Polysulfidit ovat luokka kemiallisia yhdisteitä , jotka sisältävät ketjuja atomeista rikkiä .
Polysulfideja on kaksi pääluokkaa: anioniset polysulfidit ja orgaaniset polysulfidit. Anionisilla polysulfideilla on yleinen kaava S n 2− . Nämä polymeerit ovat konjugaatin emäkset H 2 S n vety polysulfideja . Orgaanisilla polysulfideilla on yleensä kaava RS nR , jossa R on alkyyli tai aryyli .
Alkalimetallien polysulfidit syntyvät käsittelemällä sulfidin (esim. Natriumsulfidin ) liuos rikin kanssa :
S 2− + n S → S n 2−Polysulfidi-ioni voidaan ymmärtää rikkielementtien ketjuna, jolla on negatiivinen sähkövaraus kummassakin päässä:
- SSSSS -Voidaan käyttää muita alkalimetalleja kuin natriumia . Joissakin tapauksissa nämä anionit on saatu orgaanisiksi suoloiksi, liukoisiin orgaanisiin liuottimiin.
Natrium- ja rikkireaktion avulla vapautuva energia on akkutekniikan perusta . Natrium-rikki-patterin ja litium-rikki-patterin vaativat korkeita lämpötiloja, jotta neste polysulfidi ja johtavan kalvojen Na + -, jotka eivät reagoi natrium, rikki tai natriumsulfidi.
Polysulfidit ovat yleisiä ligandeja koordinaatiokemiassa . Esimerkkejä siirtymämetallin ja polysulfidi-komplekseja ovat (C 5 H 5 ) 2 TiS 5 , [Ni (S 4 ) 2 ] 2- , ja [Pt (S 5 ) 3 ] 2- . Elementit pääryhmän muodostavat myös polysulfidit.
Polysulfideja sisältävät luonnolliset yhdisteet ovat sitäkin harvinaisempia, koska S x -yksikkö on pitkä. Kuuluisa esimerkki on varasiini :
Kaupassa termi "polysulfidi" viittaa yleensä polymeeriluokkaan, joka on varustettu ketjuilla, jotka vaihtelevat useita rikin ja hiilivetyatomien välillä . Yleisen kaavan Tämän toistuva yksikkö on - [(CH 2 ) m -S x ] n -, jossa x osoittaa, kuinka monta rikkiatomien (tai sijoitus), ja n tarkoittaa toistuvien yksikköjen lukumäärä. Polymeerit, jotka sisältävät rikkiatomeja erotettiin hiilivety lohkoja ei yleensä luokitellaan polysulfidit, kuten polysulfidi fenyleeni (C 6 H 4 S) n .
Polysulfidipolymeerit voidaan syntetisoida kondensaatiopolymerointireaktioilla orgaanisten dihalogenidien ja alkalimetallien ja polysulfidianionien suolojen välillä:
n Na 2 S 5 + n ClCH 2 CH 2 : lla → [CH 2 CH 2 S 5 ] n + 2 n NaCl: aDihalogenidien käytetään tässä kondensointipolymeroinnin ovat dikloorialkaanit (kuten 1,2-dikloorietaani , bis- (2-kloorietyyli) muodollinen (ClCH 2 CH 2 -CH 2 -CH 2 CH 2 Cl), ja 1,3- diklooripropaania ). Joissakin tapauksissa polysulfidipolymeerejä voidaan muodostaa renkaan avautumispolymerointireaktioilla . Näitä polymeerejä kutsutaan tiokoleiksi .
Polysulfidipolymeerit eivät liukene veteen, öljyihin ja moniin muihin orgaanisiin liuottimiin. Liuottimien kestävyytensä vuoksi näitä materiaaleja voidaan käyttää tiivistysaineina asfaltin, autoikkunoiden ja lentorakenteiden liitosten täyttämiseen.
Useat kaupalliset elastomeerit sisältävät polysulfideja sivuketjuina . Nämä sivuketjut yhdistävät vierekkäiset polymeeriketjut antaen heille jäykkyytensä. Jäykkyysaste riippuu sivuketjujen lukumäärästä. Elastomeeri on siis ominaisuus palata alkuperäiseen muotoonsa sen jälkeen, kun on venytetty tai puristettu. Tämän alkuperäisen muodon muistin vuoksi elastomeereihin viitataan yleisesti kumina . Rikkiketjut kiinnittyvät "allyylisiin" hiiliatomeihin C = C-sidosten vieressä. Polymeeriketjujen silloittamista rikkiä käyttämällä kutsutaan vulkanoinniksi . Vulkanointia käytetään useiden kumiluokkien, mukaan lukien polykloropreeni ( Neoprene TM ), styreenibutadieeni ja polyisopreeni (synteettinen polymeeri, jolla on sama ketju kuin luonnonkumilla), tuotanto. Charles Goodyearin löytö vulkanoinnista , johon sisältyi luonnonkumin lämmittäminen rikin läsnä ollessa, oli vallankumouksellinen, koska se muutti tahmeasta ja melkein hyödyttömästä materiaalista elastomeerin, jota voidaan käyttää monissa tuotteissa.
Veden ja ammoniakin lisäksi kaasujättien ilmakehän pilvet sisältävät ammoniumsulfideja. Pitkäaikaiselle auringonvalolle altistuvien ruskeanpunaisissa pilvissä epäillään olevan polysulfideja.
Polysulfidit, kuten kaikki sulfidien, voi aiheuttaa stressiä korroosiota sekä hiilen terästen ja ruostumattoman teräksen .