არაორგანული პოლიმერები

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

              არაორგანული პოლიმერები

არაორგანული პოლიმერი (SN)x

არაორგანული პოლიმერი არის ჩონჩხის სტრუქტურის მქონე პოლიმერი, რომელიც არ შეიცავს ნახშირბადის ატომებს ხერხემალში. არაორგანული და ორგანული კომპონენტების შემცველ პოლიმერებს ზოგჯერ უწოდებენ ჰიბრიდულ პოლიმერებს,  და ე.წ. არაორგანული პოლიმერების უმეტესობას ჰიბრიდული პოლიმერებია. ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი მაგალითია პოლიდიმეთილსილოქსანი, სხვაგვარად ცნობილია, როგორც სილიკონის რეზინი. არაორგანული პოლიმერები გვთავაზობენ ზოგიერთ თვისებას, რომელიც არ არის ნაპოვნი ორგანულ მასალებში, მათ შორის დაბალი ტემპერატურის მოქნილობა, ელექტროგამტარობა და არააალებადი. ტერმინი არაორგანული პოლიმერი ზოგადად ეხება ერთგანზომილებიან პოლიმერებს, ვიდრე ძლიერად ჯვარედინი კავშირების მასალებს, როგორიცაა სილიკატური მინერალები. არაორგანულ პოლიმერებს რეგულირებადი ან მგრძნობიარე თვისებებით ზოგჯერ უწოდებენ ჭკვიან არაორგანულ პოლიმერებს. არაორგანული პოლიმერების სპეციალური კლასი არის გეოპოლიმერები, რომლებიც შეიძლება იყოს ანთროპოგენური ან ბუნებრივი წარმოშობის.

იხ. ვიდეო -  Inorganic polymer

ტრადიციულად, არაორგანული პოლიმერების არეალი ფოკუსირებულია მასალებზე, რომლებშიც ხერხემალი შედგება ექსკლუზიურად ძირითადი ჯგუფის ელემენტებისაგან.

ჰომოჯაინის პოლიმერები

ჰომოჯაჭვის პოლიმერებს აქვთ მხოლოდ ერთი სახის ატომი მთავარ ჯაჭვში. ერთი წევრი არის პოლიმერული გოგირდი, რომელიც შექცევადად წარმოიქმნება რომელიმე ციკლური ალოტროპის დნობისას, როგორიცაა S8. ორგანული პოლისულფიდები და პოლისულფანები ახასიათებენ გოგირდის ატომების მოკლე ჯაჭვებს, რომლებიც დაფარულია შესაბამისად ალკილით და H. ელემენტარული თელურიუმი და ელემენტარული სელენის ნაცრისფერი ალოტროპი ასევე პოლიმერებია, თუმცა ისინი არ არის დამუშავებული.

სელენის ნაცრისფერი ალოტროპი შედგება Se ატომების ხვეული ჯაჭვებისაგან.

ცნობილია IV ჯგუფის ელემენტების პოლიმერული ფორმები. მთავარი მასალებია პოლისილანები, რომლებიც პოლიეთილენისა და მასთან დაკავშირებული ორგანული პოლიმერების ანალოგია. ისინი უფრო მყიფეა, ვიდრე ორგანული ანალოგები და გრძელი Si-Si ბმების გამო, ატარებენ უფრო დიდ შემცვლელებს. პოლი(დიმეთილსილანი) მზადდება დიმეთილდიქლოროსილანის შემცირებით. პოლი(დიმეთილსილანის) პიროლიზი იძლევა SiC ბოჭკოებს.

გარკვეულწილად ცნობილია აგრეთვე პოლისილანების უფრო მძიმე ანალოგები. მათ შორისაა პოლიგერმანები, (R2Ge)n და პოლისტანანები, (R2Sn)n.

ჰეტეროჯაჭვის პოლიმერები

Si-ზე დაფუძნებული

ჰეტეროჯაჭვის პოლიმერებს აქვთ ერთზე მეტი ტიპის ატომები მთავარ ჯაჭვში. როგორც წესი, ორი ტიპის ატომები მონაცვლეობენ ძირითადი ჯაჭვის გასწვრივ. დიდი კომერციული ინტერესია პოლისილოქსანები, სადაც ძირითადი ჯაჭვია Si და O ცენტრები: −Si−O−Si−O−. თითოეულ Si ცენტრს აქვს ორი შემცვლელი, ჩვეულებრივ მეთილი ან ფენილი. მაგალითები მოიცავს პოლიდიმეთილსილოქსანს (PDMS, (Me2SiO)n), პოლიმეთილჰიდროსილოქსანს (PMHS (MeSi(H)O)n) და პოლიდიფენილსილოქსანს (Ph2SiO)n). სილოქსანებთან დაკავშირებულია პოლისილაზანები. ამ მასალებს აქვთ საყრდენი ფორმულა −Si−N−Si−N−. ერთი მაგალითია პერჰიდრიდოპოლისილაზანი PHPS. ასეთი მასალები აკადემიური ინტერესია.

P-ზე დაფუძნებული

კარგად შესწავლილი არაორგანული პოლიმერების მონათესავე ოჯახია პოლიფოსფაზენები. მათ აქვთ ხერხემალი −P−N−P−N−. ფოსფორზე ორი შემცვლელით, ისინი სტრუქტურულად მსგავსია პოლისილოქსანებთან. ასეთი მასალები წარმოიქმნება ჰექსაქლორფოსფაზენის რგოლის გახსნის პოლიმერიზაციით, რასაც მოჰყვება P−Cl ჯგუფების ალკოქსიდით ჩანაცვლება. ასეთი მასალები პოულობენ სპეციალიზებულ აპლიკაციებს, როგორიცაა ელასტომერები

პოლიფოსფაზენების ზოგადი სტრუქტურა. რუხი სფეროები წარმოადგენს ნებისმიერ ორგანულ ან არაორგანულ ჯგუფს.

B-ზე დაფუძნებული

ბორი-აზოტის პოლიმერებს აქვთ −B−N−B−N− ხერხემალი. მაგალითებია პოლიბორაზილენები,  პოლიამინობორანი.

S-ზე დაფუძნებული

პოლითიაზილებს აქვთ ხერხემალი −S−N−S−N−. არაორგანული პოლიმერების უმეტესობისგან განსხვავებით, ამ მასალებს არ გააჩნიათ შემცვლელები ძირითადი ჯაჭვის ატომებზე. ასეთი მასალები აჩვენებენ მაღალ ელექტროგამტარობას, აღმოჩენამ, რომელმაც დიდი ყურადღება მიიპყრო იმ ეპოქაში, როდესაც პოლიაცეტილენი აღმოაჩინეს. ის სუპერგამტარია 0,26 K-ზე დაბლა.

იონომერები

როგორც წესი, არ არის კლასიფიცირებული მუხტად ნეიტრალური არაორგანული პოლიმერები იონომერები. ფოსფორ-ჟანგბადის და ბორის ოქსიდის პოლიმერები მოიცავს პოლიფოსფატებს და პოლიბორატებს.

გარდამავალი ლითონის შემცველი პოლიმერები

დამატებითი ინფორმაცია: საკოორდინაციო პოლიმერი

არაორგანული პოლიმერები ასევე მოიცავს მასალებს, რომლებსაც აქვთ გარდამავალი ლითონები ხერხემალში. მაგალითებია პოლიფეროცენი, კროგმანის მარილი და მაგნუსის მწვანე მარილი.

მაგნუსის მწვანე მარილი, რომელიც არ არის მარილი, შეიცავს სუსტი Pt–Pt ბმების ერთგანზომილებიან ჯაჭვს.