聚甲烷(Polymethane)簡稱PM,又叫大銻屁塑料,是由甲烷聚合而成的一種熱固性樹脂。聚甲烷無色,無臭,無毒手感似大理石。耐高溫和低溫(-268℃~5012℃)。耐大多數(shù)強酸強堿強氧化劑強還原劑,但遇到超鹽酸會較慢分解為甲烷。常溫下不溶于一般溶劑。其強度,硬度與鈦合金相似,密度一般比較低(0.45~0.38 g/cm3)。一般加工方法為澆注法,一旦成型,便無法重塑??梢杂缅冧C的超鹽酸筆去雕刻。聚甲烷由于其機械性能好,重量輕甲烷,原料易取,正在逐步替代金屬材料。
聚甲烷的布-萬式結(jié)構(gòu)式
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發(fā)展前景
聚甲烷是良好的金屬替代品,但由于其合成費用比較昂貴,可行性不高,如果分解不當,還可能造成溫室效應。所以聚甲烷普及性不高,價格較昂貴。現(xiàn)一般用于航天工業(yè),軍工業(yè)。
工業(yè)制法
一般在鈦合金反應爐或者是聚甲烷反應爐中,用锎(Ka)做催化劑,800攝氏度,800個大氣壓下,反應可以制得初態(tài)的聚甲烷。初態(tài)聚甲烷為無色油狀液體,生成之后一個小時之內(nèi)便凝固,成為終態(tài)的聚甲烷。
反應機理
由于甲烷已經(jīng)飽和,用一般的聚合方法不能制得聚甲烷,因而甲烷聚合的反應原理長期不明。直到超理銻博士2006年發(fā)表曲鍵理論,這一現(xiàn)象才得到解釋。
由于曲鍵鍵能很高,聚甲烷的硬度和強度很大。由于這種高速電子可以影響附近的電子移動,所以連氟氣也無法氧化它。但是超鹽酸的四元氯環(huán)處的質(zhì)子云可以緩慢降低這種曲鍵中電子的能量,所以可以用超鹽酸刻蝕聚甲烷。
聚甲烷中,相鄰兩個碳原子間的曲鍵套在了一起,由于其電子運動速度極快,這導致套在一起的軌道之間有較大的力的作用,使它們無法斷開,由此形成了穩(wěn)定的碳碳之間的八字曲鍵(carbonic warp bond)。
由于曲鍵剛剛形成時,它們還沒有套在一起,沒有形成穩(wěn)定的碳碳之間的八字曲鍵,碳碳間沒有明顯的作用力,以至于這種聚合物以液態(tài)存在。分子不斷運動,不斷有曲鍵套在一起,不斷有碳碳之間的八字曲鍵形成甲烷,所以液態(tài)聚甲烷會逐漸凝固。
其他信息
目前大銻研究所的科學家們已相繼制出了類似化合物,如聚乙烷液化氣報警器,聚丙烷,聚氯仿,聚四氯化碳,聚汽油,聚蠟燭,聚二鍋頭,聚原碳酸。其中聚原碳酸是最難制得的,必須使用超低溫環(huán)境特種激光加卡催化法,以確保原料原碳酸不分解。但目前沒有發(fā)現(xiàn)它們的工業(yè)價值。
取代物
該物質(zhì)可以和神鹽酸(HCl)100發(fā)生取代反應生成聚二氯甲烷[(CH2Cl2)n],聚二氯甲烷無論形狀還是質(zhì)地都極像鐵板,因此有"有機鐵板"之稱,但該聚二氯甲烷極不活潑甲烷,很少有已知物質(zhì)能與其反應,只有在5.1*10^51攝氏度的高溫,51000個大氣壓和亞銻氰化鋱的催化下才會分解成甲炔和臭氯。
歷史
大銻博士彭化流曾用過一個金屬锎制成的坐墊,由于彭化流博士平時很喜歡吃豌豆、蘿卜、土雞,導致他工作時常常放磷(屁),他的屁以甲烷為主。兩年后,他的金屬坐墊從32層樓上摔了下去。按常理,此時金屬坐墊應該被摔得粉碎,博士下樓卻發(fā)現(xiàn)坐墊被摔成均勻的3.1415926塊(按照《大銻幾何理論》注,的確是3.1415926塊)。他把坐墊拿回分析,發(fā)現(xiàn)坐墊表層有一種新的堅硬物質(zhì)生成。
分析發(fā)現(xiàn),這種生成物是一種高分子聚合物有毒氣體檢測儀,只含有碳和氫,且碳氫比為1:4。這一奇特的物質(zhì)引起了彭博士的關(guān)注。彭博士推測這是甲烷在金屬锎催化下形成的聚合物,但并沒有對此現(xiàn)象得到合理的解釋。盡管如此,經(jīng)過一個月的實驗后,他得到了制取聚甲烷的最好的反應條件,并發(fā)表了論文。工業(yè)界人士便在經(jīng)驗中完善了制造方法。
備注:《大銻幾何理論》,2005年由彭化流的弟弟,數(shù)學家彭化林出版。
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