Op meeste van die bladsye sover het ons gepraat van polimere met ruggraatkettings grotendeels gemaak uit koolstofatome, of kettings geheel en al gemaak uit koolstof. Sulke polimere word organiese polimere genoem. Maar nou sal ons dit eers daar laat, en 'n bietjie praat oor polimere met geen koolstofatome in hul ruggraatkettings nie. En sulke polimere word anorganiese polimere genoem. Hier is 'n lys van die anorganiese polimere op hierdie bladsy:
Poligermane en polistannane
Jy het al voorheen anorganiese polimere gesien. As dit nie op hierdie bladsye was nie, het jy ten minste in jou alledaagse lewe al 'n silikoon polimeer êrens gesien. Silikone is die mees algemeenste anorganiese polimere. Hulle lyk so:
Hulle behoort eintlik polisiloksane genoem te word. Die binding tussen silikon en suurstof is baie sterk, maar baie buigbaar. Dit beteken dus dat silikone hoë temperature kan weerstaan sonder om te degradeer, maar dat hulle ook baie lae glasoorgangstemperature het. Jy het sekerlik al rubber of seëllaar (in die badkamer) gesien gemaak van silikone.
Kom ons kyk 'n bietjie na die element silikon. Soos jy kan sien is dit reg onder koolstof op die periodieke tabel. En soos jy dalk kan onthou, het elemente in dieselfde kolom of groep in die periodieke tabel soortgelyke eienskappe. So, as koolstof lang polimeerkettings kan vorm, behoort silikon dit ook te kan doen.
Reg. Dit het lank gevat om dit te laat gebeur, maar silikon atome is saamgebind in lang polimeerkettings. Dit was in die 1920's en die 30's dat chemici begin het om te verstaan dat polimere van lang kettings koolstofatome gemaak is, maar ernstige ondersoeke na die vervaardiging van polisilane is nie uitgevoer voor die laat 1970's nie.
Tydens vroeëre studies, in 1949, het C.A. Burkhard by General Electric se navorsing en ontwikkelingsafdeling 'n polisilaan ontwikkel. Hierdie polisilaan, polidimetielsilaan, was nie eintlik baie bruikbaar gewees nie. Dit het so gelyk:
Dit het kristalle gevorm wat so sterk was, dat niks hulle kon oplos nie. Burkhard het probeer om hulle te verhit, maar die kristalle wou nie smelt onder 250 oC nie, waar dit toe begin degradeer het. Wel, dit het polidimetielsilaan onbruikbaar gemaak. Hy het die polimeer gemaak deur natrium metaal en dichlorodimetielsilaan so met mekaar te laat reageer:
Dit is belangrik, want in die sewentigs het 'n paar wetenskaplikes gedink dat hulle klein ringe van silikonatome gaan maak. En toe het hulle onwetend iets herhaal wat Burkhard gedoen het. Hulle het natrium metaal en dichlorodimetielsilaan met mekaar laat reageer, maar ook dichlorometielfenielsilaan by die reaksiemengsel gevoeg. En raai wat het gebeur? Wel, hulle het nie die ringe gekry wat hulle gehoop het om te kry nie. Wat hulle egter gekry het was 'n kopolimeer wat so gelyk het:
Miskien kan ons die polimeer so voorstel om dinge 'n bietjie duideliker te maak:
Wat hier gebeur is die volgende: Die fenielgroepe is in die pad as die polimeer probeer kristalliseer, en die polimeer sal dus nie so kristallyn wees soos polidimetielsilaan nie. Dit beteken dus dat die polimeer oplosbaar sal wees, en geprosesseer en bestudeer kan word.
So, waarvoor gebruik 'n mens hierdie polimere. Polisilane is baie interessant aangesien hulle elektrisiteit kan gelei. Nie so goed soos 'n metaal soos koper nie, maar heelwat beter as wat 'n mens sou verwag van 'n polimeer, en die moeite werd om te ondersoek. Hulle is ook baie goed bestand teen hitte, amper tot 300 oC, en as jy hulle nog baie warmer maak, kan jy silikonkarbied maak, wat 'n baie bruikbare skuurmiddel is.
As silikon lang polimeerkettings kan maak, wat dan van die ander elemente in Groep IV? Kan 'n mens polimere maak uit germanium? Defnitief! En nie net kan daar polimeerkettings gemaak word met germanium nie, maar 'n mens kan ook 'n polimeerketting maak met tin atome. Hierdie polimere word onderskeidelik poligermane en polistannane genoem.
Polistannane is baie uniek, bruikbaar en interessant, aangesien hulle die enigste polimeer is wat sover bekend is waar die ruggraatketting heeltemal van metaalatome gemaak is. Soos polisilane, word poligermane en polistannane ondersoek vir gebruik as elektriese geleiers.
Aangesien daar nou geen meer Groep IV elemente oor is nie, is die volgende anorganiese polimeer waarna daar gekyk word iets heeltemal anders. En dit is 'n polimeer gemaak van fosfor en stikstof. Soos die polisiloksane, word die polifosfasene gemaak van alternerende atome van fosfor en stikstof, soos hier onder:
Die ruggraat is baie buigbaar, net soos die polisiloksaan ruggraatketting, wat dus beteken dat die polifosfasene goeie elastomere maak. Hulle is ook baie goeie elektriese isolatore. Polifosfasene word in twee stappe gemaak:
Eerstens neem ons fosforpentachloried en laat dit met ammoniumchloried reageer om 'n gechlorineerde polimeer te kry. Dat behandel ons dit met 'n alkohol natrium sout, en lewer dan 'n etergesubstitueerde polifosfaseen.