Ionomeri e le loro proprietà uniche
Gli ionomeri sono polimeri che presentano gruppi ionici legati covalentemente alla loro struttura, neutralizzati da ioni mobili di carica opposta. Questi ioni conferiscono agli ionomeri la capacità di condurre corrente elettrica, rendendoli interessanti per diverse applicazioni.
Indice Articolo
Applicazioni e classificazione degli ionomeri
Gli ionomeri sono utilizzati come elettroliti solidi in diverse applicazioni, come celle a combustibile, batterie al litio e dispositivi elettrochimici. Possono contenere gruppi ionici positivi, negativi o entrambi, a seconda della loro struttura molecolare. Questa variazione influisce sulle proprietà e sulle funzioni che gli ionomeri possono svolgere.
Struttura molecolare e proprietà uniche degli ionomeri
La struttura molecolare degli ionomeri si caratterizza per una forte aggregazione dei gruppi ionici in cluster che influenzano le proprietà del materiale. Questi polimeri termoplastici trasparenti sono sensibili agli agenti atmosferici e devono essere trattati per resistere all’esposizione alla luce solare. Grazie ai legami ionici e ai legami secondari presenti nella loro struttura, gli ionomeri mostrano potenzialità uniche come materiali autoriparanti supramolecolari.
Utilizzo e potenzialità degli ionomeri
Gli ionomeri sono impiegati in tecnologie avanzate come celle a combustibile e batterie al litio, grazie alla loro capacità di condurre ioni e integrarsi in dispositivi che richiedono questo tipo di conduzione. La presenza di gruppi anionici e cationici nei loro polimeri apre la strada a un’ampia gamma di applicazioni legate all’elettrochimica e alla trasmissione di energia.
In conclusione, gli ionomeri rappresentano un campo di ricerca in continua evoluzione, in cui le loro proprietà uniche consentono lo sviluppo di nuove tecnologie e applicazioni nell’ambito dell’elettrochimica e dell’energia.
Ionomeri: caratteristiche e applicazioni
La presenza di una elevata quantità di gruppi anionici conferisce ai polimeri una maggiore resistenza meccanica e tenacità.
Caratteristiche degli ionomeri perfluoropolimerici
Gli ionomeri perfluoropolimerici, noti sin dagli anni ’60, includono il famoso Nafion, sviluppato e commercializzato da DuPont. Questi materiali sono ampiamente utilizzati per le membrane a scambio protonico grazie alla loro struttura a reticolo con catene laterali ioniche contenenti gruppi acidi solfonici, che permettono il trasporto selettivo dei protoni.
Il Nafion è un copolimero-fluoropolimero a base di tetrafluoroetilene solfonato ed è rinomato per la sua buona conduttività protonica, stabilità chimica e termica, rendendolo ideale per le celle a combustibile elettrochimiche.
Applicazioni degli ionomeri
Oltre a DuPont, anche aziende come Honeywell, Iotek, Exxon-Mobil e Dow Chemical producono ionomeri per una vasta gamma di applicazioni tra cui alimenti, cosmetici, dispositivi medici, imballaggi, rivestimenti per palline da golf e additivi plastici. Nei packaging alimentari, sotto forma di film, gli ionomeri sono apprezzati per la loro trasparenza, resistenza, resilienza, rigidità, tenacità e inerzia ai solventi organici e agli oli.
Particolarmente interessanti sono gli ionomeri biodegradabili, ottenuti tramite l’incorporazione di unità ioniche in materiali tradizionalmente biodegradabili che subiscono un deterioramento del peso molecolare, delle proprietà fisiche e chimiche sotto l’azione di microrganismi, enzimi o reazioni chimiche.
Nel campo biomedico, le unità ioniche sono spesso integrate negli ionomeri per conferire proprietà dinamiche di superficie e bagnabilità. Gli ionomeri degradabili contenenti unità cationiche sono particolarmente promettenti per materiali e rivestimenti antimicrobici.
