Ionos polimer

Az ionos polimer (vagy ionopolimer ) olyan polimer, amely ionos vagy ionizálható csoportokat hordoz .

Az ionos polimerek osztályozása

A terhelés típusa szerint

• anionos polimerek: negatív töltésű polimerek;
• kationos polimerek: pozitív töltésű polimerek;
• amfoter polimerek: pozitív töltéseket és negatív töltéseket tartalmaznak.

Az ionos helyek száma és az ionos kölcsönhatások régióinak folytonossága szerint

• a polielektrolit  : az ionos kölcsönhatások ionos helyeinek és folytonossági régióinak száma. A polielektrolitok osztályozását a polimer által hordozott töltetek jellege alapján állapítják meg :
  • pozitív töltések: polikationok  ;
  • negatív töltések: poli anionok  ;
  • pozitív és negatív töltések: poliamfolitok .

• az ionomer  : kevés, de jelentős ionos hely és az ionos kölcsönhatások diszkontinuitási régiói. Az ionomerek osztályozását a polimer által hordozott töltetek jellege alapján állapítják meg:
  • pozitív töltések: kationomerek;
  • negatív töltések: anionomerek;
  • pozitív és negatív töltések: ikertionomerek .

• halatopolimerek vagy halato-telekelikus polimerek: oligomerek vagy lineáris polimerek, amelyek láncaik két végén ionos vagy ionizálható csoportokkal rendelkeznek. Ezek a csoportok általában karboxilátok vagy kvaterner ammóniumok .

• polimer ionok: polimerenként csak egy ionos hely. Ezeket a polimereket többek között ionos felületaktív anyagként használják .

Attól függően, hogy ionos helyeik függnek a pH-tól

• pH-függő ionos polimerek  : az ionos helyek a pH-tól függően részben disszociálódnak:
  • pozitív töltések: poli (allil-amin-hidroklorid) , poli (N-vinil-imidazol) ...,
  • negatív töltések: poli ( akrilsav );
• állandó ionos polimerek: az ionos helyek a pH-tól függetlenül teljesen disszociálódnak:
  • pozitív töltések: poli (vinil-imidazol kvaternerizált) ...,
  • negatív töltések: nátrium-poli (sztirol-szulfonát) ...

Eredetük szerint

Az ionos polimerek lehetnek szintetikusak, természetesek ( nukleinsavak , fehérjék , néhány polipeptid és néhány poliszacharid ) vagy mesterségesek. Az alábbiakban felsorolunk néhány példát az utóbbi két családba tartozó polielektrolitokra:

• pozitív töltések: poli- lizin , kitozán  ;
• negatív töltések: poli- glutamát , alginát , pektin , hialuronsav  ;
• pozitív és negatív töltések: poli adenin DNS

Összetételük szerint

• szerves polimerek;
• szervetlen polimerek: néhány foszfátot, szilikátot stb. tartalmazó polimer működik.

Bizonyos polimerek rugalmasak  : ezeket ionos elasztomereknek vagy ionoelasztomereknek nevezik.

A terhelések helyzete szerint

Az ionos helyek beépülhetnek a polimer láncba (ionének), vagy sokkal gyakrabban annak csoportos medáljában .

Az ionos helyek osztályozása

A polimerek ionos helyeinek osztályozását töltésük jellege szerint állapítják meg:

• Az anionok kapott deprotonálódásával a oxacid funkciók  :
  • oxigén  : karboxilát ,
  • foszfor  : foszfonát ,
  • kén  : szulfonát  ;
• A kationok általában sók az ónium kapott alkilezési a heteroatomok  :
  • nitrogén  : kvaterner ammónium ,
  • foszfor: foszfónium ,
  • kén: szulfónium .

Az ellenionok osztályozása

Az ellenionok osztályozását a töltésük jellege és az őket alkotó atomok száma alapján állapítják meg:

• kationok:
  • egyatom: fém: alkálifém , alkáliföldfémek , átmenetifémek ,
  • poliaatom  : ammónium, piridinium  ;
• anionok:
  • egyatomikus: halogenidek  : klorid , bromid , jodid ,
  • poliaatom: toszilátok , triflátok , metil- szulfát .

Ionpolimerek gyártása

Az ionos polimerek előállíthatók más polimerekhez hasonlóan polimerizációval vagy már meglévő polimerek kémiai módosításával .

Használ

2020-ban a pn elágazás szerves egyenértékét két kristályos félvezető helyett két ionoelasztomer (az egyik polikationos és a másik polianionos) alkalmazásával érjük el (a töltéshordozók már nem elektronok, hanem pozitív és negatív ionok). A készülék színtelen, átlátszó, rugalmas és nyújtható. A cél egy teljes ionoelektronika elérése, amely az elektronikát helyettesíti olyan helyzetekben, amikor a merev és törékeny elektronikai alkatrészek nem megfelelőek.

Hivatkozások

1. A meghatározás ionos polimerek, anionos polimerek, kationos polimerek, polielektrolitok, poliamfolitok, ionomerek, halatopolymers és ionének származik a IUPAC definíciók: http://iupac.org/publications/pac/pdf/2006/pdf/7811x2067. Pdf
2. Martin Tiano, „  Rugalmas tranzisztorok  ”, Pour la science , n o  511,2020 május, P.  9..
3. (in) Dace Gao és Pooi See Lee, "Az  ionáram helyreállítása ionelasztomerekkel  " , Science (áttekintés) , vol.  367, n o  64792020. február 14, P.  735-736 ( DOI  10.1126 / science.aba6270 ).
4. (in) Hyeong Jun Kim, Baohong Chen Zhigang Suo és Ryan C. Hayward, "Az  Ionoelastomer csomópontok rögzített anionok és kationok polimer hálózatait hordozzák  " , Science (áttekintés) , vol.  367, n o  64792020. február 14, P.  773-776 ( DOI  10.1126 / science.aay8467 ).