Высокомолекулярные соединения, их роль в природе и значение в народном хозяйстве.

Большое значение в народном хозяйстве имеют природные и синтетические высокомолекулярные органические соединения: целлюлоза, химические волокна, каучуки, пластмассы, резина, лаки, клеи и т.д. Как природные, так и синтетические высокомолекулярные соединения (ВМС) обладают совокупностью замечательных свойств. Они могут быть эластичными или жесткими, твердыми или мягкими, прозрачными или непроницаемыми для света и даже сочетать самые неожиданные свойства: прочность стали при малой плотности, эластичность с тепло- и звукоизоляцией, химическую стойкость с прочностью и т.п. Подобная универсальность свойств наряду с легкой обрабатываемостью позволяет изготовлять детали и разнообразные конструкции любой формы, величины и окраски. ВМС надежно защищают металл, дерево и бетон от коррозии. Для этого отдельные части покрывают листами пластмасс, каучука, лаками, пленками, эмалями.

С каждым годом возрастает производство синтетических поли­меров, т.е. высокомолекулярных соединений, получаемых из низкомолекулярных исходных продуктов. Быстро развиваются такие от­расли промышленности, как промышленность пластических масс, синтетических волокон, синтетического каучука, лаков (лакокрасоч­ная промышленность) и.клеев, электроизоляционных материалов и др. Промышленность пластических масс располагает в настоящее время большим количеством синтетических полимерных материалов с разнообразными свойствами.

 

Функции белков в организме.

1. Каталитическая функция белков. Все биологические катализа­торы - ферменты являются белками. В настоящее время охарактеризо­вано тысячи ферментов, многие из них выделены в кристалличе­ской форме. Почти все ферменты - мощные катализаторы, повышающие скорости реакций, по крайней мере, в миллион раз. Эта функция белков является уникальной, не свойственной другим полимерным молекулам.

2. Питательная (резервная функция белков). Это, прежде всего белки, предназначенные для питания развивающегося зародыша: казеин молока, овальбумин яиц, запасные белки семян растений. Ряд других белков, несомненно, используется в организме в качестве источника аминокислот, которые, в свою очередь, являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процесс обмена веществ.

3. Транспортная функция белков. Транспорт многих небольших молекул и ионов осуществляется специфическими белками. Например, дыхательная функция крови, а именно перенос кислорода, выполняется молекулами гемоглобина - белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточ­ных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соот­ветствующие органы.

4. Защитная функция белков. Основную функцию защиты вы­полняет иммуннологическая система, которая обеспечивает синтез спе­цифических защитных белков - антител - в ответ на поступление в орга­низм бактерий, токсинов или вирусов (антигенов). Антитела связывают антигены, взаимодействуя с ними, и тем самым нейтрализуют их биоло­гическое действие и сохраняют нормальное состояние организма. Свер­тывание белка плазмы крови - фибриногена - и образование сгустка кро­ви, предохраняющего от потери крови при ранениях - еще один пример защитной функции белков.

5. Сократительная функция белков. В акте мышечного сокраще­ния и расслабления участвует множество белков. Главную роль в этих процессах играют актин и миозин - специфические белки мышечной тка­ни. Сократительная функция присуща также и белкам субклеточных структур, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности кле­ток,

6. Структурная функция белков. Белки с такой функцией зани­мают первое место среди других белков тела человека. Широко распро­странены такие структурные белки, как коллаген в соединительной тка­ни; кератин в волосах, ногтях, коже; эластин - в сосудистых стенках и др.

7. Гормональная (регуляторная) функция белков. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляцииважное место занимают гормоны, вырабатываемые железами внут­реннейсекреции. Ряд гормонов представлен белками, или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др

 

 

Радикальная полимеризация.

Радикальная полимеризация. Этапы:

- образование активных центров (генерирование свободных радикалов)

осуществляется в результате теплового, светового, радиоактивного или

химического воздействий (соответственно термо-, фото-, радио- и

хемоинициирование.

- рост цепи – основная стадия радикальной полимеризации: неспаренный

электрон переходит от атома углерода радикала R• к концевому атому

молекулы мономера, превращая растущую цепь в макрорадикал, к которому

последовательно присоединяются молекулы мономера

RM•+ M →RMM• (к2).

Скорость стадии определяется по формуле V2=k2[M][RM •]

При этом принимается, что константа k₂ не зависит от длины макрорадикала (это справедливо при n>3-5). Величина k₂ зависит от реакционной способности мономера и макрорадикала.

- обрыв цепи – заключительная стадия полимеризации. При этом могут протекать две реакции — диспропорционирования или рекомбинации либо обрыв цепи происходит в реакции передачи цепи.

Скорость реакции обрыва цепи определяется уравнением V3=k3[M • ]²

k3=k3a+k3б

Для регулирования длины цепи (принудительный обрыв цепи)

используют реакцию передачи цепи, когда вводимое вещество– регулятор – обрывает растущую цепь, становясь при этом свободным радикалом, начинающим новую цепь реакции полимеризации.

Передача цепи.

Стадия передачи цепи заключается в переносе активного центра макрорадикала на другую молекулу, присутствующую в растворе (мономер, полимер, инициатор, растворитель).

 

Билет 3