Высокомолекулярные вещества (вмс)

8.1.Общие понятия, классификация высокомолекулярных соединений

Высокомолекулярными соединениями (ВМС) называются такие вещества, молекулы которых состоят из сотен и тысяч многократно повторяющихся групп атомов. Одинаковые, многократно повторяющиеся группы атомов называются элементарным звеном. Исходное низкомолекулярное вещество, из которого синтезирован полимер, называется мономером. Название ВМС эти соединения получили благодаря большой относительной массе, например, молярная масса натурального каучука, являющегося ВМС, находится в пределах от 7•10⁴  до 2,5•10⁶ . Молекулы ВМС из-за их большой молярной массы называются обычно макромолекулами.

По происхождению ВМС подразделяются на биогенные и синтетические. Биогенные ВМС получаются биохимическим синтезом в результате жизнедеятельности организмов (белки, нуклеиновые кислоты и др.). Синтетические ВМС получают из исходных низкомолекулярных веществ в результате реакции полимеризации и поликонденсации.

Мы повседневно пользуемся множеством предметов из природных полимеров: кожаная обувь, строительные материалы и изделия из дерева, хлопчатобумажные ткани, бумага. Вошли в наш быт и синтетические ВМС, например, пластмассы. Искусственные волокна используют в пластических операциях, в сосудистой хирургии, ортопедии, травматологии, стоматологии. К основным синтетическим ВМС, имеющим применение в медицине, относятся:

1) лавсан – полиэтилентерефталат, для изготовления сосудистых протезов - аорты, вены;

2) тефлон - фторопласт, из него готовят сердечные клапаны;

3) поливинилхлорид - из него готовят лечебное белье;

4) полиметилакрилат - используется для изготовления челюстей, десен, зубов;

5) капрон – из него готовят сухожилия, хрящи, связки;

6) кровозаменители - полиглюкин, реополиглюкин;

7) дифлон - используется для изготовления термометров, шприцов.

По своему пространственному строению макромолекулы ВМС бывают линейными, разветвленными и пространственными. Особенно большое значение имеет линейная форма ВМС, т.к. эта форма макромолекулы обуславливает такие ценные свойства различных волокнистых материалов как прядение, кручение, гибкость, эластичность, механическую прочность.

Эластичностью называется способность восстанавливать нарушенную форму. Чем больше гибкость цепей, тем живее эластичность. Этим качеством обладают многие ткани живых организмов (кожа, волосы, мускулы).

Медиков особенно интересуют ВМС организма человека и к ним относятся нуклеиновые кислоты, белки и их производные, гликоген. Эти соединения являются основным строительным материалом для протоплазмы ядерного вещества клеток, кроме того, они в значительном количестве содержатся во многих биологических жидкостях. Их называют биополимерами.

8.2. Общая характеристика растворов высокомолекулярных соединений

Значительная часть высокомолекулярных соединений, входящих в состав живого организма, находится в растворенном состоянии. Растворы ВМС обладают рядом свойств коллоидных растворов: они медленно диффундируют, не проникают через мембраны, размер частиц соответствует коллоидным (10^-6 -10^-7 м), однако, в отличие от коллоидов ВМС в растворах не имеют поверхности раздела, т.е. являются гомогенными системами, настоящими истинными растворами, которые устойчивы и могут достигать концентрации 10-12%.

Следует отметить, что растворам ВМС присущ и ряд специфических свойств - они обладают высокой вязкостью, способны легко желатинироваться, растворению предшествует процесс набухания, а при некоторых условиях растворы ВМС способны к таким особенным явлениям как синерезис, тиксотропия, коацервация.