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无机聚合物

[拼音]:wuji juhewu

[外文]:inorganic polymers

通常是指主链上不含碳原子的聚合物。无机聚合物是一种普遍存在的形式,许多简单的无机化合物实质上是以聚合状态存在的。无机聚合物在固态时稳定,在液态或溶于溶剂时,有许多常解聚为低分子物质,有些则发生水解作用。

分类

无机聚合物按链的组成大致可分为均链聚合物和杂链聚合物两大类。

均链聚合物

为主链仅由一种元素组成的聚合物, 例如多硫化氢SxH2(也称硫烷),是由硫原子连接在一起的一种螺旋形链式聚合物(图1a);黑磷晶体是由磷原子连接在一起的一种巨大的波形平面(图1b);聚二苯基锡则是一种锡链上结合着苯基的无机聚合物(图1c)。能够形成均链聚合物的元素,一般位于元素周期表(见彩图)右方,主要有硼、硅、磷、硫、锗、砷、硒、锡、锑、碲和铋等。

杂链聚合物

为主链由不止一种元素组成的聚合物。这类聚合物是由中心原子通过“搭桥”原子连接而成的。常见的搭桥原子有氧、硫、氮、氯以及氰、硫氰等基团。最常见的无机杂链聚合物是各种聚合状态的硅酸盐,例如具有片状结构的云母和线状结构的石棉,它们均由硅-氧链组成。二硫化硅SiS2是一种以硫为搭桥原子的纤维状杂链聚合物(图2a);氯化钯PdCl2是一种以氯为搭桥原子的带状平面型杂链聚合物(图2b);硫代氰酸银 AgSCN是折曲链状的高聚物(图2c)。此外,还有正交笼状结构的五氧化二磷P4O10(图2d)和带状结构的三氧化二锑Sb2O3(图2e)。

能形成杂链聚合物的元素比均链的元素多,除周期表第I族外,绝大多数元素都能通过搭桥原子形成聚合物。搭桥原子大都具有较高的电负性或有较强的配位能力,使杂链具有较高的键能。

实例聚硫氮 唚SN唹

是一种纤维状结晶,具有金属的光泽和半导体性能,在0.26K温度下呈超导性。这是1975年发现的第一个无机聚合物超导体。

聚硅氧烷及其衍生物

统称有机硅高分子。主链为纯无机型,侧链为有机基团,其基本单元见图3。

这些单元连同各种有机基团 R(如烷基、芳基等)以不同的比例和排列方式聚合,可得到种类繁多的聚合物,它们的共同特点是耐高温(250℃)、耐低温(-60℃)、耐水、耐氧、耐辐射、电绝缘、无毒、粘度变化小、粘附性小以及有生理惰性等。

聚氯化磷氮 唚NPCl2唹

其结构见图4。

聚氯化磷氮即所谓无机橡胶,其弹性可与天然橡胶媲美,且可在-60~250℃范围内使用,但水解稳定性差。近年来已制成一种改性聚合物唚PN(C6H5)2唹,使水解稳定性大为提高,耐热性可达 500℃,是一种优良的耐热、耐油、耐溶剂的无机橡胶。

金属配位聚合物

又称配合物高分子。由金属离子与低分子量的多齿配体或多齿大分子聚合而成(见配位聚合)。 这类聚合物不仅可作耐高温涂料, 还可制塑料、层压塑料等。另外,齐聚氯化磷氮的 PtCl2 配合物[NP(NHCH3)2]4·PtCl2(图5),具有抗肿瘤的作用,并可作人工器官的材料。

参考书目

F. G. A. Stone and W. A. G. Graham,Inorganic Polymers, Academic Press, New York,1962.

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