「聚甲烷」：修訂間差異
这部分属于性质，所以整合到性质的一段中 |
原先被删掉的那个工业制法其实有明确的依据（见曲键），所以应该作为一个旧方法保留下来 |
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==工业制法== | ==工业制法== | ||
以极高速率和温度加热[[环甲烷]]即可得到聚甲烷。 | 旧方法是在钛合金反应炉或者是聚甲烷反应炉中，用[[鉲]]（Ka）做催化剂，800摄氏度，800个大气压下，反应可以制得初态的聚甲烷。初态聚甲烷为无色油状液体，生成之后一个小时之内便凝固，成为终态的聚甲烷。 | ||
旧方法的化学反应效率并不高，因此[[亥多根·赛亚奈得]]发现了一种新的方法：以极高速率和温度加热[[环甲烷]]，即可得到聚甲烷。 | |||
===反应机理=== | ===反应机理=== | ||
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由于甲烷已经饱和，用一般的聚合方法不能制得聚甲烷，因而甲烷聚合的反应原理长期不明。直到赵明毅博士于地球历2006年发表[[曲键]]理论并确认[[环甲烷]]的结构，这一现象才得到解释。 | 由于甲烷已经饱和，用一般的聚合方法不能制得聚甲烷，因而甲烷聚合的反应原理长期不明。直到赵明毅博士于地球历2006年发表[[曲键]]理论并确认[[环甲烷]]的结构，这一现象才得到解释。 | ||
==== 旧方法 ==== | |||
在反应炉中，作为催化剂的金属鉲可以激发碳的1s层，让1s层的两个电子获得足够的能量，飞出1s轨道，反复被原子核吸回又飞出，从而使得已经饱和的碳原子之间形成曲键。 | |||
成品的聚甲烷中，相邻两个碳原子间的曲键套在了一起，由于其电子运动速度极快，这导致套在一起的轨道之间有较大的力的作用，使它们无法断开，由此形成了稳定的碳碳之间的'''八字曲键'''（carbonic warp bond）。 | 成品的聚甲烷中，相邻两个碳原子间的曲键套在了一起，由于其电子运动速度极快，这导致套在一起的轨道之间有较大的力的作用，使它们无法断开，由此形成了稳定的碳碳之间的'''八字曲键'''（carbonic warp bond）。 | ||
但是由于曲键刚刚形成时，它们还没有套在一起，没有形成稳定的碳碳之间的八字曲键，碳碳间没有明显的作用力，以至于这种聚合物以液态存在。之后随着分子不断运动，不断有曲键套在一起，不断有碳碳之间的八字曲键形成，所以液态聚甲烷会逐渐凝固。 | 但是由于曲键刚刚形成时，它们还没有套在一起，没有形成稳定的碳碳之间的八字曲键，碳碳间没有明显的作用力，以至于这种聚合物以液态存在。之后随着分子不断运动，不断有曲键套在一起，不断有碳碳之间的八字曲键形成，所以液态聚甲烷会逐渐凝固。 | ||
==== 新方法 ==== | |||
在新的工业制法中，环甲烷受到加热后，其碳原子的环状结构会发生塌缩，塌缩的圆环中心将本该位于塌缩后1s轨道的电子向外高速弹出，从而也能够形成曲键。这种方法的曲键形成效率明显高于用金属鉲激发时的效率。 | |||
=== 衍生物质 === | === 衍生物质 === | ||
目前[[锑星科学院]]的科学家们已相继制出了类似化合物，如聚乙烷，聚丙烷，聚氯仿，聚四氯化碳，聚汽油，聚蜡烛，聚二锅头，聚原碳酸。其中聚原碳酸是最难制得的，必须使用超低温环境特种激光加 | 目前[[锑星科学院]]的科学家们已相继制出了类似化合物，如聚乙烷，聚丙烷，聚氯仿，聚四氯化碳，聚汽油，聚蜡烛，聚二锅头，聚原碳酸。其中聚原碳酸是最难制得的，必须使用超低温环境特种激光加鉲催化法，以确保原料原碳酸不分解。但目前没有发现它们的工业价值。 | ||
==性质== | ==性质== | ||
於 2022年10月25日 (二) 02:50 的修訂
聚甲烷（鷹語：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
大銻趙明毅曾用過一個金屬鉲製成的坐墊，由於趙明毅博士平時很喜歡吃豌豆、蘿蔔、土雞，導致他工作時常常放磷（P），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，趙大師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趙明毅的關注。趙大濕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。超理界人士便在經驗中完善了製造方法。
工業製法
舊方法是在鈦合金反應爐或者是聚甲烷反應爐中，用鉲（Ka）做催化劑，800攝氏度，800個大氣壓下，反應可以製得初態的聚甲烷。初態聚甲烷為無色油狀液體，生成之後一個小時之內便凝固，成為終態的聚甲烷。
舊方法的化學反應效率並不高，因此亥多根·賽亞奈得發現了一種新的方法：以極高速率和溫度加熱環甲烷，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。直到趙明毅博士於地球歷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。
舊方法
在反應爐中，作為催化劑的金屬鉲可以激發碳的1s層，讓1s層的兩個電子獲得足夠的能量，飛出1s軌道，反覆被原子核吸回又飛出，從而使得已經飽和的碳原子之間形成曲鍵。
成品的聚甲烷中，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）。
但是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。之後隨着分子不斷運動，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。
新方法
在新的工業製法中，環甲烷受到加熱後，其碳原子的環狀結構會發生塌縮，塌縮的圓環中心將本該位於塌縮後1s軌道的電子向外高速彈出，從而也能夠形成曲鍵。這種方法的曲鍵形成效率明顯高於用金屬鉲激發時的效率。
衍生物質
目前銻星科學院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鉲催化法，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，由於曲鍵鍵能很高，聚甲烷的硬度和強度很大，因此一旦成型，便無法重塑。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，所以可以用鍍銫的超鹽酸筆刻蝕聚甲烷。
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5.1×1051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。