De polysulfider er en klasse av kjemiske forbindelser inneholdende kjeder av atomer av svovel .
Det er to hovedklasser av polysulfider: anioniske polysulfider og organiske polysulfider. Anioniske polysulfider har den generelle formelen S n 2− . Disse polymerer er de konjugat-baser av H- 2- S- n hydrogen polysulfider . Organiske polysulfider har generelt formelen RS nR , hvor R er alkyl eller aryl .
Polysulfidene av alkalimetaller skyldes prosessering av en løsning av et sulfid (f.eks. Natriumsulfid ) med svovel :
S 2− + n S → S n 2−Polysulfidionet kan forstås som en kjede av svovelelementer som bærer en negativ elektrisk ladning i hver ende:
- SSSSS -Andre alkalimetaller enn natrium kan brukes. I noen tilfeller har disse anionene blitt oppnådd som organiske salter, oppløselige i organiske løsningsmidler.
Energien som frigjøres ved reaksjon av natrium og svovel er grunnlaget for batteriteknologi . Den natrium-svovel-batteri og litium-svovel-batteri krever høye temperaturer for å holde den flytende polysulfid og ledende membraner for å Na + - som ikke reagerer med natrium, svovel eller natriumsulfid.
Polysulfider er vanlige ligander i koordineringskjemi . Eksempler på overgangsmetall og polysulfid-komplekser innbefatter (C 5 H 5 ) 2 TiS 5 , [Ni (S 4 ) 2 ] 2- og [Pt (S 5 ) 3 ] 2 . Elementene i hovedgruppen danner også polysulfider.
De naturlige forbindelsene som inneholder polysulfider er desto sjeldnere ettersom S x-enheten er lang. Et kjent eksempel er varacin :
I handelen refererer betegnelsen "polysulfid" vanligvis til en klasse av polymerer forsynt med kjeder som veksler mellom flere svovelatomer og hydrokarboner . Den generelle formelen for denne repeteringsenheten er - [(CH 2 ) m –S x ] n -, der x indikerer antall svovelatomer (eller rang), og n angir antall repeterende enheter. Polymerer inneholdende svovelatomer er atskilt med hydrokarbon-blokker er vanligvis ikke klassifisert som polysulfider, slik som polysulfid av fenylen- (C- 6 H 4 S) n .
Polysulfidpolymerer kan syntetiseres ved kondensasjonspolymerisasjonsreaksjoner mellom organiske dihalogenider og salter av alkalimetaller og polysulfidanioner:
n Na 2 S 5 + n ClCH 2 CH 2 Cl → [CH 2 CH 2 S 5 ] n + 2 n NaCl-Dihalogenidene som brukes i denne kondensasjonspolymerisasjon er dichloroalkanes (slik som 1,2-dikloretan , bis- (2-kloretyl) formal (ClCH 2 CH 2 OCH 2- OCH 2 CH 2 Cl), og 1,3-diklorpropan ). I noen tilfeller kan polysulfidpolymerer dannes ved ringåpningspolymerisasjonsreaksjoner . Disse polymerene kalles tiokoler .
Polysulfidpolymerer er uoppløselige i vann, oljer og mange andre organiske løsningsmidler. På grunn av deres motstandsdyktighet mot løsemidler, finner disse materialene bruk som tetningsmasse for å fylle skjøter på asfalt, bilvinduer og flykonstruksjoner.
Flere kommersielle elastomerer inneholder polysulfider som sidekjeder . Disse sidekjedene forbinder nabo-polymerkjeder, og gir dem deres stivhet. Graden av stivhet avhenger av antall sidekjeder. Den elastomer har derfor den egenskap å vende tilbake til sin opprinnelige form etter å ha blitt strukket eller komprimert. På grunn av dette minnet om sin opprinnelige form, blir elastomerer ofte referert til som gummi . Svovelkjeder fester seg til "allyliske" karbonatomer ved siden av C = C-bindinger. Prosessen med tverrbinding av polymerkjedene ved bruk av svovel kalles vulkanisering . Vulkanisering brukes til produksjon av flere gummiklasser, inkludert polykloropren ( Neoprene TM ), styren-butadien og polyisopren , (syntetisk polymer som har samme kjede som naturgummi). Charles Goodyears oppdagelse av vulkanisering , som involverte oppvarming av naturgummi i nærvær av svovel, var revolusjonerende fordi det gjorde et klebrig og nesten ubrukelig materiale til en elastomer som kan brukes for mange produkter.
I tillegg til vann og ammoniakk inneholder de atmosfæriske skyene av gassgiganter ammoniumsulfider. Brunrøde skyer, utsatt for langvarig sollys, mistenkes for å inneholde polysulfider.
Polysulfider, som alle sulfider, kan forårsake spenningskorrosjon av karbonstål og rustfritt stål .