Высокомолекулярные соединения (ВМС)

Содержание

Слайд 2

Граф структуры

Граф структуры

Слайд 3

ВМС – полимеры, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок,

ВМС
– полимеры, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок,

или мономерных звеньев, соединенных между собой химическими связями
Слайд 4

Классификация I. По происхождению: природные - алмаз, натуральный каучук, естественные смолы,

Классификация

I. По происхождению:
природные - алмаз, натуральный каучук, естественные смолы, целлюлоза,

белки, крахмал;
искусственные - искусственные смолы, пластмассы, производные целлюлозы, синтетические каучуки.

II. По природе:
неорганические - графит, алмаз, корунд, кварц, кремниевая кислота;
органические - белки, крахмал, полиэтилен, каучук, капрон.

lll. По мономерным звеньям
регулярные: чередуются одни и те же звенья ( целлюлоза )
нерегулярные: чередуются разные звенья ( белки )

Слайд 5

IV. По пространственной структуре: Линейные полимеры: представляют собой химически не связанные


IV. По пространственной структуре:
Линейные полимеры: представляют собой химически не

связанные одиночные цепи мономерных звеньев: -Х-Х-Х-Х-Х- (целлюлоза, найлон, желатин, полиэтилен, полихлорвинил, гель кремниевой кислоты - высокая плотность, прочность на разрыв).
Слайд 6

Разветвленные полимеры: амилопектин, полиэтилен, низкого давления, дивиниловые каучуки (меньшая прочность на разрыв, более низкие температуры плавления).

Разветвленные полимеры: амилопектин, полиэтилен, низкого давления, дивиниловые каучуки (меньшая прочность

на разрыв, более низкие температуры плавления).
Слайд 7

Лестничные полимеры: некоторые целлюлозные и искусственные волокна.

Лестничные полимеры: некоторые целлюлозные и искусственные волокна.

Слайд 8

Сетчатые полимеры: трехмерные полимеры - гликоген, эбонит, фенолформальдегидные смолы (твердость, жесткость, хрупкость). плоская сеть пространственная сеть

Сетчатые полимеры: трехмерные полимеры - гликоген, эбонит, фенолформальдегидные смолы
(твердость,

жесткость, хрупкость).

плоская сеть

пространственная сеть

Слайд 9

Отдельно отметим : Биополимеры - белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, являющиеся структурной

Отдельно отметим :
Биополимеры - белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, являющиеся структурной основой

живых организмов.
Смешанные биополимеры - липопротеиды, гликопротеиды, липосахариды.

V. По элементам, входящим в главную полимерную цепь:
гомоцепные:
гетероцепные:

капролактам

Слайд 10

1. Полиэтилен высокого давления получают с помощью процесса Циглера. Искусственные полимеры

1. Полиэтилен высокого давления получают с помощью процесса Циглера.

Искусственные полимеры

Слайд 11

«Мой метод напоминал блуждание по новой, неизведанной земле, в ходе которого

«Мой метод напоминал блуждание по новой, неизведанной земле, в ходе которого

постоянно открываются интересные перспективы…, однако такие, что никто точно не знает, куда это путешествие приведет…».

ЦИГЛЕР, Карл (26.11.1898-11.08.1973)

Родился в семье лютеранского священника.
Разработал универсальный катализатор – триэтилалюминий, до создания которого полиэтилен получали при 2000oС и давлении в 1000 атмосфер.
Нобелевская премия по химии (1963) «за открытия в области химии и технологии высокомолекулярных полимеров».

Слайд 12

2. Полиэтилен низкой плотности (М=300 000 г/моль) Получают под давлением более 1500 атм при температуре 200°С.

2. Полиэтилен низкой плотности (М=300 000 г/моль)
Получают под давлением более

1500 атм при температуре 200°С.
Слайд 13

Полипропилен высокой плотности Используется для изготовления труб, вентилей, упаковочной пленки и других изделий.

Полипропилен высокой плотности

Используется для изготовления труб, вентилей, упаковочной пленки и

других изделий.
Слайд 14

4. Полихлороэтилен Для придания полихлороэтилену большей мягкости вводят добавки - сложные эфиры бензол-1,2-дикарбоновых кислот.

4. Полихлороэтилен
Для придания полихлороэтилену большей мягкости вводят добавки -

сложные эфиры бензол-1,2-дикарбоновых кислот.
Слайд 15

5. Найлон Полимеризация гексаэтилендиамина и адипиновой кислоты

5. Найлон

Полимеризация гексаэтилендиамина и адипиновой кислоты

Слайд 16

6. Капролактам

6. Капролактам

Слайд 17

7. Натуральный каучук Первые изделия из натурального каучука - резиновые трубки,

7. Натуральный каучук
Первые изделия из натурального каучука - резиновые трубки,

ленты и водонепроницаемые материалы - имели недолгий срок службы, размягчались и становились липкими в жаркую погоду, твердыми и хрупкими в холодную.

Указанный недостаток преодолевается нагреванием каучука с серой (вулканизация) и приводит к образованию дисульфидных мостиковых связей, «сшивающих» полимерные цепи:

Слайд 18

Для шасси самолетов в качестве исходного сырья используется тольконатуральный каучук (транс­изомер

Для шасси самолетов в качестве исходного сырья используется тольконатуральный каучук (транс­изомер

метилбутадиена-1,3)
и называется гуттаперча
(от названия растущего в Малайе дерева - «перча»).
Слайд 19

8. Синтетический каучук Первый синтетический каучук был получен полимеризацией 2-хлоробутадиена-1,3:

8. Синтетический каучук

Первый синтетический каучук был получен полимеризацией
2-хлоробутадиена-1,3:

Слайд 20

Чтобы предотвратить или замедлить старение каучуков, в них вводят антиоксиданты. Неопрен

Чтобы предотвратить или замедлить старение каучуков, в них вводят антиоксиданты.


Неопрен используется при изготовлении шлангов для перекачки
нефти и масел.

Слайд 21

8. Целлюлозное волокно Хлопок, лен, джут содержат до 90% целлюлозы, которая

8. Целлюлозное волокно
Хлопок, лен, джут содержат до 90% целлюлозы, которая

используется для изготовления различных полусинтетических вискозных волокон.
Слайд 22

Источником целлюлозы, необходимой для получения вискозного волокна, является также древесина – сосна, пихта.

Источником целлюлозы, необходимой для получения вискозного волокна, является также древесина –

сосна, пихта.
Слайд 23

Древесина состоит приблизительно на 50% из целлюлозы и на 30% из

Древесина состоит приблизительно на 50% из целлюлозы и на 30% из

лигнина, не относящегося к углеводам:

лигнин

Слайд 24

При производстве бумаги в качестве отбеливателей используются хлораты. Для повышения качества

При производстве бумаги в качестве отбеливателей используются хлораты. Для повышения

качества бумаги и ее плотности в древесную целлюлозу добавляют
глину, тальк, оксид титана (IV) и сульфат бария.
Слайд 25

ЦБК, построенный на берегу Северной Двины, сливает в нее отходы своего

ЦБК, построенный на берегу Северной Двины, сливает в нее отходы

своего производства. Впадая в Белое море, именно эта река больше всего загрязняет его воды.
Слайд 26

9. Целлулоид Ранее использовался для изготовления фото- и кинопленки. Получают обработкой

9. Целлулоид
Ранее использовался для изготовления фото- и кинопленки. Получают

обработкой целлюлозы разбавленной азотной кислотой и перемешивания с камфорой. Чрезвычайно огнеопасен, что являлось причиной серьезных пожаров в кинотеатрах, рентгенологических кабинетах. В настоящее время целлулоид заменен ацетатом целлюлозы.

10. Ацетат целлюлозы
Гидроксильные группы в целлюлозе замещены ацетатными группами. Ацетат целлюлозы - негорючее вещество, имеющее блестящую поверхность. Используется для изготовления лаков и фотопленки.

Слайд 27

11. Нитроцеллюлоза Получается обработкой целлюлозы азотной и серной кислотами. Нитроцеллюлоза с

11. Нитроцеллюлоза
Получается обработкой целлюлозы азотной и серной кислотами. Нитроцеллюлоза

с низким содержанием азота используется для изготовления лаков, с высоким содержанием азота – нитроклетчатка (пироксилин) используется в качестве бездымного пороха и как взрывчатка.
Слайд 28

Сравнение свойств растворов ВМС и свойств золей

Сравнение свойств растворов ВМС и свойств золей

Слайд 29

Слайд 30

Механизм растворения ВМС 1 этап: Гидратация полярных групп- экзотермический процесс (+Q,

Механизм растворения ВМС

1 этап:
Гидратация полярных групп- экзотермический процесс
(+Q, -ΔH);
2

этап:
Осмотическое проникновение растворителя
(ΔH=0, ΔS>0);

Неограниченное набухание → раствор ВМС (гомогенная система)
Ограниченное набухание → гель;

Слайд 31

- процесс проникновения растворителя в полимерное вещество, сопровождаемый увеличением объема и

- процесс проникновения растворителя в полимерное вещество, сопровождаемый увеличением объема

и массы.

Набухание

Желатин в холодной воде набухает ограниченно, в горячей - неограниченно

Каучуки ограниченно набухают в бензине
и неограниченно при добавлении бензола.

Количественно набухание измеряется степенью набухания:

Набухание зависит от:
полярности растворителя и полимера
температуры
рН раствора.

Слайд 32

Степень набухания α минимальна в изоэлектрической точке! Набухание (1) и коагуляция

Степень набухания α минимальна в изоэлектрической точке!

Набухание (1) и коагуляция (2)

желатина
(pI = 4,8) в зависимости от рН

эксперимент

графическая
зависимость

При набухании полимеров их объем увеличивается в 10-15 раз и возникает давление набухания, достигающее сотен мегапаскалей!

Слайд 33

k и п - константы, зависящие от природы ВМС и растворителя;

k и п - константы, зависящие от природы ВМС и растворителя;


с - концентрация сухого ВМС в набухающем студне.

Уравнение Позняка

Давление набухания

Слайд 34

Влияние лиотропных рядов на набухание Li+ > Na+ > K+ >

Влияние лиотропных рядов на набухание

Li+ > Na+ > K+ > Rb+

> Cs+

Первые члены лиотропных рядов препятствуют набуханию.
Ионы, начиная с NO3–, адсорбируются на молекулы ВМС, привнося собственную гидратную оболочку, что значительно способствует процессу набухания.

Слайд 35

Уравнение Галлера с - концентрация раствора ВМС, г/л; β - коэффициент,

Уравнение Галлера

с - концентрация раствора ВМС, г/л;
β -

коэффициент, учитывающий гибкость
и форму молекулы ВМС в растворе.

конформация 2
(вытянутая)

конформация 1
(сложение)

Осмотическое давление

Слайд 36

Осмотическое давление растворов ВМС существенно отличается от рассчитываемого согласно уравнению Вант-Гоффа

Осмотическое давление растворов ВМС существенно отличается от рассчитываемого согласно уравнению

Вант-Гоффа

Причина - относительная независимость теплового движения отдельных участков полимерной молекулы.
Для однотипных молекул ВМС, количество таких участков будет тем большим, чем больше молекулярная масса М.

Р=См·R·T

ВМС

Электролит

Слайд 37

Осмометрический метод наиболее чувствителен при определении молекулярной массы полимеров. N.В.!!! Измерения

Осмометрический метод наиболее чувствителен при определении молекулярной массы полимеров.

N.В.!!! Измерения

могут быть связаны с ошибками, вызванными присутствием электролитов, что вызывает необходимость вводить поправки на мембранное равновесие Доннана.
Слайд 38

Осмотическое давление плазмы крови человека - 7.4-7.8 атм ( 740 –

Осмотическое давление
плазмы крови человека - 7.4-7.8 атм
( 740 – 780 кПа)

рыб


до15 атм.

растений
до 100 атм.

прорастающих семян
до 400 атм.

Слайд 39

Онкотическое давление – осмотическое давление, создаваемое за счет наличия белков в

Онкотическое давление

– осмотическое давление, создаваемое за счет наличия белков в

биожидкостях организма и составляет 0,5% от общего осмотического давления плазмы ( 0.025 – 0.04 атм )

Разрушение белков при гнойных процессах сильно увеличивает величину онкотического давления.

При заболеваниях, сопровождающихся уменьшением концентрации белков
крови (или при голодании), онкотическое давление падает. Возникают так называемые онкотические отеки подкожной клетчатки.

Слайд 40

Механизм возникновения отеков следующий. Во время голода организм теряет белки -

Механизм возникновения отеков следующий. Во время голода организм теряет белки -

они расходуются в энергетических целях. Теряет свои белки и кровь. При этом уменьшается ее онкотическое давление, возникает разница в онкотическом давлении в тканевых жидкостях и в крови. Вода по закону осмоса из крови начинает переходить в ткани и задерживается там. Образуются отёки.

Онкотическое давление играет важную роль в процессах всасывания жидкости из тканей в кровеносные сосуды.

Слайд 41

Осмотическое давление клетки складывается из осмотического давления белков - онкотического давления

Осмотическое давление клетки складывается из осмотического давления белков - онкотического

давления и осмотического давления низкомолекулярного соединения.

Онкотическое давление крови составляет 0.5% суммарного осмотического давления, но его величина соизмерима с гидростатическим давлением в кровеносной системе!

Слайд 42

Значение эффекта Доннана Тургор помогает растению сохранять вертикальное положение и определенную

Значение эффекта Доннана

Тургор помогает растению сохранять вертикальное
положение и определенную

форму.

Поддержание клетки
в состоянии тургора.

В связи с перераспределением подвижных ионов вследствие эффекта Доннана осмотическое давление в клетке возрастает. Внутриклеточный раствор становится гипертоническим по отношению к наружному.

Слайд 43

2. Различие концентраций анионов в системе «плазма крови -эритроцит» Мембрана эритроцитов

2. Различие концентраций анионов
в системе «плазма крови -эритроцит»
Мембрана эритроцитов

пропускает только анионы, поэтому гемоглобин как бы выталкивает часть анионов из эритроцитов в плазму, при этом встречного движения катионов не происходит.
В результате концентрация анионов CI-, HCO3- и ОН- в эритроцитах ниже, что приводит к различию в значениях рН:
рН плазмы = 7.34 рНэритроцитов = 7.22
Слайд 44

4. Возникновение потенциала Доннана Перераспределение подвижных ионов приводит к возникновению потенциала,

4. Возникновение потенциала Доннана
Перераспределение подвижных ионов приводит к возникновению потенциала,

который является одним из источников биопотенциалов.
Измерения «потенциалов покоя» на мышечных волокнах (посредством «вживления» в эти волокна электродов) показали значения -70-95 мВ.

3. Поддержание стабильности солевого состава клеток.

Внутри биологических клеток концентрация полиэлектролитов составляет ≈10%. При введении соли в среду лишь очень малая часть ее переходит в клетки.

Слайд 45

Полиэлектролиты (ВМС, имеющие ионогенные группы) Классификация 1. Кислотного типа - содержащие

Полиэлектролиты
(ВМС, имеющие ионогенные группы)
Классификация

1. Кислотного типа - содержащие группы

–СОО– (гуммиарабик, альгинаты, растворимый крахмал) или –OSO3– (агар-агар).
2. Основного типа - имеющие группу –NH3+
3. Полиамфолиты – белки, содержащие группы –СОО– и –NH3+
В зависимости от рН раствора макроионы белков заряжены :
- положительно в кислой среде за счет групп –NH3+
- отрицательно в щелочной среде за счет групп –СОО–.

Между этими состояниями белка существует состояние, при котором число ионизированных основных групп равно числу ионизированных кислотных групп.

Слайд 46

В водном растворе белков происходит диссоциация –СООН групп и присоединение Н+

В водном растворе белков происходит диссоциация –СООН групп и присоединение Н+

к аминогруппам за счет их основных свойств с образованием биполярного иона (цвиттер–иона)
NH2 – R – COOH + H2O = NH3+ – R – COO-


Изоэлектрическое состояние белков.

1 . рН < рI (избыток Н+ ионов)
NH3+ – R – COO- + Н+ = NH3+ – R – COOH
белок заряжается положительно
(при электрофорезе перемещается к катоду)

Изоэлектрическая точка белка рI –
значение рН раствора, при котором молекула белка, в целом, электронейтральна

Слайд 47

2. рН > рI (избыток ОН- ионов) NH3+ – R –

2. рН > рI (избыток ОН- ионов)
NH3+ – R – COO-

+ OH- = NH2 – R – COO- + H2O
белок заряжается отрицательно
(при электрофорезе перемещается к аноду)


В изоэлектрической точке белка (рН=рI )
молекула белка электронейтральна и при электрофорезе остается на старте!

Слайд 48

рI = (рК1 + рK2) / 2 рIглицина = (2,3 +


рI = (рК1 + рK2) / 2
рIглицина = (2,3 +

9,6) / 2 = 5,95

K 1

Расчет рI.
NH3–CH2–COOH ↔ NH3–CH2–COO- + Н+ ↔ NH2–CH2–COO- + Н+

K 2

Слайд 49


Слайд 50

Вязкость растворов ВМС.

Вязкость растворов ВМС.

Слайд 51

1. Абсолютная вязкость Вязкость жидкостей - сопротивляемость жидкости ее движению под

1. Абсолютная вязкость

Вязкость жидкостей - сопротивляемость жидкости ее движению под

действием внешних сил.
Причина - внутреннее трение в жидкостях, обусловленное силами сцепления между молекулами.
Для жидкости, текущей под действием внешней силы по трубке или по капилляру. возникающая сила F вязкого сопротивления жидкости равна по величине и обратна по направлению внешней силе.

где η —вязкость
жидкости

Формула
Ньютона

Слайд 52

Каждый слой движется со своей постоянной скоростью v, причем скорость слоев

Каждый слой движется со своей постоянной скоростью v, причем скорость

слоев симметрично падает от оси трубки к ее краям.
Математическое выражение закона Пуазейля связывает объем жидкости, протекающей через капилляр, с приложенным давлением, вязкостью, временем истечения, длиной и радиусом капилляра

Схема вязкого течения жидкости

Слайд 53

Закон Пуазейля. Q — объем протекающей жидкости η — вязкость жидкости;

Закон Пуазейля.

Q — объем протекающей
жидкости
η — вязкость

жидкости;
r - радиус капилляра
I – длина капилляра
р — перепад давления на
концах капилляра.
t –время
Слайд 54

2. Относительная вязкость η и ηо — вязкости раствора и растворителя,

2. Относительная вязкость

η и ηо — вязкости
раствора и растворителя,

t и t0 – соответствующие
времена истечения.

Капиллярный вискозиметр:
1, 2 — сообщающиеся трубки; 3 — расширение; 4 — капиллярная трубка; 5, 6 — метки.

Слайд 55

3. Удельная вязкость Удельная вязкость отражает возрастание относительной вязкости по сравнению

3. Удельная вязкость

Удельная вязкость отражает возрастание относительной вязкости по сравнению с

единицей и учитывает зависимость от концентрации:

Вышеприведенная формула оказалась неприменима для растворов ВМС.
При неизменной концентрации ηуд для них увеличивается с ростом М .
Причина - макромолекулы оказывают относительно большее сопротивление потоку.

Слайд 56

Зависимость вязкости раствора желатина от рН среды. В изоэлектрической точке вязкость ВМС минимальна!! рI

Зависимость вязкости раствора желатина от рН среды.

В изоэлектрической точке вязкость ВМС

минимальна!!

рI

Слайд 57

4. Приведенная вязкость Чтобы учесть влияние концентрации раствора, ( оценить, насколько

4. Приведенная вязкость

Чтобы учесть влияние концентрации раствора, ( оценить, насколько велика

удельная вязкость, отнесенная к единице концентрации растворенного вещества ) ηуд делят на с.

Приведенная вязкость раствора полимера не должна зависеть от концентрации, однако у большинства из них она возрастает с увеличением концентрации в результате взаимодействия макромолекул

Слайд 58

5. Характеристическая вязкость Поскольку ηпривед зависит от концентрации ВМС, приходится вводить

5. Характеристическая вязкость

Поскольку ηпривед зависит от концентрации ВМС, приходится вводить еще

одну величину - ηхар (собственную или характеристическую вязкость), которую получают путем экстраполяции на нулевую концентрацию.

Зависимость приведенной вязкости от концентрации C полимера:
1 – раствор с приведенной вязкостью, не зависящей от С;
2 – раствор, приведенная вязкость которого увеличивается с ростом С.

Слайд 59

Дальнейшие исследования показали, что уравнение Штаудингера описывает лишь предельный случай, выполняющийся

Дальнейшие исследования показали, что уравнение Штаудингера описывает лишь предельный случай,

выполняющийся в отсутствие взаимодействия между макромолекулами и при их предельном выпрямлении.

Штаудингер установил зависимость характеристической вязкости вязкости раствора от молекулярной массы полимера

К - постоянная для всего
полимергомологического ряда,
определяемая криоскопически в растворах низших его членов.

Герман Штаудингер
(23.03 1881 – 8.09.1965)
Нобелевская премия по химии (1953) «за исследования в области химии высокомолекулярных веществ»

Слайд 60

Величина α зависит от формы макромолекул ( 0.5 В общем случае,

Величина α зависит от формы макромолекул ( 0.5< α <1).
В

общем случае, с увеличением жесткости макромолекул величина α приближается к 1.
Для жестких (палочки) полимеров α=1, приведенная вязкость перестает зависеть от формы макромолекул,
и уравнение переходит в уравнение Штаудингера.

Учитывает взаимодействие макромолекул и изменения константы К
(экспериментально определяемой для макромолекул разной длины)

Уравнение Марка-Куна-Хаувинка

Слайд 61

Для глобулярных белков, форма которых близка к шарообразной, показатель α составляет


Для глобулярных белков, форма которых близка к шарообразной, показатель

α составляет около 0.5 (миоглобин).
Для молекул с конформацией беспорядочного клубка, показатель степени возрастает.
Слайд 62

6. Аномальная вязкость (зависит от давления) Для растворов высокополимеров и коллоидов

6. Аномальная вязкость (зависит от давления)

Для растворов высокополимеров и коллоидов

с анизометрическими частицами значение вязкости уменьшается с увеличением давления, под которым происходит течение жидкости. С увеличением давления частицы ориентируются по направлению потока, оказывая меньшее сопротивление.

NB!!!
Вязкость растворов ВМС падает с ростом температуры вследствие затруднения образования структур.
Добавление минеральных веществ значительно повышает их вязкость.

Слайд 63

Высаливание Нарушить устойчивость растворов полимеров можно путем понижения растворимости ВМС –

Высаливание

Нарушить устойчивость растворов полимеров можно путем понижения растворимости ВМС –

введением электролитов или неэлектролитов (жидкостей, плохо растворяющих данный полимер - этанол, ацетон).
Высаливание - процесс осаждения ВМС из раствора при добавлении электролитов
Слайд 64

Причина - дегидратация молекул ВМС. Порог высаливания – минимальная концентрация электролита,


Причина - дегидратация молекул ВМС.
Порог высаливания – минимальная концентрация электролита,

при которой наступает осаждение полимера.
Внешне процесс сходен с коагуляцией, однако требует большей концентрации электролита, не подчиняется правилу Шульце–Гарди и является обратимым процессом!!!
Слайд 65

Максимальный высаливающий эффект вызывают первые члены лиотропных рядов: SO42– > Cl–

Максимальный высаливающий эффект вызывают первые члены лиотропных рядов:
SO42–

> Cl– > NO3–> Br– > I– > CNS–.
Li+> Na+> К+ > Rb +> Cs+.

Последние члены лиотропного ряда анионов препятствуют высаливанию, поскольку адсорбируются на молекулы ВМС, привнося собственную гидратную оболочку!

Слайд 66

Высаливание имеет большое практическое значение в целом ряде технологических процессов: в

Высаливание имеет большое практическое значение в целом ряде технологических процессов:


в мыловарении, в производстве красителей, канифоли и многих искусственных волокон.

Процесс высаливания (в комбинации с растворителями и температурой) позволяет выделить из сыворотки крови
до 12 различных белков!

Некоторые белки обладают стойкостью к высаливанию. При посолке мяса или рыбы в рассол переходят значительные количества белковых веществ, которые остаются в нем в состоянии прочной взвеси и золя. Такая высокая стойкость объясняется их особо сильной гидратацией.

Слайд 67

Денатурация Денатурация связана с определенными структурными изменениями самой молекулы белка, протекающими

Денатурация

Денатурация связана с определенными структурными изменениями самой молекулы белка, протекающими

без разрыва внутренних пептидных связей.

- необратимое нарушение устойчивости белка при нагревании, действия спирта, лучистой энергии, концентрированных кислот и щелочей, связанное с резким уменьшением растворимости белка в воде.

При денатурации происходит раскручивание цепей. Освобождающиеся концевые группы образуют межмолекулярные связи, вследствие чего происходит коагуляция белка.

Слайд 68

Тепловая денатурация происходит только в присутствии воды. Процесс тепловой денатурации необратим,

Тепловая денатурация происходит только в присутствии воды.
Процесс тепловой денатурации

необратим, белки утрачивают способность к набуханию.

При нагревании сухого яичного белка до 100 °С
денатурации не происходит!

Слайд 69

Добавление к раствору белков некоторых веществ, например сахарозы, в значительной мере

Добавление к раствору белков некоторых веществ, например сахарозы,
в значительной мере

предохраняет их от денатурации.

Изменение формы полипептидной цепи при переходе белка из нативного (а) состояния через промежуточное (б)
к денатурированной форме (в)

Слайд 70

Коацервация - процесс самопроизвольного расслоение на две несмешивающиеся фазы в растворах

Коацервация

- процесс самопроизвольного расслоение на две несмешивающиеся фазы в растворах с

достаточно высокой концентрацией ВМС.
Одна фаза представляет собой концентрированный раствор полимера- коацерват, другая - разбавленный раствор полимера.
Слайд 71

Схема коацервации: а — образование первичной ультрамикроскопической капельки из гидратированных макромолекул;

Схема коацервации:
а — образование первичной ультрамикроскопической капельки из гидратированных макромолекул;
б —

вторичная капелька из «роя» первичных;
в — расслоение раствора с коацерватом наверху
Слайд 72

Неэлектролиты, особенно летучие, легко проникают сквозь клеточные мембраны и, структурируя вокруг

Неэлектролиты, особенно летучие, легко проникают сквозь клеточные мембраны и, структурируя

вокруг себя «рыхлую» воду, способствуют дегидратации молекул биосубстратов, включая те, из которых построены рецепторы.

Введение анестетиков приводит к коацервации с появлением новой границы раздела вокруг рецептора, служащей препятствием для диффузии катионов калия и натрия, необходимых для передачи нервного импульса от рецептора данной клетки к клеткам мозга.

Явление коацервации лежит в основе анестезии.

Слайд 73

Коацервация является процессом самоорганизации и структурирования органических веществ в водной среде

Коацервация является процессом самоорганизации и структурирования органических веществ в водной

среде в самостоятельную фазу

Самопроизвольное образование коацерватов в мировом океане лежит в основе гипотезы А.И.Опарина (1922) о происхождении жизни.

Процессу коацервации способствует высокая концентрация ВМС, введение в раствор электролитов или неэлектролитов, низкая температура, изменение рН среды, а также воздействие различных полей.

Слайд 74

Коацервацию используют в фармацевтической практике при микрокапсулировании ! Лекарство измельчают в

Коацервацию используют в фармацевтической практике при
микрокапсулировании !
Лекарство измельчают

в растворе полимера, а затем вызывают образование мелких капель коацервата. Для этого охлаждают или изменяют кислотность, частично испаряют растворитель или вводят высаливатель. Капли оседают на поверхности капсулируемых частиц.

В научных исследованиях микрокапсулы используются как модель живой клетки.

Микрокапсулирование способствует устойчивости и увеличению длительности (пролонгации) действия лекарств.

Слайд 75

Оптические свойства H – константа гомологического ряда, связанная со степенью полимеризации.

Оптические свойства

H – константа гомологического
ряда, связанная со
степенью

полимеризации.

Рассеивание характеризуется
мутностью раствора
и описывается
уравнением Дебая

Слайд 76

Жидкие кристаллы Жидкие кристаллы представляют из себя различные полимеры и могут

Жидкие кристаллы

Жидкие кристаллы представляют из себя различные полимеры и могут

рассматриваться как противоположность стеклообразного состояния.
Они обладают текучестью, вместе с тем характеризуются упорядоченной структурой кристаллического типа и широко используются в различных приборах в качестве дисплеев.
Слайд 77

Некоторые жидкие кристаллы (холестерил бензоат) подобно белкам и нуклеотидам выстраиваются в

Некоторые жидкие кристаллы (холестерил бензоат) подобно белкам и нуклеотидам выстраиваются

в спиралевидную структуру с определенным длиной между витками спирали (300–800 нм)
Слайд 78

При понижении температуры расстояние между витками спирали в жидких кристаллах увеличивается,

При понижении температуры расстояние между витками спирали в жидких кристаллах

увеличивается, длинноволновая часть спектр (красная) отражается интенсивнее.

Это явление используется в тепловых мониторах, а также
в экспресс-термометрах.

Слайд 79

Глицерофосфолипиды - структурные компоненты мембран в живых системах

Глицерофосфолипиды -
структурные
компоненты мембран
в живых системах

Слайд 80

ПОЛИМЕРЫ В МЕДИЦИНЕ Материал, используемый в медицине, должен обладать следующими важными

ПОЛИМЕРЫ В МЕДИЦИНЕ

Материал, используемый в медицине, должен обладать следующими

важными свойствами:
- при контакте с разнообразными жидкостями его композиция должна оставаться неизменной
высокая биосовместимость, гибкость и прочность
отсутствие токсичных веществ во время синтеза, а также отсутствие токсичности у образующихся олигомеров во время биодеградации
- устойчивость к изменению pH и ионной силы
отсутствие воспалительных и аллергических реакций тканей в отдаленные сроки наблюдения
- отсутствие эффекта коллапса при изменении внешних условий
Слайд 81

Началом применения полимерных материалов в медицине следует считать 1788 год, когда

Началом применения полимерных материалов в медицине следует считать 1788 год, когда

во время операции
А.М. Шумлянский прибег к каучуку.

В 1776 году окончил госпитальную школу при Адмиралтейском госпитале в Петербурге, а в 1782 году — медицинский факультет Страсбургского университета. Защитил докторскую диссертацию на тему «О строении почек».

Шумлянский Александр Михайлович (1748–1795) —
врач, первый русский 
учёный-микроскопист.

Слайд 82

В 1895 году был использован целлулоид для закрытия костных дефектов после

В 1895 году был использован целлулоид для закрытия костных дефектов после

операций на черепе.
Целлуло́ид (от лат. cellula «клетка») — пластмасса на основе нитрата целлюлозы,содержащая пластификатор (дибутилфталат, касторовое или вазелиновое масло, синтетическая камфора) и краситель
Слайд 83

В 1939 году совместные усилия стоматологов и химиков привели к созданию

В 1939 году совместные усилия стоматологов и химиков привели к созданию

полимера АКР-7
( в основе представляющая собой полиметилметакрилат) для изготовления челюстных и зубных протезов.
Слайд 84

В 1943 году С. Федоровым из полиметилметакрилата впервые сделана заплата для

В 1943 году С. Федоровым из полиметилметакрилата впервые сделана заплата для

закрытия дефекта черепа.

В настоящее время этот материал широко применяется у нас в стране и за рубежом. Из него изготовляют трубки для дренирования слезного мешка, гайморовой полости, протезы кровеносных сосудов, клапанов сердца, пищевода, желудка, мочевого пузыря, желчных протоков, уретры, хрусталика глаза; штифты и пластинки для фиксации костей при переломах, полимерные сетчатые «каркасы» для соединения кишок, сухожилий, трахеи.

Слайд 85

Поливинилхлорид (хлорэтилен, хлорин) ПВХ используется в медицине уже более 50 лет.

Поливинилхлорид (хлорэтилен, хлорин)

ПВХ используется в медицине уже более 50 лет.

При этом его потребление в этой сфере постоянно растет.
Слайд 86

Продукция из него крайне разнообразна и легко производима: контейнеры для крови

Продукция из него крайне разнообразна и легко производима:
контейнеры для крови и

внутренних органов, катетеры, трубки для кормления, приборы для измерения давления, хирургически шины, интраартериальный каротидный шунт, блистер-упаковка для таблеток и пилюль.
Медицинские продукты из ПВХ могут быть использованы внутри человеческого тела, легко стерилизуются, не трескаются и не протекают.
Принятие ПВХ к использованию в медицине странами Евросоюза является свидетельством его полной медицинской безопасности.
Слайд 87

Широкое применение в качестве медицинских полимеров находят полиуретаны. Они обладают удовлетворительной

Широкое применение в качестве медицинских
полимеров находят полиуретаны.

Они обладают удовлетворительной

тромборезистентностью и применяются для изготовления различных медицинских изделий, контактирующих с кровью в течении небольшого времени.
Слайд 88

Полиуретаны могут использоваться для производства катетеров и трубок общего назначения, оборудования

Полиуретаны могут использоваться для производства катетеров и трубок общего назначения, оборудования

для кроватей, хирургических простыней или салфеток, раневых повязок, а также широкого диапазона устройств, изготовленных литьем под давлением.
Они подходят для целого ряда применений, где необходимо получить такие преимущества, как: рентабельность, долговечность, жесткость и высокие параметры устойчивости к нагрузке/напряжению.
Слайд 89

Применение съемных зубных протезов с базисами из материала на основе полиуретана

Применение съемных зубных протезов с базисами из материала на основе полиуретана

обеспечивает значительно более низкий уровень размножения болезнетворных микроорганизмов на поверхности протеза по сравнению с акриловыми базисами, что является профилактикой осложнений в период адаптации к зубному протезу
Слайд 90

Силиконовые каучуки. Синтез полисилоксанов осуществляется в результате последовательных реакций поликонденсации низкомолекулярных кремнийорганических многоатомных спиртов

Силиконовые каучуки.
Синтез полисилоксанов осуществляется в результате последовательных реакций поликонденсации низкомолекулярных кремнийорганических

многоатомных спиртов
Слайд 91

В настоящее время синтезируют новые, более совершенные марки полисилоксанов. Среди них

В настоящее время синтезируют новые, более совершенные марки полисилоксанов. Среди

них необходимо отметить трифторпропиленметилполисилоксан. Этот полимер обладает максимальной совместимостью с кровью и в меньшей степени, чем другие полимеры, вызывает образование тромбов. Полисилоксаны и силиконовые резины на их основе широко используются для создания искусственных клапанов сердца, мембраны искусственных клапанов сердца, частей аппаратов искусственного кровообращения и искусственной почки.

Искусственое сердце.

Искусственные клапаны сердца.

Слайд 92

Трубки силиконовые— используются для: транспортировки различных сред, в качестве элементов перистальтических

Трубки силиконовые— используются для:
транспортировки различных сред, в качестве элементов перистальтических

насосов и других медицинских назначений;
дренирования мочевого пузыря, почечных лоханок с одновременным орошением и без него;
дренирования желчных протоков в хирургии, гинекологии и урологии;
- аспирационно-промывного лечения, с притоком воздуха, нагноительных процессов различной локализации, в том числе для лечения гнойных перитонитов.
Слайд 93

Из биологически инертного силикона изготавливаются пробки для укупорки флаконов с кровью,

Из биологически инертного силикона изготавливаются пробки для укупорки флаконов с кровью, кровезаменителями, инфузионными

растворами;
Ткани с силиконовым покрытием — на основе хлопчатобумажных текстилей используются в медицине для пошива бахил, фартуков, чехлов на матрасы и подушек.
Слайд 94

Жидкие кремнийорганические полимеры – силиконовые масла – обладают еще одним чрезвычайно

Жидкие кремнийорганические полимеры – силиконовые масла – обладают еще одним чрезвычайно

перспективным для использования в медицине свойством.
Силиконовые масла, так же как и некоторые фторсодержащие олигомеры и полимеры, способны растворять и удерживать до 20% кислорода.
Это свойство легло в основу их использования в качестве новых перспективных плазмозаменителей и «дыхательных жидкостей». Возможно, в будущем плазмозаменителей можно будет использовать аппаратах искусственного кровообращения.
Слайд 95

Полиэфирные смолы получаются в результате реакции поликонденсации дикарбоновых кислот и многоатомных

Полиэфирные смолы
получаются в результате реакции поликонденсации дикарбоновых кислот и

многоатомных спиртов.
Широкое применение в различных областях техники и медицины нашел полиэтилентерефталат. Эти волокна являются основой для изготовления протезов кровеносных сосудов.
Слайд 96

Наличие небольших отверстий в этой стенке позволяет естественным тканям кровеносных сосудов

Наличие небольших отверстий в этой стенке позволяет естественным тканям кровеносных сосудов

прорастать в них, обеспечивая тем самым вживление и функционирование протеза.
Протезы из полиэфирных волокон вот уже более 20 лет с успехом используются для замены пораженных участков сосудистой системы.
Слайд 97

Лечение хронических язв, которыми часто страдают диабетики, трофических язв, тяжелых ожоговых

Лечение хронических язв, которыми часто страдают диабетики, трофических язв, тяжелых

ожоговых поражений часто занимает месяцы, а то и годы. Если это время можно сократить на порядок, а эффективность лечения будет доказана дальнейшими испытаниями, то эту разработку вполне можно сравнить с изобретением пенициллина.

1. Быстрое заживление ран

Исследователи из Шеффилдского университета представили испытанный в клинических условиях бинт для заживления ран. Выращенная на основе клеток пациента клеточная культура помещается на полимерную мембрану. Повязку прикладывают к ране пациента - клетки переходят с нее на живую ткань и способствуют быстрому заживлению.

Последние разработки в области ВМС

Слайд 98

2. Контактные линзы последнего поколения из стойких прозрачных гидрогелей

2. Контактные линзы последнего поколения из стойких прозрачных гидрогелей

Слайд 99

Частицы фторалюмо-силикатного стекла (ФАС, FAS) Молекула поликарбо-новой кислоты 3. Cветоотверждаемые стоматологические

Частицы
фторалюмо-силикатного
стекла (ФАС, FAS)

Молекула
поликарбо-новой
кислоты

3. Cветоотверждаемые стоматологические материалы Стеклоиономерные

цементы (СИЦ) частицы фторалюмосиликатного стекла в так называемом иономере — полимере, связанном ионами металлов
Слайд 100

Стадия отвердевания стеклоиономерного цемента: поперечное смешивание молекул поликислот трёхвалентными ионами с образованием пространственной структуры полимера.

Стадия отвердевания стеклоиономерного цемента: поперечное смешивание молекул поликислот трёхвалентными ионами с

образованием пространственной структуры полимера.
- Предыдущая
Технология возведения зданий и сооружений
Следующая -
Текст. Озаглавливание (2 класс)

Похожие презентации

Фенолы Простые эфиры
Н2, NaCl, Ca, HCl
A laboratory examination of double replacement reaction
Кремнийдің құрамы, құрылысы және қасиеттері
Химиялык байланыстар
Аттестационная работа. Химические опыты с лекарственными веществами и лабораторный практикум
Основы органической химии. Кислородсодержащие органические соединения
Химия гетероциклических соединений
Ленгмюр адсорбциясының мономолекулярлық теориясы. Дәріс 11
Химия в быту
Химическая картина мира
Особенности решения практикоориентированного задания №26 ГИА-11
Азот в природе
Аттестационная работа. Мини-проекты на уроках химии. 8 класс
Характеристика высших гидроксидов по положению в ПСХЭ
Органические соединения и их классификация
Тема урока Железо Цель урока: Рассмотреть электронное строение атома железа, дать общую характеристику его. Изучить основные
Классификация химических реакций в органической и неорганической химии
Типы химической связи
Общая фармакопейная статья
Сероводород. Сульфиды
Строение и химические свойства кислот
Весь смысл жизни заключается в бесконечном завоевании неизвестного, в вечном усилии познать больше Эмиль Золя
Воздух- разделение на компоненты
Галогены. Фтор, хлор, бром, йод, астат
Выращивание кристалла медного купороса CuSO4*5Н2О в разных условиях
Лекарственное растительное сырье, содержащее витамины
ПРЕЗЕНТАЦИЯ КАБИНЕТА ХИМИИ
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть