Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Неорганический полимер (SN) x

Неорганический полимер представляет собой полимер с скелетной структурой , которая не включает в себя углеродные атомы в основной цепи. [1] Полимеры , содержащие неорганические и органические компоненты , которые иногда называют гибридные полимеры , [2] , и большинство так называемые неорганические полимеры представляют собой гибридные полимеры. [3] Одним из наиболее известных примеров является полидиметилсилоксан , также известный как силиконовый каучук . Неорганические полимеры обладают некоторыми свойствами, которых нет в органических материалах, включая низкотемпературную гибкость, электропроводность и негорючесть. [4] Термин неорганический полимер.обычно относится к одномерным полимерам, а не к сильно сшитым материалам, таким как силикатные минералы. Неорганические полимеры с настраиваемыми или чувствительными свойствами иногда называют интеллектуальными неорганическими полимерами . Особым классом неорганических полимеров являются геополимеры , которые могут быть антропогенными или естественными.

Магистраль основной группы [ править ]

Традиционно в области неорганических полимеров основное внимание уделяется материалам, в которых основная цепь состоит исключительно из элементов основной группы .

Полимеры гомоцикла [ править ]

Полимеры гомоцепи имеют только один вид атомов в основной цепи. [5] Одним из членов является полимерная сера, которая обратимо образуется при плавлении любого из циклических аллотропов, таких как S 8 . Органические полисульфиды и полисульфаны содержат короткие цепочки атомов серы, закрытые соответственно алкилом и Н. Элементарный теллур и серый аллотроп элементарного селена также являются полимерами, хотя их нельзя перерабатывать.

Серый аллотроп селена состоит из спиральных цепочек атомов Se.

Полимерные формы элементов IV группы хорошо известны. Основными материалами являются полисиланы , аналогичные полиэтилену и родственным органическим полимерам. Они более хрупкие, чем органические аналоги, и из-за более длинных связей Si – Si несут более крупные заместители. Поли (диметилсилан) получают восстановлением диметилдихлорсилана . [6] Пиролиз поли (диметилсилана) дает волокна SiC .

В некоторой степени известны и более тяжелые аналоги полисиланов. К ним относятся полигерманы (R 2 Ge) n и полистаннаны (R 2 Sn) n .

Полимеры Heterochain [ править ]

На основе Si [ править ]

Гетероцепочечные полимеры имеют более одного типа атомов в основной цепи. Обычно вдоль основной цепи чередуются атомы двух типов. Большой коммерческий интерес представляют полисилоксаны, основная цепь которых состоит из центров Si и O: −Si − O − Si − O−. Каждый центр Si имеет два заместителя, обычно метил или фенил. Примеры включают полидиметилсилоксан (PDMS, (Me 2 SiO) n ), полиметилгидросилоксан (PMHS (MeSi (H) O) n ) и полидифенилсилоксан (Ph 2 SiO) n ). [5] К силоксанам относятся полисилазаны.. Эти материалы имеют формулу основной цепи -Si-N-Si-N-. Одним из примеров является пергидридополисилазан PHPS. Подобные материалы представляют академический интерес.

P-based [ править ]

Родственным семейством хорошо изученных неорганических полимеров являются полифосфазены . Они имеют магистраль -P-N-P-N-. Имея два заместителя у фосфора, они структурно похожи на полисилоксаны. Такие материалы получают полимеризацией гексахлорфосфазена с раскрытием цикла с последующим замещением групп P-Cl на алкоксид. Такие материалы находят специализированное применение в качестве эластомеров. [5]

Общая структура полифосфазенов. Серые сферы представляют любую органическую или неорганическую группу.

На основе B [ править ]

Бора - азот полимеры имеют -B-N-B-N- скелеты. Примерами являются полиборазилены , [7] полиаминобораны . [8] [9]

На основе S [ править ]

В polythiazyls есть основа -S-N-S-N-. В отличие от большинства неорганических полимеров, в этих материалах отсутствуют заместители у атомов основной цепи. Такие материалы обладают высокой электропроводностью - открытие, которое привлекло большое внимание в эпоху открытия полиацетилена . Он сверхпроводящий ниже 0,26 К. [10]

Иономеры [ править ]

Обычно к неорганическим полимерам с нейтральным зарядом не относятся иономеры . Фосфорно-кислородные и бор-оксидные полимеры включают полифосфаты и полибораты.

Полимеры, содержащие переходные металлы [ править ]

Неорганические полимеры также включают материалы с переходными металлами в основной цепи. Редко такие материалы обрабатываются. Примеры - соль Крогмана и зеленая соль Магнуса .

Зеленая соль Магнуса , которая не является солью, имеет одномерную цепочку слабых связей Pt – Pt.

Методы полимеризации [ править ]

Неорганические полимеры, как и органические полимеры, образуются:

  • Ступенчатая полимеризация : полисилоксаны;
  • Цепная полимеризация : полисиланы;
  • Полимеризация с раскрытием кольца : Полидихлорфосфазен.

Реакции [ править ]

Неорганические полимеры являются предшественниками неорганических твердых веществ. Этот тип реакции иллюстрируется ступенчатым превращением аммиачного борана в дискретные кольца и олигомеры, которые при пиролизе дают нитриды бора. [7]

Ссылки [ править ]

  1. ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « Неорганические полимеры ». DOI : 10,1351 / goldbook.IT07515
  2. ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « Гибридные полимеры ». DOI : 10,1351 / goldbook.HT07556
  3. ^ Неорганические двумерные наноматериалы , редактор: Чангжэн Ву, Королевское химическое общество, Кембридж, 2017.
  4. ^ Маннерс, Ян, «Полимеры и периодическая таблица: последние достижения в науке о неорганических полимерах», Angewandte Chemie, International Edition на английском языке 1996 г., том 35, 1603–1621. DOI : 10.1002 / anie.199616021 .
  5. ^ a b c Марк, JE; Оллкок, HR; Уэст Р. «Неорганические полимеры», Прентис Холл, Энглвуд, Нью-Джерси: 1992. ISBN  0-13-465881-7 .
  6. ^ Миллер, РД; Michl. "Полисилан Полимеры" J». Chem Ред. . 1989 (89):. 1359-1410 DOI : 10.1021 / cr00096a006 .
  7. ^ а б С. Бернар; К. Саламе; П. Миле (2016). «Керамика из нитрида бора из молекулярных прекурсоров: синтез, свойства и применение». Dalton Trans . 45 : 861–873. DOI : 10.1039 / c5dt03633j .
  8. ^ EM Leitao; Т. Юрка; И. Маннерс (2013). «Катализ на службе основной химии группы предлагает универсальный подход к молекулам и материалам p-блока». Химия природы . 5 : 817–829. DOI : 10.1038 / nchem.1749 .
  9. ^ ХК Джонсон; TN Hooper; А.С. Веллер (2015). «Каталитическое дегидросоединение амина-борана и фосфина-борана». Вершина. Органомет. Chem . 49 : 153–220. DOI : 10.1007 / 978-3-319-13054-5_6 .
  10. ^ MM Labes; П. Любовь; Л. Ф. Николс (1979). «Нитрид полисеры - металлический сверхпроводящий полимер». Chem. Откровение 79 (1): 1–15. DOI : 10.1021 / cr60317a002 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Полимерная структура