En química de polímeros , 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 inorgánico se refiere generalmente a polímeros unidimensionales, en lugar de materiales fuertemente reticulados como los minerales de silicato . Los polímeros inorgánicos con propiedades sintonizables 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.
Tradicionalmente, el área de los polímeros inorgánicos se centra en materiales en los que la columna vertebral está compuesta exclusivamente por elementos del grupo principal .
Los polímeros de cadena homogénea tienen un solo tipo de átomo en la cadena principal. [5] Un miembro es azufre polimérico, que se forma de forma reversible al fundir cualquiera de los alótropos cíclicos, como el S 8 . Los polisulfuros y polisulfanos orgánicos presentan cadenas cortas de átomos de azufre, cubiertas respectivamente con alquilo y H. El teluro 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 principales materiales son los polisilanos , que son análogos al polietileno y 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 mediante reducción de dimetildiclorosilano . [6] La pirólisis de poli(dimetilsilano) da fibras de SiC .
También se conocen en cierta medida análogos más pesados de los polisilanos. Estos incluyen poligermanos, [R 2 Ge] n , y polistananos , [R 2 Sn] n .
Los polímeros de heterocadena tienen más de un tipo de átomo en la cadena principal. Normalmente se alternan dos tipos de átomos a lo largo de la cadena principal. De gran interés comercial son los polisiloxanos, cuya cadena principal presenta centros 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 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 columna vertebral −P−N−P−N− . Con dos sustituyentes en el fósforo, son estructuralmente similares a los polisiloxanos. Dichos materiales se generan mediante polimerización con apertura de anillo de hexaclorofosfaceno seguida de sustitución de los grupos P-Cl por alcóxido. Estos materiales encuentran aplicaciones especializadas como elastómeros. [5]
Los polímeros de boro - nitrógeno presentan cadenas principales −B−N−B−N− . Algunos ejemplos son poliborazilenos , [7] poliaminoboranos. [8] [9]
Los politiazilos 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. Estos materiales presentan 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]
Por lo general, los ionómeros no se clasifican entre los polímeros inorgánicos de carga neutra . Los polímeros de fósforo-oxígeno y óxido de boro incluyen los polifosfatos y poliboratos.
Los polímeros inorgánicos también incluyen materiales con metales de transición en la estructura principal. Ejemplos de ello 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 de borano de amoníaco en anillos discretos y oligómeros, que tras la pirólisis dan nitruros de boro. [7]
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