天柱山

[拼音]:wuji juhewu

[外文]:inorganic polymers

通常是指主鏈上不含碳原子的聚合物。無機聚合物是一種普遍存在的形式,許多簡單的無機化合物實質上是以聚合狀態存在的。無機聚合物在固態時穩定,在液態或溶於溶劑時,有許多常解聚為低分子物質,有些則發生水解作用。

分類

無機聚合物按鏈的組成大致可分為均鏈聚合物和雜鏈聚合物兩大類。

均鏈聚合物

為主鏈僅由一種元素組成的聚合物, 例如多硫化氫SxH2(也稱硫烷),是由硫原子連線在一起的一種螺旋形鏈式聚合物(圖1a);黑磷晶體是由磷原子連線在一起的一種巨大的波形平面(圖1b);聚二苯基錫

則是一種錫鏈上結合著苯基的無機聚合物(圖1c)。能夠形成均鏈聚合物的元素,一般位於元素週期表(見彩圖)右方,主要有硼、矽、磷、硫、鍺、砷、硒、錫、銻、碲和鉍等。

雜鏈聚合物

為主鏈由不止一種元素組成的聚合物。這類聚合物是由中心原子通過“搭橋”原子連線而成的。常見的搭橋原子有氧、硫、氮、氯以及氰、硫氰等基團。最常見的無機雜鏈聚合物是各種聚合狀態的矽酸鹽,例如具有片狀結構的雲母和線狀結構的石棉,它們均由矽-氧鏈組成。二硫化矽SiS2是一種以硫為搭橋原子的纖維狀雜鏈聚合物(圖2a);氯化鈀PdCl2是一種以氯為搭橋原子的帶狀平面型雜鏈聚合物(圖2b);硫代氰酸銀 AgSCN是折曲鏈狀的高聚物(圖2c)。此外,還有正交籠狀結構的五氧化二磷P4O10(圖2d)和帶狀結構的三氧化二銻Sb2O3(圖2e)。

能形成雜鏈聚合物的元素比均鏈的元素多,除週期表第I族外,絕大多數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。

例項

聚硫氮唚SN唹

是一種纖維狀結晶,具有金屬的光澤和半導體效能,在0.26K溫度下呈超導性。這是1975年發現的第一個無機聚合物超導體。

聚矽氧烷及其衍生物

統稱有機矽高分子。主鏈為純無機型,側鏈為有機基團,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。

聚氯化磷氮唚NPCl2唹

其結構見圖4。

聚氯化磷氮即所謂無機橡膠,其彈性可與天然橡膠媲美,且可在-60~250℃範圍內使用,但水解穩定性差。近年來已製成一種改性聚合物唚PN(C6H5)2唹,使水解穩定性大為提高,耐熱性可達 500℃,是一種優良的耐熱、耐油、耐溶劑的無機橡膠。

金屬配位聚合物

又稱配合物高分子。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塗料, 還可制塑料、層壓塑料等。另外,齊聚氯化磷氮的 PtCl2 配合物[NP(NHCH3)2]4·PtCl2(圖5),具有抗腫瘤的作用,並可作人工器官的材料。

參考書目

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