Ionomerul este un polimer care conține atât grupări neionice care se repetă, cât și un număr mic de grupe, care includ ioni, conectați covalent la baza polimerului sub formă de fragmente de grupări suspendate . De obicei, 10 până la 15% din grupuri sunt ionizate. Particulele ionizate sunt adesea denumite acizi carboxilici . [unu]
Clasificarea unui polimer ca ionomer depinde de nivelul de substituție al grupărilor ionice, precum și de modul în care grupările ionice sunt încorporate în structura polimerului. De exemplu, polielectroliții au, de asemenea, grupări ionice legate covalent de coloana vertebrală a polimerului, dar au un nivel mult mai ridicat de substituție molară a grupărilor ionice (de obicei peste 80%); ionenele sunt polimeri în care grupările ionice fac parte din coloana vertebrală a polimerului real. Aceste două clase de polimeri ionici au proprietăți morfologice și fizice foarte diferite și, prin urmare, nu sunt considerate ionomeri.
Ionomerii au proprietăți fizice unice, inclusiv conductivitatea electrică și vâscozitatea - o creștere a vâscozității unei soluții de ionomer odată cu creșterea temperaturii (vezi polimeri conductivi electric ). Ionomerii au, de asemenea, proprietăți morfologice unice - de exemplu, o bază polimerică nepolară este incompatibilă energetic cu grupările ionice polare. Ca rezultat, grupările ionice din majoritatea ionomerii vor suferi separarea microfazelor pentru a forma domenii bogate în ioni.
Aplicațiile comerciale ale ionomerilor includ, de exemplu, membrane parțial permeabile , bandă de etanșare și elastomeri termoplastici. Exemple de ionomeri sunt polistiren sulfonați, Nafion.
De obicei, sinteza unui ionomer constă în două etape: introducerea grupărilor acide în baza polimerică și neutralizarea unor grupări acide cu cationi metalici. În cazuri foarte rare, grupările introduse sunt neutralizate în prealabil cu cationi metalici. Primul pas (introducerea grupărilor acide) se poate face în două moduri; monomerul neionic neutru poate fi copolimerizat cu un monomer care conţine grupări acide suspendate sau grupări acide care pot fi adăugate la polimerul neionic în timpul modificărilor post-reacţie. De exemplu, acidul etilen metacrilic și perfluorocarburile sulfonate (Nafion) sunt sintetizate prin copolimerizare, în timp ce sulfonatul de polistiren este sintetizat prin modificări post-reacție.
Surlyn este numele de marcă pentru o rășină ionomer creată de DuPont . Este un copolimer de etilenă și acid metacrilic , folosit ca material de acoperire și ambalare. DuPont neutralizează acidul cu NaOH prin adăugarea unei sare de sodiu. Cristalele de ionomer de acid etilen metacrinic prezintă dublă topire. [2]
Datorită introducerii ionilor metalici în matricea polimerică, rezistența și rezistența sistemului de ionomeri crește. Produsele în care ionomerii au fost utilizați pentru a crește rezistența întregului sistem includ acoperiri, adezivi, produse cu impact puternic și materiale termoplastice. Unul dintre cele mai cunoscute exemple este utilizarea Surline în stratul exterior al mingilor de golf. Acoperirea cu ionomer îmbunătățește rezistența, aerodinamica și durabilitatea mingii de golf, mărind durata de viață a acestora. Ionomerii pot fi, de asemenea, amestecați cu rășini pentru a crește rezistența, fără a reduce adeziunea generală a rășinii, creând adezivi sensibili la presiune pentru o varietate de aplicații, inclusiv adezivi pe bază de apă sau solvenți. [3]