En química de polímeros , un polímero inorgánico es un polímero con una estructura esquelética que no incluye átomos de carbono en la cadena principal . [1] Los polímeros que contienen componentes inorgánicos y orgánicos a veces se denominan polímeros híbridos , [2] y la mayoría de los denominados 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 inorgánico se refiere generalmente a polímeros unidimensionales, en lugar de materiales muy reticulados como los minerales de silicato . Los polímeros inorgánicos con propiedades ajustables o reactivas a veces se denominan polímeros inorgánicos inteligentes . Una clase especial de polímeros inorgánicos son los geopolímeros , que pueden ser antropogénicos o de origen natural.
Tradicionalmente, el área de polímeros inorgánicos se centra en materiales en los que la cadena principal está compuesta exclusivamente por elementos del grupo principal .
Los polímeros homocatenarios tienen solo un tipo de átomo en la cadena principal. [5] Uno de sus miembros es el azufre polimérico, que se forma de manera reversible al fundir cualquiera de los alótropos cíclicos, como S 8 . Los polisulfuros y polisulfanos orgánicos presentan cadenas cortas de átomos de azufre, cubiertos 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 a 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 del dimetildiclorosilano . [6] La pirólisis del poli(dimetilsilano) da fibras de SiC .
También se conocen en cierta medida análogos más pesados de los polisilanos, entre ellos los poligermanos, [R 2 Ge] n , y los poliestannanos , [R 2 Sn] n .
Los polímeros heterocatenarios 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 de Si y O: −Si−O−Si−O− . Cada centro de Si tiene dos sustituyentes, normalmente 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 de la cadena principal −Si−N−Si−N− . Un ejemplo es el perhidridopolisilazano PHPS. Dichos materiales son de interés académico.
Una familia relacionada de polímeros inorgánicos bien estudiados son los polifosfacenos . Presentan la cadena principal −P−N−P−N− . Con dos sustituyentes en el fósforo, son estructuralmente similares a los polisiloxanos. Estos materiales se generan por polimerización por apertura de anillo de hexaclorofosfaceno seguida de la sustitución de los grupos P−Cl por alcóxido. Estos materiales encuentran aplicaciones especializadas como elastómeros. [5]
Los polímeros de boro y nitrógeno tienen cadenas principales −B−N−B−N− . Algunos ejemplos son los poliborazilenos [7] y los poliaminoboranos [8] [9] .
Los politiazilos tienen la cadena principal −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 presentan una alta conductividad eléctrica, un hallazgo que atrajo mucha atención durante la era en que se descubrió el poliacetileno . Es superconductor por debajo de 0,26 K. [10]
Los ionómeros , que por lo general no se clasifican con polímeros inorgánicos de carga neutra , son polímeros de fósforo-oxígeno y de óxido de boro que incluyen polifosfatos y poliboratos.
Los polímeros inorgánicos también incluyen materiales con metales de transición en su estructura principal. Algunos ejemplos son los poliferrocenos , la sal de Krogmann y la sal verde de Magnus .
Los polímeros inorgánicos se forman, al igual que los polímeros orgánicos, por:
Los polímeros inorgánicos son precursores de los sólidos inorgánicos. Este tipo de reacción se ilustra mediante la conversión gradual del borano de amoniaco en anillos discretos y oligómeros, que al pirolisis dan lugar a nitruros de boro. [7]
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