2003:E4:E746:2230:BC3D:AA7A:6403:B033 am 18. Dezember 2024 um 14:33 Uhr

2024-12-18T14:33:29Z

Neue Seite

'''Ionomere''' sind [[thermoplast]]ische [[Kunststoff]]e, die erstmals [[1964]] auf den Markt kamen. Sie werden beispielsweise unter dem [[Handelsname]]n ''[[Nafion]]'' ([[DuPont de Nemours|DuPont]]) vertrieben.

Ionomere werden durch [[Copolymerisation]] eines unpolaren mit einem polaren [[Monomer]] gewonnen. Die [[Polare Atombindung|polaren Bindungen]] drängen die [[Kristallisation]] zurück und führen zu einer „ionischen Vernetzung“.

Gegenüber herkömmlichen Thermoplasten haben Ionomere den Vorteil, dass in ihnen sowohl [[Van-der-Waals-Bindung|Nebenvalenzkräfte]] als auch [[Ionische Bindung|Ionenbindungen]] wirksam werden. Diese [[Ionenbindung]]en sind besonders fest und verleihen dem Stoff seine charakteristischen Eigenschaften. Darüber hinaus können Ionoplasten im Gegensatz zu den meisten anderen Kunststoffen als [[Elektrolyt]]e dienen.
 
Trotz der Ionenbindungen sind Ionomere echte Thermoplaste, da sie bei 290–330 °C schmelzen. Der Schmelzvorgang ist allerdings bereits mit der [[Zersetzung (Chemie)|Zersetzung]] der Makromoleküle verbunden. Dabei können Schadstoffe entstehen, in jedem Fall aber verliert das Ionomer Teile seiner Eigenschaften.

== Eigenschaften ==
* hohe [[Zähigkeit]] und [[Verschleiß|Abriebfestigkeit]]
* hohe Schlag- und [[Kerbschlagzähigkeit]]
* hohe [[Transparenz (Physik)|Transparenz]]
* hohe [[Ionenleiter|ionische Leitfähigkeit]]
* keine [[Elektronenleitung|elektrische Leitfähigkeit]]
* gute [[Spannungsriss]]beständigkeit
* beständig gegen [[Säure]]n, [[Alkalische Lösung|Laugen]], [[Fette]], [[Öle]] und Lösemittel
* nicht beständig gegen oxidierende Säuren, [[Alkohole]], aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe
* die Witterungsbeständigkeit ist ähnlich wie bei [[Polyolefin]]en

== Verarbeitung ==
Die Verarbeitung kann durch [[Spritzgießen]], [[Extrusion (Fertigungstechnik)|Extrudieren]], [[Blasformen]] oder [[Thermoformen]] erfolgen. Hierbei muss aber die funktionale Gruppe, welche dem Produkt die Ionenleitfähigkeit verleiht, noch maskiert sein. Soll das Ionomer durch eine Sulfonsäuregruppe (-SO3H) ionenleitend werden, dann wird das Polymer in seiner Sulfonylfluoridform (-SO2F) extrudiert. Die finale Form -SO3H kann aufgrund der ionischen Wechselwirkungskräfte nicht als Schmelze verarbeitet werden. Nach dem Formgebungsprozess reagiert die funktionelle Gruppe mit einer starken Lauge (NaOH oder KOH) zu -SO3Na bzw. -SO3K. Durch nachfolgendes Einwirken einer starken Säure wird sie zu -SO3H umgeformt.
*Urformtemperatur: circa 200–300 °C
*Umformtemperatur: circa 150 °C
Eine andere Art der Herstellung von Ionomermembranen ist die Herstellung einer [[Dispersion (Chemie)|Dispersion]] aus ca. 5–20 Gew.-% SO3H-Ionomer und Wasser-Alkohol-Gemischen. Durch Einsatz von Gießverfahren entstehen Flüssigkeitsoberflächen, aus denen dann die Lösungsmittel verdunsten. Übrig bleiben dann dünne Membranen (20–50 Mikrometer) in -SO3H-Form. Eingelassene poröse Materialien können die mechanische Festigkeit und Formstabilität verstärken.

== Anwendungen ==
* Quecksilberfreie [[Chloralkali-Elektrolyse]] zur Herstellung von [[Chlor]] und chloridfreier [[Natronlauge]],
* Elektrolyt-Membranen für Polymerelektrolyt-[[Brennstoffzelle]]n oder [[Lithium-Polymer-Akku]]s,
* Membranen zur Be- oder Entfeuchtung von Fluidströmen,
* fester [[Katalysator]] für säurekatalysierte chemische Reaktionen
* als Mantelschicht in einigen Golfbällen, z. B. von Titleist

[[Kategorie:Thermoplast]]
[[Kategorie:Copolymer]]
[[Kategorie:Elektrotechnischer Werkstoff]]

Ionomer - Versionsgeschichte

2003:E4:E746:2230:BC3D:AA7A:6403:B033 am 18. Dezember 2024 um 14:33 Uhr