Роль молекулярных агрегатов в процессе структурообразования полимеров : На примере алифатических поликетонов и синдиотактического полистирола

• Автор: Анохин, Денис Валентинович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Литературный обзор

1.1 Формирование молекулярных агрегатов

1.2 Образование стереокомплексов макромолекул

1.3 Структура и свойства чередующихся сополимеров олефинов и окиси углерода

1.4 Кристаллическая структура синдиотактического полистирола

Постановка задачи

2. Образцы и методы исследования

2.1 Синтез сополимеров альфаолефинов и окиси углерода

2.2 Приготовление образцов синдиотактического полистирола

2.3 Макроскопическая плотность и теплофизические свойства образцов
2.4 Рентгеноструктурный анализ
2.5 Атомносиловая микроскопия
2.6 Молекулярное моделирование
3. Формирование стереокомплекса в поликетонах
3.1 Структура чередующихся сополимеров пропилена и окиси углерода различного строения
3.2. Влияние химического строения на структуру и свойства
чередующихся тройных сополимеров этилена, пропилена
и окиси углерода
4. Кристаллическая структура и надмолекулярная организация синдиотактического полистирола
4.1. Структура образцов, полученных методом холодной
кристаллизации
4.2 Структура образцов, полученных кристаллизацией из низкотемпературного расплава
4.3 Структура образцов, полученных кристаллизацией из
высокотемпературного расплава
4.4 Анализ структуры синдиотактического полистирола
методом малоуглового рентгеновского рассеяния
Выводы
Литература


Таким образом, изменение температуры окружающей среды, ионной силы раствора и т. Основной движущей силой самосборки является различие свободной энергии молекулы в свободном состоянии и в агрегате. В результате система стремится к термодинамическому равновесию за счет выравнивания химического потенциала. У 1, и Л соответствуют изолированным молекулам в растворе. Ц,, при этом функциональная зависимость А0 определяет размер и полидисперсность образующихся надмолекулярных структур и, соответственно многие физические свойства вещества в целом. Образование молекулами под действием нековалентных сил афегатов является одним из основных механизмов конструирования биологических объектов. В результате формируются сложнейшие молекулярные ансамбли, строение которых определяется как формой элементарной единицы, так и природой взаимодействия. Образованные объекты зачастую имеют свойства живых полимеров, способных расти и укорачиваться, перестраивать мотивы, обмениваться компонентами, претерпевать отжиг, самозалечиваться и адаптироваться. При этом управление системой происходит с помощью незначительных изменений внешних условий среды, присутствия в растворе различных ионов и т. Воспроизводимость биомолекул определяет свойство, называемое молекулярным распознаванием. Принцип молекулярного распознавания осуществляется за счет строгого фиксирования пространственной конфигурации молекулы, а также за счет распределения и селективности активных центров. Дезоксирибонуклеиновая кислота ДИК, наиболее известная самоорганизующаяся структура, существует в форме двойной спирали рис. Рисунок 1. Две единичные молекулы соединены друг с другом сеткой водородных связей между кислотными водородными атомами донорами с кислородом и азотом акцепторами, входящих в состав пурина пиримидина. В этой двойной спирали гуанин С формирует тройную водородную связь с цитозином С, а адинин соединен двойной водородной связью с тимином Т рис. Рисунок 1. Образование водородных связей в ДНК 9. При этом гуанин селективно взаимодействует с цитозином, так как комплекс вС более стабилен, чем комплекс вТ, который может образовать только одну водородную связь. Соответственно, аденин формирует комплекс только с тимином, поскольку образование водородных связей между аденином и цитозином невозможно. Устойчивость комплексах вС и АТ объясняется тем, что водородные связи в этом случае имеют наиболее устойчивую длину примерно 2. Селективность водородных связей обеспечивает возможность формировать различные объекты из одних и тех же исходных элементов. Так, полипептиды в зависимости от конформации цепи образуют два вида вторичных структур аспираль и рслой 7. А, стабилизированную внутримолекулярными водородными связями рис. Спираль закручена гак, что водород амидной группы пого остатка взаимодействует с кислородом карбонильной группы п4ого остатка, при этом достигается оптимальная длина связи ЫН. ОС 2,8 А. Кроме того, спираль стабилизируется за счет внутрицепного вандерваапьсового взаимодействия. Рисунок 1. Модель полипептидов в конформации аспирали а и 3слоя с параллельным б и аитипараллсльным в расположением цепей
Иная картина наблюдается при формировании полипептидов структуры типа рслоя рис. В данном случае происходит образование водородных связей между соседними макромолекулами, которые находятся конформации трансзигзага. При этом, в зависимости от взаимного расположения цепей возможны два варианта строения сетки водородных связей параллельный и антипараллельный 7. Другим примером биологической самоорганизующейся структурой является вирус табачной мозаики ВТМ 1, . ВТМ является первым изученным вирусом Дмитрий Ивановский, г. РНК, окруженной идентичными протеиновыми субъединицами. При формировании вируса на начальном этапе образуется дискообразный комплекс, состоящий из или субъединиц рис. После этого в центральное отверстие диска внедряется макромолекула РНК таким образом, что диск трансформируется в два витка спирали. Далее тело вируса начинает расти за счет присоединения новых дисков.