начала химии высокомолекулярных соединений
Вся история органической химии – это непрерывное триумфальное шествие органического синтеза, основное назначение которого – получение продуктов высшей химической ценности на основе доступного, чаще всего углеводородного сырья. Синтез считался успешным даже тогда, когда выход продукта достигал всего лишь 20-30 %, а иногда даже 10-15%. Если целевой продукт был очень нужен, то цель оправдывала средства. При этом удручал не столько низкий процент выхода продукта, сколько факт образования большого количества побочных веществ – густых масел, асфальтоподобных смол, от которых трудно было очистить целевой продукт, поэтому процедуру их отделения называли «испачканной химией», портившей результаты синтеза [3].
Однако, в 1920-х гг. появился исследователь, отбросивший мрачные взгляды на неприятные отходы органического синтеза. Этим исследователь был немецкий химик-органик Г. Штаудингер (Герман Штаудингер род. 23 марта 1881 г. в Вормсе, Германия). Своими работами он показал потенциальную ценность органического синтеза, их полимерную природу и обратил внимание на их сходство с природными веществами типа каучука. Понадобились годы для того, чтобы доказать единую высокомолекулярную основу каучука и побочных продуктов органического синтеза, поскольку до Штаудингера в науке бытовало мнение о низкомолекулярной основе каучука и подобных ему веществ. Существование высокомолекулярных изделий категорически отрицалось учеными.
В результате деятельности Штаудингера 1920-1930-е гг. оказались периодом великих преобразований в химии: «испачканная химия» из неприятного сопровождения органического синтеза превратилась в исключительно привлекательный объект исследования. На основе органической химии, которая не имела понятия о макромолекулах, вырастала химия высокомолекулярных соединений со своими теориями и методами. Эта новая химия обещала стать поставщиком новых синтетических материалов – каучуков, волокон, смол, которые до этого производила лишь живая природа. Но зарождение этой новой химии было невероятно трудным.
Отмеченные 1920-1930-е гг. были еще и периодом «великих битв» Г. Штаудингера и его последователей за истину, за признание существования макромолекул. Своеобразие этой борьбы мнений заключалось в том, что против химии макромолекулярных соединений выступали единым фронтом все химики-органики и представители коллоидной химии. Они рассматривали не только каучук, но и все полимеры как низкомолекулярные вещества, превращающиеся под действием физических сил притяжения в коллоидные частицы. Эти ученые отчетливо представляли себе, что образование полимеров из мономеров это реальный факт, доказанный еще А.М. Бутлеровым, открывшим реакции полимеризации изобутена и пропена в димеры, триммеры и т.д. Они признавали, что натуральный каучук это тоже полимер изопрена, но не знали, какими могут быть значения n – показателя «поли».
Никому из них не приходило в голову, что показатель n может достигать десятков, сотен и тысяч единиц. Приверженцы классической химии выделили из коллоидной химии так называемую теорию агрегации малых молекул как защиту новшеств, вводимых в химию Г. Штаудингером.
Между тем Штаудингер приводил одно за другим все новые экспериментально обоснованные доказательства существования высокомолекулярных соединений. В 1922 г. он совместно с И. Фритчи установил наличие в полимерах между мономерными звеньями наличие ковалентных связей, а не просто физических сил притяжения. Но тогда он еще ничего не мог сказать о степени полимеризации, так как отсутствовали способы определения молекулярной массы частицы полимера, т.е. макромолекулы.
Изучая свойства и структуру синтезированных им полистирола и полиоксиметилена, он пришел к выводу о цепном строении макромолекул и показал, что структура полистирола аналогична структуре высокомолекулярных парафиновых углеводородов, но предположительно с неизмеримо большей молекулярной массой. Однако, поскольку этот вывод не объяснял потерю некоторыми полимерами способности плавиться и растворятся при повышенных температурах, ученый дополнил его представлениями о разветвленной макромолекуле и трехмерной полимерной сетке. Изучение структуры полимеров физическими методами в дальнейшем подтвердило это предположение.
В 1934 г. последовало самое главное доказательство существования макромолекул. Г. Штаудингер совместно с В.Хейром открыл реакцию трехмерной полимеризации и, что самое важное, установил зависимость между молекулярной массой полимера и вязкостью его раствора. На этой основе Штаудингер разработал вискозиметрический метод определения молекулярных масс разнообразных, в том числе и высокомолекулярных, соединений. Это дало возможность точно устанавливать значение показателя
N – «поли»- любого макромолекулярного соединения.
Таким образом, существование макромолекул было доказано. Вместе с тем было доказано и принципиальное отличие малых молекул мономеров, димеров и даже олигомеров от макромолекул таких полимеров, как каучук, полистирол, полиэфиры целлюлозы и т.д.
В 1953 г. Штаудингер «в признание заслуг за исследования в области химии высокомолекулярных соединений» был удостоен Нобелевской премии. И хотя он не принимал участие в разработке технологии производства синтетических каучуков, пластмасс и химических волокон, никто не сомневался в том, что без его работ такое производство вряд ли было возможно.
В России химия высокомолекулярных соединений начала интенсивно развиваться с 1930-х гг. Впервые в мире здесь было создано многотоннажное производство синтетического каучука на основе бутадиена по способу С.В. Лебедева. В 1950-х гг. были получены первые образцы стереорегулярных полимеров, разработаны способы получения всевозможных кремнийорганических соединений – почти на 100% высокомолекулярных соединений, а на их основе создано производство пластмасс и эластомеров. Большая заслуга в развитии химии кремнийорганических соединений принадлежит К.А. Андрианову. Ученые разработали технологии производства многих химических волокон, в частности капрона и лавсана.
Похожие работы
... современного состояния науки и содержания предметной области “Химия” и “Биология” в средней общеобразовательной школе. Она соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта школьного курса по химии, биологии и представляет собой модульную обучающую систему, в которой ученик самостоятельно приобретает знания, а учитель осуществляет мотивированное управление его обучением ( ...
... разовая) – 0,01%. 4 Содержание Введение......................................................................................................................4 Глава 1. Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на примере углерода и его соединений.......................................................................5 1.1 Использование межпредметных связей для формирования у учащихся ...
... больше чем в Харькове), дальше, где-то в само конце, следовали ремесленники и рабочие. Глава II. ГЕОГРАФИЯ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ 2.1. География машиностроения Машиностроительный комплекс - сложное межотраслевое образование, охватывающее машиностроение и металлообработку. В свою очередь, машиностроение включает много специализированных отраслей, сходных по технологии ...
... , поэтому мы не можем его игнорировать. Просто российский путь – это, как правило, путь тернистый...[4] 1.2 Роль экологического фактора на развитие города Дзержинска 1.2.1 Описание программы, проводимой городской Администрацией, для улучшения инвестициооной привлекательности города Программа экологического развития города Дзержинска основана на том, что городская администрация стремится ...
0 комментариев