簡介
,一般定義為含10%(mol)以下離子基團的碳氫聚合物或全氟化碳聚合物。它與聚電解質不同之處在於後者含有大大超過10%(mol)離子基團的聚合物。
詳細說明
與均相聚合物不同,離子交換聚合物內由於離子基團的相互作用二在非極性聚合物基體中生成富有離子的聚集體。這種離子的相互作用對聚合物的性質和套用有強烈的影響,從而廣泛地加以研究和開發。
與非極性聚合物主鏈化學結合的離子基團相互作用或發生締合,在非聚合物基體內生成富有離子的區域。
這種離子相互作用及其引起的聚合物性質的變化,主要依賴於5個因素:1.聚合物主鏈的性質(塑膠或彈性體);2. 離子官能度(離子含量),一般為0~10%(mol);3. 離子基團的種類(羧基、磺酸基或膦酸基);4. 中和度0~100%;5.陽離子的種類(胺、1價或2價金屬離子)
歷史發展
在50年代初,Goodrich公司首先介紹了第一種含有離子作用的彈性體Hycar——丁二烯-丙烯腈-丙烯酸共聚物。這類共聚物可以用氧化鋅或其他鋅鹽中和,並在升溫條件下塑化,以破壞離子締合。這種經中和得到的離聚體,與起始共聚物比較,有較高的拉伸強度和改進的粘接性。
60年代中期,杜邦公司生產了一種名為Surlyn的離聚體塑膠,是用納或鋅部分中和的乙烯-甲基丙烯酸共聚物。這種改性的聚乙烯比一般聚乙烯具有更好的抗張強度和透明度。這一進展促進了在這一領域中蓬勃開展的研究工作,如離聚體的結構、粘彈性等。
近年來,研究和開發了新的一系列具有各種性能和用途的離聚體,特別是杜邦公司發明的全氟化磺化離聚體Nation以及Exxon公司的一種新的熱塑性橡膠磺化三元乙丙橡膠離聚體,還有日本Asahi玻璃公司的全氟羧酸基離聚體Flemion。
分類
離聚體發展至今已有很多種:
以離子基團分,有羧基離聚體、磺酸基離聚體及膦酸基離聚體等;
以基體主鏈分,有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、全氟乙烯、遙爪羧基聚丁二烯、遙爪硫酸基氫化聚丁二烯、乙丙橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、聚環戊烯等;
以用途分,有塑膠(Surlyn)、橡膠(Hycar)、熱塑性橡膠(磺化乙丙橡膠離聚體、磺化丁基橡膠離聚體)、多功能膜(Nation,Flemion)等。
套用
離聚體根據其聚合物主鏈及離子基團等不同,有各種不同的用途。例如乙烯-甲基丙烯酸離聚體是一種透明度高、拉伸強度大、熔融粘度高、堅韌、耐磨、耐油的塑膠,在低剪應力下有高的熔融粘度大大下降。這有利於擠出、吹塑等成型及熱封。這種離聚體塑膠已廣泛用於包裝薄膜(包括熱封複合包裝袋、食品真空包裝及電子元件包裝等)、運動物品(如旱冰鞋輪)以及汽車部件(如保險桿護墊)等。
磺化乙丙橡膠離聚體是一種比SBS耐熱及耐老化的熱塑性橡膠。它可以沖油及充填料。加工時用硬脂酸鋅作增塑劑,通過各種塑膠加工設備製得一系列彈性製品,如鞋底、砑光薄片、橡膠管等,還可以作粘合劑及塑膠改性劑。低磺化度的乙丙橡膠離聚體都可作為油基鑽井液的增粘劑,提高潤滑油粘度指數和抗氧性的潤滑油添加劑、污水除油劑、熱增稠劑和回收石油的膠凝劑。
全氟化磺酸基離聚體及全氟化羧酸基離聚體有突出的化學穩定性,熱穩定性及吸水能力,可用於有機及無機電化學過程中的滲透膜,例如用於氯鹼工業、燃料電池、電滲析、廢酸回收及選擇性滲透分離,還可用作離子選擇性膜以降低廢水中的金屬離子含量及回收貴重金屬。
離聚體還有一個用途是將瀝青用順酐或SO3-三甲胺配合物處理,得到化學改性產物,再用適當的氧化物或鹼反應,製得瀝青離聚體。這種離聚體可用作鋪地面材料,在潤濕時仍保持高強度。