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<title>Ionomer</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Ionomer</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Ionomere</b> sind <a href="Thermoplast" class="mw-redirect" title="Thermoplast">thermoplastische</a> <a href="Kunststoff" title="Kunststoff">Kunststoffe</a>, die erstmals <a href="1964" title="1964">1964</a> auf den Markt kamen. Sie werden beispielsweise unter dem <a href="Handelsname" title="Handelsname">Handelsnamen</a> <i><a href="Nafion" title="Nafion">Nafion</a></i> (<a href="DuPont_de_Nemours" title="DuPont de Nemours">DuPont</a>) vertrieben.

</p><p>Ionomere werden durch <a href="Copolymerisation" title="Copolymerisation">Copolymerisation</a> eines unpolaren mit einem polaren <a href="Monomer" title="Monomer">Monomer</a> gewonnen. Die <a href="Polare_Atombindung" title="Polare Atombindung">polaren Bindungen</a> drängen die <a href="Kristallisation" title="Kristallisation">Kristallisation</a> zurück und führen zu einer „ionischen Vernetzung“.

</p><p>Gegenüber herkömmlichen Thermoplasten haben Ionomere den Vorteil, dass in ihnen sowohl <a href="Van-der-Waals-Bindung" class="mw-redirect" title="Van-der-Waals-Bindung">Nebenvalenzkräfte</a> als auch <a href="Ionische_Bindung" title="Ionische Bindung">Ionenbindungen</a> wirksam werden. Diese <a href="Ionenbindung" class="mw-redirect" title="Ionenbindung">Ionenbindungen</a> sind besonders fest und verleihen dem Stoff seine charakteristischen Eigenschaften. Darüber hinaus können Ionoplasten im Gegensatz zu den meisten anderen Kunststoffen als <a href="Elektrolyt" title="Elektrolyt">Elektrolyte</a> dienen.

<br>

Trotz der Ionenbindungen sind Ionomere echte Thermoplaste, da sie bei 290–330 °C schmelzen. Der Schmelzvorgang ist allerdings bereits mit der <a href="Zersetzung_(Chemie)" title="Zersetzung (Chemie)">Zersetzung</a> der Makromoleküle verbunden. Dabei können Schadstoffe entstehen, in jedem Fall aber verliert das Ionomer Teile seiner Eigenschaften.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

<ul><li>hohe <a href="Z%C3%A4higkeit" title="Zähigkeit">Zähigkeit</a> und <a href="Verschlei%C3%9F" title="Verschleiß">Abriebfestigkeit</a></li>

<li>hohe Schlag- und <a href="Kerbschlagz%C3%A4higkeit" title="Kerbschlagzähigkeit">Kerbschlagzähigkeit</a></li>

<li>hohe <a href="Transparenz_(Physik)" title="Transparenz (Physik)">Transparenz</a></li>

<li>hohe <a href="Ionenleiter" title="Ionenleiter">ionische Leitfähigkeit</a></li>

<li>keine <a href="Elektronenleitung" title="Elektronenleitung">elektrische Leitfähigkeit</a></li>

<li>gute <a href="Spannungsriss" title="Spannungsriss">Spannungsrissbeständigkeit</a></li>

<li>beständig gegen <a href="S%C3%A4ure" class="mw-redirect" title="Säure">Säuren</a>, <a href="Alkalische_L%C3%B6sung" title="Alkalische Lösung">Laugen</a>, <a href="Fette" title="Fette">Fette</a>, <a href="%C3%96le" title="Öle">Öle</a> und Lösemittel</li>

<li>nicht beständig gegen oxidierende Säuren, <a href="Alkohole" title="Alkohole">Alkohole</a>, aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe</li>

<li>die Witterungsbeständigkeit ist ähnlich wie bei <a href="Polyolefin" class="mw-redirect" title="Polyolefin">Polyolefinen</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Verarbeitung">Verarbeitung</h2></div>

<p>Die Verarbeitung kann durch <a href="Spritzgie%C3%9Fen" title="Spritzgießen">Spritzgießen</a>, <a href="Extrusion_(Fertigungstechnik)" class="mw-redirect" title="Extrusion (Fertigungstechnik)">Extrudieren</a>, <a href="Blasformen" title="Blasformen">Blasformen</a> oder <a href="Thermoformen" title="Thermoformen">Thermoformen</a> erfolgen. Hierbei muss aber die funktionale Gruppe, welche dem Produkt die Ionenleitfähigkeit verleiht, noch maskiert sein. Soll das Ionomer durch eine Sulfonsäuregruppe (-SO<sub>3</sub>H) ionenleitend werden, dann wird das Polymer in seiner Sulfonylfluoridform (-SO<sub>2</sub>F) extrudiert. Die finale Form -SO<sub>3</sub>H 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 -SO<sub>3</sub>Na bzw. -SO<sub>3</sub>K. Durch nachfolgendes Einwirken einer starken Säure wird sie zu -SO<sub>3</sub>H umgeformt.

</p>

<ul><li>Urformtemperatur: circa 200–300 °C</li>

<li>Umformtemperatur: circa 150 °C</li></ul>

<p>Eine andere Art der Herstellung von Ionomermembranen ist die Herstellung einer <a href="Dispersion_(Chemie)" title="Dispersion (Chemie)">Dispersion</a> aus ca. 5–20 Gew.-% SO<sub>3</sub>H-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 -SO<sub>3</sub>H-Form. Eingelassene poröse Materialien können die mechanische Festigkeit und Formstabilität verstärken.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungen">Anwendungen</h2></div>

<ul><li>Quecksilberfreie <a href="Chloralkali-Elektrolyse" title="Chloralkali-Elektrolyse">Chloralkali-Elektrolyse</a> zur Herstellung von <a href="Chlor" title="Chlor">Chlor</a> und chloridfreier <a href="Natronlauge" title="Natronlauge">Natronlauge</a>,</li>

<li>Elektrolyt-Membranen für Polymerelektrolyt-<a href="Brennstoffzelle" title="Brennstoffzelle">Brennstoffzellen</a> oder <a href="Lithium-Polymer-Akku" class="mw-redirect" title="Lithium-Polymer-Akku">Lithium-Polymer-Akkus</a>,</li>

<li>Membranen zur Be- oder Entfeuchtung von Fluidströmen,</li>

<li>fester <a href="Katalysator" title="Katalysator">Katalysator</a> für säurekatalysierte chemische Reaktionen</li>

<li>als Mantelschicht in einigen Golfbällen, z. B. von Titleist</li></ul></div><div><div class="zim-footer">

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