10.2. Получение, применение и свойства высокомолекулярных

веществ

Природные ВМВ выделяют из растительного или животного сырья соответствующими методами, после чего при необходимости подвергают очистке и фракционированию. Синтетические ВМВ получают с применением двух основных типов реакций – полимеризации и поликонденсации. При поликонденсации в результате отщепления от молекул мономеров концевых групп атомов в качестве побочного продукта образуется какое-либо низкомолекулярное вещество, чаще всего вода. При полимеризации образование мак­ро­молекул идёт за счёт раскрытия кратных (двойных или тройных) связей в мономерах и побочных продуктов не образуется. Более подробно о полимеризации и поликонденсации, а также о методах получения полусинтетических полимеров говорится в курсах органической химии или химии высокомолекулярных веществ.

Полимеры применяются практически в любых отраслях промышленности, в быту, а также в медицине и фармации. Это вызвано такими их свойствами, как механическая прочность в сочетании с лёгкостью, широкий спектр реологических характеристик – от эластичности до твёрдости или пластичности, тепло- и электроизоляционные, оптические и другие свойства, полимеров. Полимеры служат основой пластмасс, химических волокон, резин, используемых для производства конструкционных материалов и упаковочных материалов, мебели, посуды, одежды, обуви, декоративных изделий и т. п. Без них не обходится производство лакокрасочных материалов, герметиков, клеев, а также ионообменных смол. Такие биополимеры, как белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты составляют основу всех живых организмов, а природный («натуральный») каучук незаменим для получения наиболее высококачественных резин.

В медицине и фармации природные и синтетические полимеры используют для изготовления медицинской техники (инструменты, предметы ухода за больными, материалы и изделия для упаковки лекарств), для изготовления функциональных узлов аппаратов (например, аппаратов искусственного кровообращения, мембран диализаторов – «искусственных почек»), а также перевязочного материала (бинтов, ваты, асептических повязок, масок и т. п.). В хирургии ВМВ применяются для замены поражённых или утраченных органов (при протезировании, при косметической хирургии), в качестве шовного материала и клеев для бесшовного соединения рассечённых тканей.

Некоторые полимеры, чаще всего белковой природы, используются в качестве лекарств, стабилизаторов и пролонгаторов лекарственных веществ, кровезаменителей. Большое значение имеют полимеры и в качестве вспомогательных веществ для создания основ паст, мазей, пластырей (полиэтиленоксид, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, производные целлюлозы, циклодекстрин и др.). Используют ВМВ и для изготовления оболочек капсул и покрытий таблеток.

Линейные полимеры обладают специфическими свойствами, в частности, способностью к образованию волокон и мягких плёнок (ацетилцеллюлоза, капрон, нейлон), а также к необратимым (пластическим) или к большим обратимым (эластическим) деформациям (каучук, белки). По мере перехода от линейных полимеров к разветвлённым и пространственным эти свойства становятся менее выраженными. Так, из большинства разветвлённых синтетических полимеров невозможно изготовлять волокна, а полученные из них плёнки, как правило, жёстки и упруги. Хотя в случае сильно искривлённых макромолекул даже сшитые полимеры продолжают оставаться эластичными, например, резина. Но по мере увеличения числа мостиков, соединяющих две соседние макромолекулы, эластичность резин уменьшается и, в конце концов, они переходят в эбониты, не обладающие эластичностью. Пространственные ВМВ, как сшитые с большим числом межмолекулярных мостиков, так и сетчатые, тверды и часто хрупки (например, полистирол, полиметилметакрилат), и из них не удаётся изготовить волокон и тонких плёнок.