離子交聯高分子

這類離子型高分子分子結構的共同特點是：線型或支化的有機高分子鏈上含有為數不很多的離子鍵側基，可以通過離子鍵的相互作用而交聯。温度比較高時，這些離子鍵可以散開，從而呈現熱塑性，所以又稱熱塑性離子高分子。

ionomer 一詞最早出現於1964 年。當時美國杜邦公司報道了一種名為Surlyn 的熱塑性塑料。它是由高壓自由基聚合的乙烯-甲基丙烯酸共聚物經部分或全部中和而製成的。共聚物中酸的含量約為6%（摩爾），用鈉、鉀、鎂或鋅的化合物中和酸。Surlyn 的密度為0.93～0.94 克/釐米3，可以像低密度聚乙烯那樣進行吹塑和擠出成型；而另一方面它又較後者有更高的強

度、耐油性和對材料的粘合性。由於它還具有優異的透明度而曾被稱為透明聚乙烯。這些特性是由於分子中存在離子鍵的結果。為了反映結構上的這個特徵，同時也為了把它們和一般的乙烯共聚物區別開來，當時就用ionomer來稱呼這類高分子。後來它的種類不斷增多，單體除了乙烯外，還有苯乙烯、丁二烯以及四氟乙烯等；而用以生成離子鍵的官能團除了羧基外，還有磺酸基和磷酸基等。

離子鍵的存在，使離子交聯高分子具有特殊的相態結構。例如，Surlyn 是由非晶相以及分散在非晶相中的微晶相和由於正負離子間相互締合而形成的離子簇所組成的複雜多相體系。離子簇的存在，一方面增加了高分子鏈間的作用力，起交聯作用，使離子交聯高分子有更高的強度和耐油性；另一方面，這些離子簇在高温下卻可以散開，使熱塑性離子高分子仍具有熱塑性。離子鍵的存在還減緩了晶核的生長速度，減小了微晶的尺寸，從而大大提高了Surlyn 的透明度。

一般先在有機高分子中引入適當的酸性官能團，然後通過中和反應來生成離子鍵。至於酸性官能團的引入則有兩條途徑：一是通過含有這些官能團的不飽和單體和烯類單體的共聚合，例如上述的Surlyn 和後來出現的Nafion 的合成：

另一途徑則是藉助於高分子化學反應，例如

應用 離子交聯高分子的用途很廣。 Surlyn 可以用於製造透明薄膜、汽車零件、家用器皿、裝飾品、玩具、瓶子、面罩、太陽眼鏡和木板、紙板的表皮等。Nafion 由於導電性高，又能抗化學腐蝕和耐高温，可以用做電解 ^[1]  槽中的隔膜。