Неорганические полимеры

Неорганические полимеры, полимеры с неорганической (не содержащей атомов углерода) главной цепью макромолекулы. Боковые (обрамляющие) группы — обычно тоже неорганические; однако полимеры с органическими боковыми группами часто также относят к неорганическим полимерам (строгого деления по этому признаку нет).

  Аналогично органическим полимерам неорганические полимеры подразделяют по пространственной структуре на линейные, разветвленные, лестничные и сетчатые (двух- и трёхмерные), по составу главной цепи — на гомоцепные типа [—M—] n и гетероцепные типа [—M—M'—] n или [— М— M'— М"—] n (где М, M', М" — различные атомы). Например, полимерная сера [—S—] n — гомоцепной линейный неорганический полимер без боковых групп.

  Многие неорганические вещества в твёрдом состоянии представляют собой единую макромолекулу, однако, для отнесения их к неорганическим полимерам необходимо наличие некоторой анизотропии пространственного строения (и, следовательно, свойств). Этим кристаллы неорганических полимеров отличаются от полностью изотропных кристаллов обычных неорганических веществ (например, NaCI, ZnS). Большинство химических элементов не способно к образованию устойчивых гомоцепных неорганических полимеров, и лишь примерно 15 (S, Р, Se, Te, Si и др.) образуют не очень длинные (олигомерные) цепи, значительно уступающие по устойчивости гомоцепным олигомерам со связями С—С. Поэтому наиболее типичны гетероцепные неорганические полимеры, в которых чередуются электроположительные и электроотрицательные атомы, например В и N, Р и N, Si и О, образующие между собой и с атомами боковых групп полярные (частично ионные) химические связи.

  Полярные связи обусловливают повышенную реакционную способность неорганических полимеров, прежде всего склонность к гидролизу. Поэтому многие неорганические полимеры малоустойчивы на воздухе; кроме того, некоторые из них легко деполимеризуются с образованием циклических структур. На эти и др. химические свойства неорганических полимеров можно отчасти влиять, направленно меняя боковое обрамление, от которого главным образом зависит характер межмолекулярного взаимодействия, определяющего эластичные и др. механические свойства полимера. Так, линейный эластомер полифосфонитрилхлорид [—CI2PN—] n в результате гидролиза по связи Р—Сl (и последующей поликонденсации) превращается в трёхмерную структуру, не обладающую эластическими свойствами. Устойчивость к гидролизу этого эластомера можно повысить при замене атомов Cl на некоторые органические радикалы. Многие гетероцепные неорганические полимеры отличаются высокой термостойкостью, значительно превышающей термостойкость органических и элементоорганических полимеров (например, полимерный оксонитрид фосфора [PON] n не изменяется при нагревании до 600 °С). Однако высокая термостойкость неорганических полимеров редко сочетается с ценными механическими и электрическими свойствами. По этой причине число неорганических полимеров, нашедших практическое применение, сравнительно невелико. Однако неорганические полимеры — важный источник получения новых термостойких материалов.

  Е. М. Шусторович.

 

 


ПраймКемикалсГрупп