Anorganický polymer - Inorganic polymer - Wikipedia

Anorganický polymer (SN)X

An anorganický polymer je polymer s kosterní strukturou, která nezahrnuje uhlík atomy v páteři.[1] Polymery obsahující anorganické a organické složky se někdy nazývají hybridní polymery,[2] a většina takzvaných anorganických polymerů jsou hybridní polymery.[3] Jedním z nejznámějších příkladů je polydimethylsiloxan, běžně známý jako silikonová guma. Anorganické polymery nabízejí některé vlastnosti, které se v organických materiálech nenacházejí, včetně pružnosti při nízkých teplotách, elektrické vodivosti a nehořlavosti.[4] Termín anorganický polymer Pod pojmem "silikonové minerály" se obecně rozumí jednorozměrné polymery, nikoli silně zesítěné materiály, jako jsou silikátové minerály. Anorganické polymery s laditelnými nebo citlivými vlastnostmi se někdy nazývají chytré anorganické polymery. Speciální třídou anorganických polymerů jsou geopolymery, které mohou být antropogenní nebo přirozeně se vyskytující.

Páteř hlavní skupiny

Oblast anorganických polymerů se tradičně zaměřuje na materiály, z nichž je páteř složena výhradně z prvky hlavní skupiny.

Homochain polymery

Homochain polymery mají pouze jeden druh atomu v hlavním řetězci.[5] Jedním členem je polymerní síra, která se reverzně tvoří při tavení kteréhokoli z cyklických alotropů, jako je S8. Organické polysulfidy a polysulfany mají krátké řetězce atomů síry, uzavřené příslušně alkylem a H. Elementární telur a šedý allotrope elementárního selenu jsou také polymery, i když nejsou zpracovatelné.

Šedý alotrop selenu se skládá ze spirálovitých řetězců atomů Se.

Polymerní formy prvků skupiny IV jsou dobře známy. Prvotřídní materiály jsou polysilany, které jsou analogické k polyethylen a příbuzné organické polymery. Jsou křehčí než organické analogy a kvůli delším vazbám Si – Si nesou větší substituenty. Poly (dimethylsilan) se připravuje redukcí dimethyldichlorsilan.[6] Pyrolýza poly (dimethylsilanu) dává SiC vlákna.

Těžší analogy polysilanů jsou také do určité míry známé. Tyto zahrnují polygermanes, (R.2Ge)n, a polystannanů, (R.2Sn)n.

Heterochain polymery

Na bázi Si

Polymery heterochainu mají v hlavním řetězci více než jeden typ atomu. Typicky se v hlavním řetězci střídají dva typy atomů. Velkým obchodním zájmem jsou polysiloxany, kde hlavní řetězec obsahuje Si a O centra: −Si − O − Si − O−. Každé centrum Si má dva substituenty, obvykle methyl nebo fenyl. Mezi příklady patří polydimethylsiloxan (PDMS, (Já2SiO)n), polymethylhydrosiloxan (PMHS (MeSi (H) O)n) a polydifenylsiloxan (Ph2SiO)n).[5] Příbuzné siloxanům jsou polysilazany. Tyto materiály mají páteřní vzorec −Si − N − Si − N−. Jedním příkladem je perhydridopolysilazan PHPS. Tyto materiály jsou akademicky zajímavé.

Na bázi P.

Příbuznou rodinou dobře studovaných anorganických polymerů jsou polyfosfazeny. Vyznačují se páteří −P − N − P − N−. Se dvěma substituenty na fosforu jsou strukturně podobné příbuzným s polysiloxany. Tyto materiály jsou generovány polymerací za otevření kruhu hexachlorfosfazen následuje substituce P-Cl skupin alkoxidem. Takové materiály nacházejí speciální použití jako elastomery.[5]

Obecná struktura polyfosfazenu
Obecná struktura polyfosfazenů. Šedé koule představují jakoukoli organickou nebo anorganickou skupinu.

Na bázi B.

Bor –dusík polymery mají −B − N − B − N− páteřní řetězce. Příklady jsou polyborazyleny,[7] polyaminoborany.[8][9]

S-založené

The polythiazyly mít páteř −S − N − S − N−. Na rozdíl od většiny anorganických polymerů tyto materiály postrádají substituenty na atomech hlavního řetězce. Tyto materiály vykazují vysokou elektrickou vodivost, což je zjištění, které v době, kdy vzbudilo velkou pozornost, přitahovalo pozornost polyacetylen byl objeven. to je supravodivé pod 0,26 K.[10]

Ionomery

Obvykle nejsou klasifikovány anorganickými polymery bez náboje ionomery. Mezi polymery fosfor-kyslík a oxidy boru patří polyfosfáty a polyboritany.

Polymery obsahující přechodný kov

Anorganické polymery také zahrnují materiály s přechodné kovy v páteři. Zřídka jsou takové materiály zpracovatelné. Příklady jsou Krogmannova sůl a Magnusova zelená sůl.

Magnusova zelená sůl, který není sůl, obsahuje jednorozměrný řetězec slabých vazeb Pt – Pt.

Polymerační metody

Anorganické polymery jsou tvořeny, stejně jako organické polymery,:

Reakce

Anorganické polymery jsou prekurzory anorganických pevných látek. Tento typ reakce je ilustrován postupnou přeměnou amoniaku boranu na diskrétní kruhy a oligomery, které po pyrolýze poskytují nitridy boru.[7]

Reference

  1. ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “anorganické polymery ". doi:10.1351 / zlatá kniha.IT07515
  2. ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “hybridní polymery ". doi:10.1351 / zlatá kniha.HT07556
  3. ^ Anorganické dvourozměrné nanomateriály, Editor: Changzheng Wu, Royal Society of Chemistry, Cambridge 2017.
  4. ^ Manners, Ian, „Polymery a periodická tabulka: nedávný vývoj v oboru anorganických polymerů“, Angewandte Chemie, mezinárodní vydání v angličtině 1996, svazek 35, 1603–1621. doi:10.1002 / anie.199616021.
  5. ^ A b C Mark, J. E .; Allcock, H. R .; West, R. „Anorganic Polymers“, Prentice Hall, Englewood, NJ: 1992. ISBN  0-13-465881-7.
  6. ^ Miller, R. D .; Michl. "Polysilanové vysoké polymery" J ". Chem. Rev. 1989 (89): 1359–1410. doi:10.1021 / cr00096a006.
  7. ^ A b S. Bernard; C. Salameh; P. Miele (2016). "Keramika z nitridu boru z molekulárních prekurzorů: syntéza, vlastnosti a aplikace". Dalton Trans. 45: 861–873. doi:10.1039 / c5dt03633j.
  8. ^ E. M. Leitao; T. Jurca; Způsoby (2013). „Katalýza ve službách chemie hlavních skupin nabízí všestranný přístup k molekulám a materiálům p-bloku“. Přírodní chemie. 5: 817–829. doi:10.1038 / nchem.1749.
  9. ^ H. C. Johnson; T. N. Hooper; A. S. Weller (2015). „Katalytický dehydrocoupling amin-boranů a fosfin-boranů“. Horní. Organomet. Chem. 49: 153–220. doi:10.1007/978-3-319-13054-5_6.
  10. ^ M. M. Labes; P. Láska; L. F. Nichols (1979). "Nitrid polysulfur - kovový, supravodivý polymer". Chem. Rev. 79 (1): 1–15. doi:10.1021 / cr60317a002.

externí odkazy