Polímero inorgánico
Un polímero inorgánico es un polímero con una estructura esquelética que no incluye átomos de carbono en la columna vertebral. [1] Los polímeros que contienen componentes orgánicos e inorgánicos a veces se denominan polímeros híbridos , [2] y la mayoría de los llamados polímeros inorgánicos son polímeros híbridos. [3] Uno de los ejemplos más conocidos es el polidimetilsiloxano , también conocido comúnmente como caucho de silicona . Los polímeros inorgánicos ofrecen algunas propiedades que no se encuentran en los materiales orgánicos, incluida la flexibilidad a baja temperatura, la conductividad eléctrica y la no inflamabilidad. [4] El término polímero inorgánicose refiere generalmente a polímeros unidimensionales, más que a materiales fuertemente reticulados como minerales de silicato. Los polímeros inorgánicos con propiedades ajustables o sensibles a veces se denominan polímeros inorgánicos inteligentes . Una clase especial de polímeros inorgánicos son los geopolímeros , que pueden ser antropogénicos o de origen natural.
Espina dorsal del grupo principal
Tradicionalmente, el área de polímeros inorgánicos se centra en materiales en los que la columna vertebral está compuesta exclusivamente por elementos del grupo principal .
Polímeros homocatenarios
Los polímeros homocatenarios tienen solo un tipo de átomo en la cadena principal. [5] Un miembro es azufre polimérico, que forma de manera reversible tras la fusión cualquiera de los alótropos cíclicos, tales como S 8 . Los polisulfuros y polisulfanos orgánicos presentan cadenas cortas de átomos de azufre, cubiertas respectivamente con alquilo y H. El telurio elemental y el alótropo gris del selenio elemental también son polímeros, aunque no son procesables.
Las formas poliméricas de los elementos del grupo IV son bien conocidas. Los materiales principales son los polisilanos , que son análogos al polietileno y los polímeros orgánicos relacionados. Son más frágiles que los análogos orgánicos y, debido a los enlaces Si-Si más largos, llevan sustituyentes más grandes. El poli (dimetilsilano) se prepara por reducción de dimetildiclorosilano . [6] La pirólisis de poli (dimetilsilano) da fibras de SiC .
También se conocen hasta cierto punto análogos más pesados de polisilanos. Estos incluyen poligelmananos , (R 2 Ge) n , y poliestananos , (R 2 Sn) n .
Polímeros de heterocadena
A base de Si
Los polímeros de heterocadena tienen más de un tipo de átomo en la cadena principal. Normalmente, dos tipos de átomos se alternan a lo largo de la cadena principal. De gran interés comercial son los polisiloxanos, donde la cadena principal presenta centros Si y O: −Si − O − Si − O−. Cada centro de Si tiene dos sustituyentes, generalmente metilo o fenilo. Los ejemplos incluyen polidimetilsiloxano (PDMS, (Me 2 SiO) n ), polimetilhidrosiloxano (PMHS (MeSi (H) O) n ) y polidifenilsiloxano (Ph 2 SiO) n ). [5] Relacionados con los siloxanos están los polisilazanos.. Estos materiales tienen la fórmula principal −Si − N − Si − N−. Un ejemplo es el perhidridopolisilazano PHPS. Dichos materiales son de interés académico.
Basado en P
Una familia relacionada de polímeros inorgánicos bien estudiados son los polifosfacenos . Cuentan con la columna vertebral −P − N − P − N−. Con dos sustituyentes en el fósforo, son estructuralmente similares en relación con los polisiloxanos. Dichos materiales se generan por polimerización con apertura de anillo de hexaclorofosfaceno seguida de sustitución de los grupos P-Cl por alcóxido. Dichos materiales encuentran aplicaciones especializadas como elastómeros. [5]
Basado en B
Los polímeros de boro y nitrógeno tienen cadenas principales −B − N − B − N−. Son ejemplos los poliborazilenos , [7] poliaminoboranos . [8] [9]
Basado en S
Las politiazilas tienen la columna vertebral −S − N − S − N−. A diferencia de la mayoría de los polímeros inorgánicos, estos materiales carecen de sustituyentes en los átomos de la cadena principal. Dichos materiales exhiben una alta conductividad eléctrica, un hallazgo que atrajo mucha atención durante la época en que se descubrió el poliacetileno . Es superconductor por debajo de 0,26 K. [10]
Ionómeros
Por lo general, los polímeros inorgánicos de carga neutra no se clasifican como ionómeros . Los polímeros de fósforo-oxígeno y óxido de boro incluyen los polifosfatos y poliboros.
Polímeros que contienen metales de transición
Los polímeros inorgánicos también incluyen materiales con metales de transición en la columna vertebral. Rara vez estos materiales son procesables. Algunos ejemplos son la sal de Krogmann y la sal verde de Magnus .
Métodos de polimerización
Los polímeros inorgánicos se forman, como los polímeros orgánicos, por:
- Polimerización por crecimiento escalonado : polisiloxanos;
- Polimerización por crecimiento de cadena : polisilanos;
- Polimerización por apertura de anillo : Poli (diclorofosfaceno).
Reacciones
Los polímeros inorgánicos son precursores de los sólidos inorgánicos. Este tipo de reacción se ilustra mediante la conversión escalonada de amoniaco borano en anillos y oligómeros discretos, que tras la pirólisis dan nitruros de boro. [7]
Referencias
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida online: (2006–) " polímeros inorgánicos ". doi : 10.1351 / goldbook.IT07515
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " polímeros híbridos ". doi : 10.1351 / goldbook.HT07556
- ^ Nanomateriales bidimensionales inorgánicos , Editor: Changzheng Wu, Real Sociedad de Química, Cambridge 2017.
- ^ Manners, Ian, "Polímeros y la tabla periódica: desarrollos recientes en la ciencia de polímeros inorgánicos", Angewandte Chemie, Edición internacional en inglés 1996, volumen 35, 1603-1621. doi : 10.1002 / anie.199616021 .
- ^ a b c Mark, JE; Allcock, HR; West, R. "Polímeros inorgánicos", Prentice Hall, Englewood, NJ: 1992. ISBN 0-13-465881-7 .
- ^ Miller, RD; Michl. "Polisilano High Polymers" J". Chem Rev. . 1989 (89):. 1359-1410 doi : 10.1021 / cr00096a006 .
- ↑ a b S. Bernard; C. Salameh; P. Miele (2016). "Cerámicas de nitruro de boro a partir de precursores moleculares: síntesis, propiedades y aplicaciones". Dalton Trans . 45 : 861–873. doi : 10.1039 / c5dt03633j .
- ^ EM Leitao; T. Jurca; Modales (2013). "La catálisis al servicio de la química del grupo principal ofrece un enfoque versátil para las moléculas y materiales del bloque p". Química de la naturaleza . 5 : 817–829. doi : 10.1038 / nchem.1749 .
- ^ HC Johnson; TN Hooper; AS Weller (2015). "El deshidroacoplamiento catalítico de amina-boranos y fosfina-boranos". Cima. Organomet. Chem . 49 : 153–220. doi : 10.1007 / 978-3-319-13054-5_6 .
- ^ MM Labes; P. Love; LF Nichols (1979). "Nitruro de polisulfuro - un polímero superconductor metálico". Chem. Apocalipsis 79 (1): 1-15. doi : 10.1021 / cr60317a002 .
enlaces externos
- Estructura de polímero
- Polímeros inorgánicos
