無機化合物聚合物inorganic polymers 又稱為無機高分子。主鏈及側(cè)基均無碳原子的聚合物總稱。如石棉、云母、玻璃、聚氯磷等均是無機聚合物。一般具有較高的耐熱性,電絕緣性好,可作保溫隔熱材料、電器絕緣材料、玻璃器皿等。
現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析研究表明,無機聚合物是化學(xué)物質(zhì)普遍存在的一種形式,許多簡單的無機化合物,實質(zhì)上是以聚合物狀態(tài)存在的。例如:碳、硫等的同素異形體;氧化鋁、二氧化硅等氧化物;硅酸鹽、縮合磷酸鹽、過渡元素的同多酸鹽和雜多酸鹽;硅的聚合物、磷腈的衍生物等都是分子量大小不同的聚合物。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類生活的變革,人們需要所使用的材料高度功能化,由于有機聚合物不具備足夠的耐熱性、阻燃性、化學(xué)穩(wěn)定性及機械強度,再加上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷提出對熱、光、聲、電、磁及高強度新材料的要求,這就導(dǎo)致了人們把注意力轉(zhuǎn)向于無機聚合物的研究。
分類
按鏈的組成分類,可有均鏈聚合物和雜鏈聚合物兩大類: ①均鏈聚合物。其主鏈由一種元素組成的聚合物,如由硫原子連接成的一種螺旋形鏈式聚合物多硫化氫SxH 和由錫與苯基組成的聚二苯基錫Sn(CH)。能形成均鏈聚合物的元素一般位于元素周期表右方,如硼、硅、磷、硫、鍺、、、錫、銻、、鉍。
②雜鏈聚合物。其主鏈由不止一種元素組成,它由中心原子通過“搭橋”原子(如氧、硫、氮、氯、)連接而成。石棉和云母都是雜鏈聚合物,其他還有氯化鈀和硫代氰酸銀。最常見的無機化合物雜鏈聚合物是各種聚合狀態(tài)的硅酸鹽,例如具有片狀結(jié)構(gòu)的云母和線狀結(jié)構(gòu)的石棉,它們均由硅-氧鏈組成。硫化硅SiS2是一種以硫為搭橋原子的纖維狀雜鏈聚合物;氯化鈀PdCl是一種以氯為搭橋原子的帶狀平面型雜鏈聚合物;硫代氰酸銀AgSCN是折曲鏈狀的高聚物。此外,還有正交籠狀結(jié)構(gòu)的五氧化二磷PO和帶狀結(jié)構(gòu)的三氧化二銻SbO。
能形成雜鏈聚合物的元素比均鏈的元素多,除周期表第I族外,絕大多數(shù)元素都能通過搭橋原子形成聚合物。搭橋原子大都具有較高的電負性或有較強的配位能力,使雜鏈具有較高的鍵能。
無機聚合物常具有半導(dǎo)體、超導(dǎo)體性能及耐高溫和低溫、耐輻射、高彈性等性能,有許多特殊用途。
實例
聚硫氮
聚硫氮是一種纖維狀結(jié)晶,具有金屬的光澤和半導(dǎo)體性能,在0.26K溫度下呈超導(dǎo)性。這是1975年發(fā)現(xiàn)的第一個無機聚合物超導(dǎo)體。
有機硅高分子
統(tǒng)稱有機硅化物高分子。主鏈為純無機型,側(cè)鏈為有機基團,其基本單元見圖3。這些單元連同各種有機基團 R(如烷基、芳基等)以不同的比例和排列方式聚合,可得到種類繁多的聚合物,它們的共同特點是耐高溫(250℃)、耐低溫(-60℃)、耐水、耐氧、耐輻射、電絕緣、無毒、粘度變化小、粘附性小以及有生理惰性等。
聚氯化磷氮
聚三氯化磷氮結(jié)構(gòu)見圖4。聚氯化磷氮即所謂無機化合物橡膠,其彈性可與天然橡膠媲美,且可在-60~250℃范圍內(nèi)使用,但水解穩(wěn)定性差。當聚合物的氯原子被改性取代后,無機聚合物水解穩(wěn)定性大為提高,耐熱性可達500℃,是一種優(yōu)良的耐熱、耐油、耐溶劑的無機橡膠。
金屬配位聚合物
又稱配位化合物高分子。由 金屬離子與低分子量的多齒配體或多齒大分子聚合而成(見配位聚合)。這類聚合物不僅可作耐高溫涂料, 還可制塑料、層壓塑料等。另外,齊聚三氯化磷氮的PtCl 配合物[(NHCH)]·PtCl(5),具有抗腫瘤的作用,并可作人工器官的材料。
參考資料 >