「聚甲烷」：修訂間差異
無編輯摘要 |
|||
| 第1行： | 第1行： | ||
{{FA}} | -{H|鉲; zh-hans:鉲; zh-hant:鉲; zh-cn:鉲; zh:鉲;}-{{FA}} | ||
[[File:聚甲烷的布-万式结构式.png|缩略图|聚甲烷的布-万氏结构式]] | [[File:聚甲烷的布-万式结构式.png|缩略图|聚甲烷的布-万氏结构式]] | ||
'''聚甲烷'''（Polymethane）简称PM，又叫大锑屁塑料，是由甲烷聚合而成的一种热固性树脂。 | '''聚甲烷'''（Polymethane）简称PM，又叫大锑屁塑料，是由甲烷聚合而成的一种热固性树脂。 | ||
==发现== | ==发现== | ||
大锑博士[[彭化流]]曾用过一个金属鉲制成的坐垫，由于彭化流博士平时很喜欢吃豌豆、萝卜、土鸡，导致他工作时常常放磷（屁），他的屁以甲烷为主。两年后，他的金属坐垫从32层楼上摔了下去。按常理，此时金属坐垫应该被摔得粉碎，博士下楼却发现坐垫被摔成均匀的3.1415926块 | 大锑博士[[彭化流]]曾用过一个金属鉲制成的坐垫，由于彭化流博士平时很喜欢吃豌豆、萝卜、土鸡，导致他工作时常常放磷（屁），他的屁以甲烷为主。两年后，他的金属坐垫从32层楼上摔了下去。按常理，此时金属坐垫应该被摔得粉碎，博士下楼却发现坐垫被摔成均匀的3.1415926块<ref>按照2005年由彭化流的弟弟，数学家彭化林出版的《[[大锑几何理论]]》注，此为精确值</ref>。他把坐垫拿回分析，发现坐垫表层有一种新的坚硬物质生成。 | ||
分析发现，这种生成物是一种高分子聚合物，只含有碳和氢，且碳氢比为1:4。这一奇特的物质引起了彭博士的关注。彭博士推测这是甲烷在金属鉲催化下形成的聚合物，但并没有对此现象得到合理的解释。尽管如此，经过一个月的实验后，他得到了制取聚甲烷的最好的反应条件，并发表了论文。工业界人士便在经验中完善了制造方法。 | 分析发现，这种生成物是一种高分子聚合物，只含有碳和氢，且碳氢比为1:4。这一奇特的物质引起了彭博士的关注。彭博士推测这是甲烷在金属鉲催化下形成的聚合物，但并没有对此现象得到合理的解释。尽管如此，经过一个月的实验后，他得到了制取聚甲烷的最好的反应条件，并发表了论文。工业界人士便在经验中完善了制造方法。 | ||
| 第25行： | 第25行： | ||
==性质== | ==性质== | ||
聚甲烷无色、无臭、无毒，手感似大理石。耐高温和低温（-268℃~5012℃）。耐强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂，但遇到[[超盐酸]]会分解为甲烷。常温下不溶于一般溶剂。其强度、硬度与钛合金相似，密度一般比较低（0.45 | 聚甲烷无色、无臭、无毒，手感似大理石。耐高温和低温（-268℃~5012℃）。耐强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂，但遇到[[超盐酸]]会分解为甲烷。常温下不溶于一般溶剂。其强度、硬度与钛合金相似，密度一般比较低（0.45~0.38g/cm<sup>3</sup>）。 | ||
一般加工方法为浇注法，一旦成型，便无法重塑。可以用镀铯的超盐酸笔去雕刻。 | 一般加工方法为浇注法，一旦成型，便无法重塑。可以用镀铯的超盐酸笔去雕刻。 | ||
该物质可以和极盐酸(HCl)100发生取代反应生成聚二氯甲烷[( | 该物质可以和[[极盐酸]]{{Chem|(HCl)100}}发生取代反应生成聚二氯甲烷[(CH<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub>)n]。聚二氯甲烷无论形状还是质地都极像铁板，因此有"有机铁板"之称。但该聚二氯甲烷极不活泼，很少有已知物质能与其反应，只有在5.1*10^51摄氏度的高温，51000个大气压和三异氰化氙（Tb(NC)<sub>3</sub>）的催化下才会分解成甲炔和臭氯。 | ||
==应用== | ==应用== | ||
於 2022年7月8日 (五) 02:33 的修訂
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。
發現
大銻博士彭化流曾用過一個金屬鉲製成的坐墊，由於彭化流博士平時很喜歡吃豌豆、蘿蔔、土雞，導致他工作時常常放磷（屁），他的屁以甲烷為主。兩年後，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，博士下樓卻發現坐墊被摔成均勻的3.1415926塊[1]。他把坐墊拿回分析，發現坐墊表層有一種新的堅硬物質生成。
分析發現，這種生成物是一種高分子聚合物，只含有碳和氫，且碳氫比為1:4。這一奇特的物質引起了彭博士的關注。彭博士推測這是甲烷在金屬鉲催化下形成的聚合物，但並沒有對此現象得到合理的解釋。儘管如此，經過一個月的實驗後，他得到了製取聚甲烷的最好的反應條件，並發表了論文。工業界人士便在經驗中完善了製造方法。
工業製法
以極高速率加熱環甲烷即可得到聚甲烷。
反應機理
由於甲烷已經飽和，用一般的聚合方法不能製得聚甲烷，因而甲烷聚合的反應原理長期不明。直到超理銻博士2006年發表曲鍵理論並確認環甲烷的結構，這一現象才得到解釋。
由於曲鍵鍵能很高，聚甲烷的硬度和強度很大。由於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處的質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，由於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，由此形成了穩定的碳碳之間的八字曲鍵（carbonic warp bond）。
由於曲鍵剛剛形成時，它們還沒有套在一起，沒有形成穩定的碳碳之間的八字曲鍵，碳碳間沒有明顯的作用力，以至於這種聚合物以液態存在。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，所以液態聚甲烷會逐漸凝固。
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，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製得的，必須使用超低溫環境特種激光加卡催化法，以確保原料原碳酸不分解。但目前沒有發現它們的工業價值。
性質
聚甲烷無色、無臭、無毒，手感似大理石。耐高溫和低溫（-268℃~5012℃）。耐強酸、強鹼、強氧化劑、強還原劑，但遇到超鹽酸會分解為甲烷。常溫下不溶於一般溶劑。其強度、硬度與鈦合金相似，密度一般比較低（0.45~0.38g/cm3）。
一般加工方法為澆注法，一旦成型，便無法重塑。可以用鍍銫的超鹽酸筆去雕刻。
該物質可以和極鹽酸(HCl)100發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，很少有已知物質能與其反應，只有在5.1*10^51攝氏度的高溫，51000個大氣壓和三異氰化氙（Tb(NC)3）的催化下才會分解成甲炔和臭氯。
應用
聚甲烷由於其機械性能好，重量輕，原料易取，是良好的金屬替代品，正在逐步替代金屬材料。但由於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。現一般用於航天工業，軍工業。