Полимер-полимерные комплексы

ПОЛИМЕР-ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ (интерполимерные комплексы, поликомплексы), содержат цепи, состоящие из комплементарных макромолекул; устойчивые мак-ромол. соединения. Св-ва качественно отличны от св-в исходных полимеров. Так, из р-римых в воде полимеров образуются поликомплексы, нерастворимые в реакц. среде. Получают поликомплексы смешением р-ров комплементарных макромолекул и матричным синтезом. Известны поликомплексы, образованные химически комплементарными сетчатыми и линейными макромолекулами. Такие поликомплексы могут быть получены как матричным синтезом, так и путем химически активир. транспорта линейных макромолекул в заранее синтезир. сетчатые полимеры. Схема образования поликомплексов из химически комплементарных макромолекул представлена ниже (а и б -упорядоченная и неупорядоченная структуры соотв.):

Напр., если А = СООН и В = ОН, между цепями с группами А и В образуются водородные связи, если А = СОО^- и В =-ионные.

Поликомплексы образуются и разрушаются в узких интервалах изменения внеш. условий-т-ры, состава р-рителя, рН, ионной силы р-ра и др., т.е. р-ции носят ярко выраженный кооперативный характер. Изменение внеш. условий сопровождается смещением равновесия, при этом изменяется соотношение между структурами а и б. Именно благодаря кооперативному взаимод. между макромолекулами поликомплексы оказываются весьма устойчивыми соед. даже в тех случаях, когда своб. энергия взаимодействия отдельных звеньев комплементарных цепей мала (всего неск. десятков Дж/моль). Так, известны поликомплексы (стереокомплексы), образованные цепями изо- и син-диотактич. полиметилметакрилатов, к-рые удерживаются силами Ван-дер-Ваальса, поликомплексы, стабилизированные межмол. водородными связями и (или) гидрофобными взаимод., поликомплексы, в к-рых полиионы противоположного знака заряда соединены ионными связями (т. наз. полимер-полимерные соли, или полиэлектролитные комплексы).

Р-ции образования поликомплексов высоко избирательны по отношению к мол. массе и хим. строению полимерных реагентов. Устойчивые поликомплексы возникают только в том случае, если степени полимеризации (СП) реагентов превышают нек-рые определенные значения. Так, зависимость устойчивости поликомплексов образующихся при взаимодействии высокомол. полимера (СП10³) с химически комплементарными ему полимер-гомологами, от СП последних имеет S-образный характер. Значения СП, при к-рых наблюдается резкое возрастание устойчивости поликомплексов, зависят от природы взаимодействующих макромолекул и находятся в интервале от неск. мономерных звеньев до десятков и даже сотен. В частицы поликомплексов, образующиеся в полимолекулярных двухкомпонентных полимерных системах, предпочтительно включаются цепи, имеющие наибольшую СП. В многокомпонентных полимерных системах, содержащих комплементарные цепи разл. хим. природы, в частицы поликомплексов селективно отбираются макромолекулы, имеющие наиб. своб. энергию взаимодействия звеньев. Один из примеров - избирательное взаимод. в крови гепарина с его антагонистами-полимерными четвертичными аммониевыми солями. Противоположно заряженные макромолекулы гепарина и антагониста образуют поликомплекс (неактивный) в присут. значит. кол-в разл. прир. полиэлектролитов-ДНК, РНК, белков. Указанные процессы отбора цепей по мол. массе и (или) по хим. строению осуществляются в многокомпонентных системах путем р-ций обмена и замещения между разл. частицами поликомплексов. Такие р-ции возможны благодаря обратимости взаимодействия между макромолекулами, включенными в поликомплексы.

Поликомплексы могут быть подвергнуты хим. модификации, напр. сшиванию путем превращения части водородных или ионных связей в ковалентные. При этом существенно изменяются св-ва поликомплексов-повышается их устойчивость к разрушающим воздействиям, изменяются набухаемость и р-римость, теряется способность к р-циям обмена.

Поликомплексами являются, напр., комплексы ДНК, белков-гистонов с ДНК, комплексы синтетич. линейных полиэлектролитов с белками и с мицеллярными ПАВ. Поликомплексы используют как структурообразователи дисперсных систем, в т. ч. для грунтов и почв, эффективные ср-ва для борьбы с водной и ветровой эрозией почв, как полимерные биосовместимые материалы в медицине, а также как носители ферментов и при создании диагностич. систем в биологии и биотехнологии. Многие поликомплексы-комплексообразующие в-ва, в связи с чем они м.б. использованы для извлечения и концентрирования ионов переходных металлов из разб. водных р-ров.

Лит.: Платэ Н. А., Литманович А. Д., Ноа О. В., Макромолекуляр-ные реакции, М., 1977; Бектуров Е. А., Бимендина Л. А., Интерполимерные комплексы, А.-А., 1977; Кабанов В. А., Паписов И. М., "Высокомол. соед.", сер. А, 1979, т. 21, № 2, с. 243-81; Зезин А. Б., Кабанов В. А., "Успехи химии", 1982, т. 51, в. 9, с. 1447-83. А. Б. Зезин.