МОДИФІКУВАННЯ ПОЛИМЕРОВ. спрямована зміна фізико-хімічних і (або) хімічних властивостей полімерів. Розрізняють модифікування полімерів: 1) структурний зміну фізико-механічних властивостей без зміни хімічного складу полімеру і його молекулярної маси, тобто зміна надмолекулярної структури полімеру; 2) здійснюване введенням в полімер, здатних взаємодіяти з ним речовин, в т.ч. і високомолекулярних; 3) хімічний вплив на полімер хімічних або фізичних агентів, що супроводжується зміною хімічного складу полімеру і (або) його молекулярної маси, а також введення на стадії синтезу невеликої кількості речовини, що вступає з основним мономером в сополимеризацию або сополіконденсацію. Зазначена класифікація в значній мірі умовна, тому що багато типів модифікування полімерів взаємопов'язані, наприклад хімічне модифікування полімерів часто призводить до істотних змін структури полімеру.
Структурний модифікування полімерів зазвичай здійснюють в процесі переробки полімерів регулюванням параметрів фор мування вироби, напр. температури і часу процесу, режимів нагрівання та охолодження при переробці з розплаву або природи розчинника і умов його видалення при переробці з розчину, а також введенням в полімер невеликої кількості речовин, що впливають на кінетику утворення полімерного тіла і (або) морфологію полімеру. В основі структурного модифікування полімерів лежить різноманіття співіснують в полімері структурних форм і взаємозв'язок їх морфології з умовами формування полімерного тіла. Так, при кристалізації полімерів з разб. розчинів утворюються окремі пластини-монокристали. Підвищуючи швидкість випаровування розчинника, можна отримувати замість пластинчастих фібрилярні кристали з переважним зростанням однієї з граней. Збільшення концентрації розчину або швидкості кристалізації призводить до утворення більш складних структур. Досить ефективним способом регулювання структури кристалічних полімерів, а отже їх фізико-механічних властивостей, є введення в розплав або розчин штучних зародишеобразователей - високодисперсних, нерозчинних в полімері речовин, що ініціюють появу власних зародків. При відповідному підборі, штучні зародишеобразователі можуть одночасно виконувати роль стабілізатора полімеру (напр. Антіозонанти, антиоксиданту, антипирена), а також сприяти відновленню структури полімеру в процесі його повторної переробки.
Один з методів структурного модифікування полімерів - орієнтація полімерів, яка досягається шляхом розтягування полімерного тіла. В результаті орієнтації аморфних полімерів виникає структурна анізотропія, яка на макроскопічному рівні проявляється в анізотропії фізико-механічних властивостей, зокрема в підвищенні міцності і модуля пружності в напрямку осі орієнтації.
Вплив умов переробки на фізико-механічні властивості полімерів особливо проявляється у прищеплених кополімерів, складові компоненти яких різко розрізняються за хімічною будовою.
До методів структурного модифікування полімерів може бути віднесено вспенивание полімерів з утворенням пінопластів, а також пористих плівок, використовуваних як розділові мембрани.
Хімічне модифікування полімерів включає:
- реакції, які не супроводжуються зміною ступеня полімеризації макромолекул, полимераналогичние перетворення і внутрішньо-молекулярні реакції;
- реакції, що призводять до збільшення ступеня полімеризації;
- реакції, в процесі яких ступінь полімеризації зменшується.
Внутрішньомолекулярні реакції протікають за участю функціональних груп або атомів, що належать одній і тій же макромолекулі. Часто в результаті таких реакцій утворюються досить термостійкі полімери з системою пов'язаних подвійних зв'язків (напр. При дегідрохлорування ПВХ або дегідратації полівінілового спирту) або полімери з внутрішньомолекулярними циклами (напр. При циклізації полиакрилонитрила або поліамідокіслот з утворенням полиимидов). Специфічні особливості внутрішньо молекулярних реакцій - їх автокаталитический характер при утворенні полісопряженних систем, а також неможливість досягнення 100% -ної конверсії, коли реакція протікає за законом випадку.
До реакцій, що призводить до збільшення ступеня полімеризації, відносяться реакції між макромолекулами, а також реакції отримання щеплених і блоккополімерів. Перші протікають безпосередньо між двома або кількома макромолекулами або за участю низкомолекулярного реагенту. До реакцій такого типу відносяться вулканізація каучуку, отверждeніе пластмас, освіту інтерполімерних комплексів (продуктів взаємодії протилежно заряджених полімерів, напр. Полікислоти з поліоснованія) і т.п. У цих реакціях проявляється одна з істот. особливостей високомолекулярна висока чутливість деяких їх властивостей, в першу чергу розчинності і плинності, до впливу щодо малих кількостей реагенту, що утворює хімічні зв'язки між макромолекулами.
Введення до складу макромолекул на стадії їх синтезу невеликої кількості ланок іншої хімічної природи може привести до істотних змін властивостей полімерного матеріалу. Як модифікують агентів використовують мономери, що містять пероксидную або гідропероксідную групу, ненасичені похідні барвників, стабілізаторів, фізіологічно активних речовин і т.п. При використанні цього методу модифікування полімерів вдається в одну стадію отримувати полімерні матеріали, в яких всі компоненти, в т.ч. і погано сумісні з полімером, пов'язані з його макромолекулами міцними ковалентними зв'язками. Це запобігає виділенню ( «випотівання») компонентів на пов-сть полімерів при їх переробці і експлуатації.
Методи хімічного модифікування полімерів знайшли широке застосування для створення нового покоління лікарських препаратів. Хімічно пов'язані з водорозчинним полімером лікарські речовини мають підвищену час функціонування в живому організмі, обумовлене збільшенням їх молекулярної маси (пролонговані форми лікарських препаратів), а також мають підвищену стійкість до дії різних денатуруючих агентів. Приєднанням до макромолекулі одночасно з лікарською речовиною молекули-вектора, що володіє підвищеною спорідненістю до певного органу живого організму, синтезують лікарські препарати спрямованої дії.
Застосування методів хімічного модифікування полімерів до іммобілізації біологічних каталізаторів призвело до виникнення нової галузі біотехнології, в основі якої лежить застосування в промисловому масштабі іммобілізованих ферментів і інших біологічно активних речовин.
Хімічне модифікування полімерів включає також обробку поверхні готового полімерного вироби для додання їй необхідних властивостей при збереженні всього комплексу фізико-механічних властивостей вихідного полімерного матеріалу. Як модифікують агентів використовують, напр. хімічні речовини, в т.ч. і біологічно активні, або ненасичені мономери, прищеплений на полімерну поверхню хімічним, плазмохімічним або радіаційним способом. Саме таким чином вдається надати полімерним поверхням підвищену гідрофільність або гідрофобність, здатність до фарбування, стійкість до атмосферних впливів, антистатичність і ряд інших властивостей, що визначають можливість застосування виробів в специфічних областях. Наприклад, модифікація полімерної поверхні антикоагулянтами крові різко підвищує сумісність полімерів з кров'ю, що необхідно при імплантації виробів в живий організм. Модифікацією волокон і тканин деякими біологічно активними речовинами отримують антимікробні або гемостатіч. матеріали. Поверхневе модифікування полімерів застосовують також для підвищення сумісності різних полімерних матеріалів. Так, при створенні композиційних матеріалів складові їх полімери обробляють речовинами, сумісними з цими полімерами. Такі речовини, наприклад в шинах, будучи містком між високомодульний кордом і низькомодульної гумою, можуть виконувати активну роль, приймаючи на себе частину напруги, що виникає в працюючій системі.