[科普中国]-离子型聚合物

离子型聚合物是指一类含有金属离子的聚合物，比重0.94~0.960。软化点35℃。在空气中可于90℃连续使用。分子结构以乙烯和甲基丙烯酸的共聚体为主链，其上引入金属离子。并以离子键作为分子间的交联。结晶性低，透明性好。富有延伸性和弹性，抗张强度和冲击强度都很高。高分子量的可用作热塑性塑料，低分子量的可用作粘合剂和层压树脂。制成的薄膜和板材是性能非常好的绝缘材料．粘合剂能粘合金属、玻璃、纸张和塑料等。1

简介离子型聚合物又称离子交联聚合物，也称离聚体。它是在乙烯和丙烯酸等单体的共聚物主链上引入金属离子(如钠、钾、锌、镁等)进行交联而得的产品。

目前常用的离聚体是由乙烯和甲基丙烯酸共聚物引入钠或锌离子进行交联而成的产品，商品名为萨林(Surlyn)，由于大分子主链有离子键存在，使聚合物具有交联大分子的物理特性，正常温下强度高、韧性大，但在加热到一定温度时，其金属离子形成的交联链可离解，不影响其再次熔融加工，表现出热塑性，冷却后可再交联，所以是一种高强韧性的热塑性塑料。

结构及作用离子型聚合物是含有链间离子键合的聚合物。它们通常是乙烯甲基丙烯酸聚合物或乙烯丙烯酸聚合物的钠盐或锌盐，在高温高压下如LDPE一样发生聚合反应，从而形成支链结构。结构式如下图所示。

离子键有可逆交联的作用。受热时，相邻分子间强烈的吸引力减弱，导致材料融化并流动。冷却时，这种键合又重新建立。聚合物主链上的酸量一般占其总重的7%～30%。并不是所有的酸都可中和成盐。中和量一般介于15%～80%之间时，对离子型聚合物的物理性能有影响。未被中和的酸为相邻分子间的氢键合提供了场所。这些氢键比盐的离子键弱，但比普通的次价键强。增加酸的中和量和中和的百分比可增强拉伸强度、模量、韧度、清晰度、熔体强度及耐油性，但会降低熔点和抗撕裂性。锌基离子聚合物的粘力范围较广，吸湿性较低，而钠基离子聚合物的化学性能和抗油脂性较好。2

离子型聚合物也可生成三元共聚物，含丙烯酸、乙烯和甲基丙烯酸。另一种离子型聚合物是通过乙烯烷基丙烯酸共聚物皂化作用生成，其中所有酸基基团与钠完全中和。

特点离子型聚合物有优良的熔体强度、清晰度、柔软度、强度和韧度。即使在低温条件下，它也表现出优越的冲击性能和抗穿刺性，是制作尖锐物品贴皮包装的理想材料。它吸收紫外线的能力强，从而提高了加热速度，成为用于贴皮包装的另一个优势。它的粘度好，尤其是在被弄脏后，仍具有良好的热封性能。它被广泛应用于肉类制品的真空包装中。其优良的熔体强度使之适应于深度撑压热成型中。

此外，离子聚合物的其他的应用包括奶酪、快餐食品以及药品的包装。酸基中和的离子型聚合物有优良的铝箔粘合力，常用于挤出涂覆箔结构的热封层。2

离子型聚合物的缺点是：气体阻透性差和易吸湿性，相对来说，成本比PE和EVA高。

离子型聚合物薄膜的制造离子型聚合物具有通常热塑料性能，可以用一般标准热塑性加工设备加工处理，基本上与LDPE的加工方法相同。即可用挤出吹塑或T型机头流延成型，做成单层膜或共挤出复合、挤出涂覆复合和干式复合制成复合膜。但因离子键聚合物有吸潮性，故在投入挤出机前，必须十分注意不要使其吸收空气中的水分。

此外，为防止薄膜卷取时粘连并使袋口开口性好，需添加滑爽剂。离子型聚合物同聚乙烯、聚酰胺、EVA以及纸、铝箔有高的粘结强度。但与聚丙烯粘结性差，不能直接与聚丙烯共挤出或挤出涂覆。此外离子型聚合物对设备有一定腐蚀性，应注意加强设备的防腐蚀。

离子型聚合物薄膜一般不单独使用，而采用挤出涂覆法、干法复合、共挤法制成复合膜，以充分发挥热封性和金属粘接性良好的性能。3

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学