De polysulfider er en klasse af kemiske forbindelser , der indeholder kæder af atomer af svovl .
Der er to hovedklasser af polysulfider: anioniske polysulfider og organiske polysulfider. Anioniske polysulfider har den generelle formel S n 2− . Disse polymerer er de konjugerede baser af H 2 S n brint polysulfider . Organiske polysulfider har generelt formlen RS nR , hvor R er alkyl eller aryl .
Polysulfiderne af alkalimetaller skyldes bearbejdning af en opløsning af et sulfid (f.eks. Natriumsulfid ) med svovl :
S 2− + n S → S n 2−Polysulfidionen kan forstås som en kæde af svovlelementer, der bærer en negativ elektrisk ladning i hver ende:
- SSSSS -Der kan anvendes andre alkalimetaller end natrium . I nogle tilfælde er disse anioner blevet opnået som organiske salte, opløselige i organiske opløsningsmidler.
Energien frigivet ved reaktion mellem natrium og svovl er grundlaget for batteriteknologi . Den natrium-svovl batteri og lithium svovl batteri kræver høje temperaturer for at holde den flydende polysulfid og ledende membraner til Na + - som ikke reagerer med natrium, svovl eller natriumsulfid.
Polysulfider er almindelige ligander i koordineringskemi . Eksempler på overgangsmetalkomplekser og polysulfid komplekser indbefatter (C 5 H 5 ) 2 TiS 5 , [Ni (S 4 ) 2 ] 2- og [Pt (S 5 ) 3 ] 2- . Elementerne i hovedgruppen danner også polysulfider.
De naturlige forbindelser, der omfatter polysulfider, er meget sjældnere, da S x-enheden er lang. Et berømt eksempel er varacin :
I handelen henviser udtrykket "polysulfid" sædvanligvis til en klasse af polymerer forsynet med kæder, der veksler adskillige svovlatomer og carbonhydrider . Den generelle formel for denne gentagelsesenhed er - [(CH 2 ) m -S x ] n -, hvor x angiver antallet af svovlatomer (eller rangering), og n angiver antallet af gentagelsesenheder. Polymerer indeholdende svovlatomer adskilt af carbonhydridblokke er generelt ikke klassificeret som polysulfider, såsom polysulfid af phenylen (C 6 H 4 S) n .
Polysulfidpolymerer kan syntetiseres ved kondensationspolymerisationsreaktioner mellem organiske dihalogenider og salte af alkalimetaller og polysulfidanioner:
n Na 2 S 5 + n CLCH 2 CH 2 Cl → [CH 2 CH 2 S 5 ] n + 2 n NaClDe dihalogenider, der anvendes i denne kondensationspolymerisation er dichloralkaner (såsom 1,2-dichlorethan , bis- (2-chlorethyl) formelle (CLCH 2 CH 2 OCH 2 OCH 2 CH 2 Cl), og 1,3 dichlorpropan ). I nogle tilfælde kan polysulfidpolymerer dannes ved ringåbningspolymerisationsreaktioner . Disse polymerer kaldes thiokoler .
Polysulfidpolymerer er uopløselige i vand, olier og mange andre organiske opløsningsmidler. På grund af deres modstandsdygtighed over for opløsningsmidler finder disse materialer anvendelse som fugemasser til at fylde samlinger på asfalt, bilvinduer og flykonstruktioner.
Flere kommercielle elastomerer indeholder polysulfider som sidekæder . Disse sidekæder forbinder tilstødende polymerkæder, hvilket giver dem deres stivhed. Graden af stivhed afhænger af antallet af sidekæder. Den elastomer derfor har den egenskab at vende tilbage til deres oprindelige form efter at være strakt eller komprimeret. På grund af denne hukommelse af deres oprindelige form kaldes elastomerer ofte som gummi . Svovlkæder fæstnes til "allyliske" carbonatomer ved siden af C = C-bindinger. Processen med tværbinding af polymerkæderne ved hjælp af svovl kaldes vulkanisering . Vulkanisering anvendes til produktion af flere klasser af gummi, herunder polychloropren ( Neopren TM ), styren-butadien og polyisopren , (syntetisk polymer, der har samme kæde som naturgummi). Charles Goodyears opdagelse af vulkanisering , der involverede opvarmning af naturgummi i nærvær af svovl, var revolutionerende, fordi det gjorde et klæbrigt og næsten ubrugeligt materiale til en elastomer, der kunne bruges til mange produkter.
Ud over vand og ammoniak indeholder de atmosfæriske skyer af gasgiganter ammoniumsulfider. Brunrøde skyer, udsat for langvarigt sollys, mistænkes for at indeholde polysulfider.
Polysulfider kan, som alle sulfider, forårsage spændingskorrosion af kulstål og rustfrit stål .