о превышать 25%; оптимальная степень нейтрализации (ионизации) обычно составляет 50—80%. Сополимеры синтезируют радикальной сополимеризацией а-олефина (обычно этилена) с карбоксилсодержа-щим мономером или с эфиром соответствующей к-ты с последующим омылением эфирных групп. Для нейтрализации карбоксильных групп сополимера к нему добавляют р-ры солей (чаще всего ацетатов, формиатов или карбонатов) соответствующих металлов или же их растворимых гидроокисей. Процесс осуществляют в условиях, способных обеспечить гомогенное распределение агента нейтрализации в массе сополимера (при повышенной темп-ре на вальцах, в р-ре или расплаве).

Свойства. И.— прозрачные термопластичные материалы; соответствующим подбором иона металла и красителя можно получить прозрачные окрашенные в различные цвета материалы. Плотность И. ниже, чем у виниловых и целлюлозных пластиков, напр., у И. на основе сополимеров этилена с монокарбоновой к-той плотность 0,93—0,95 г/см3. И. нерастворимы в большинстве органич. растворителей; набухают в этиловом спирте и ацетоне (1 —1,5% по массе), в метилэтилкетоне и бензине (4—17%), трихлорэтилене (50%). И. инертны к действию растительных и животных жиров, смазок, нефтяных продуктов и сильных щелочей; сильные к-ты действуют на них разрушающе.

Введение в поли-а-олефины мономерных звеньев, содержащих ионогенные группы, оказывает значительное влияние на морфологию кристаллич. структур этих полимеров. Так, сополимеры а-олефинов с ненасыщенными карбоновыми к-тами, содержащие в молярной концентрации 3,5% к-ты, образуют хорошо выраженные сферолиты; соответствующие И., в к-рых 30% всех карбоксильных групп находится в ионизированном состоянии, полностью аморфны. Поэтому дымчатость полиолефинов, обусловленная рассеянием света кристаллич. образованиями, значительно уменьшается или полностью исчезает в И. с увеличением степени ионизации. Кристаллизации И. препятствует наличие сильного ионного взаимодействия, вероятно, вследствие уменьшения сегментальной подвижности макромолекул. Вместе с тем И. чрезвычайно склонны к образованию зародышей кристаллизации и после отжига образуют структуры субмикроскопич. размера.

280

при растяжении мно

Рис. 1. Влияние степе- § ни ионизации на проч- 5 ность при растяжении §, (1 кгс/сле3«0,1 Мн/м2) •= 2'° иономеров (одноосновная к-та); молярное содержание к-ты в иономере: 1 —1,7, 2—3,5, 3—7,9.

Физико-механич. свойства И. определяются в основном сочетанием сильного межмолекулярного взаимодействия ионогенных групп и высокой гибкости полиоле-финовых цепей. Поэтому свойства И. существенно зависят от доли сомономера, содержащего карбоксильные группы, его химич. природы, степени нейтрализации кислотных групп, а также от природы катиона (рис. 1 и 2). N 490|-И. характеризуются * повышенной прочно- ^ стью при растяжении, S 420 высокой эластично- i? стью и упругостью, ? которая сохраняется * , Q при темп-рах порядка § — 100 °С. Прочность J

1

сз о.

В.

гих И. значит, выше, чем у высококристаллич. поли-а-олефинов и соответствующих сополимеров а-олефинов с карбоксилсодержащим мономером. Это свидетельствует о существенной роли ионных связей в упрочнении И. Значения предела вынужденной эластичности для всех И. превышают соответствующие значения для сополимеров а-олефинов с карбоновыми к-тами и увеличиваются по мере возрастания содержания к-ты, а также степени ее ионизации. Относительное удлинение И. несколько меньше, чем у соответствующих сополимеров. Сочетание высокой прочности при растяжении, эластичности и высокого относительного удлинения придает И. такое ценное свойство, как высокое сопротивление удару. Так, ударная вязкость, измеренная на пленках, полученных экструзией, составляет ок. 40 кдж/м2 (или кгс-см/см2). Это значение приблизительно соответствует аналогичным данным для жестких высокоориентированных полиамидных пленЬк. Газопроницаемость И. такая же, как и у поли-а-олефинов. По сравнению с поли-а-олефинами И. характеризуются повышенным водопоглощением. Напр., при выдерживании образца И., содержащего в молярной концентрации 3,5% одноосновной к-ты (степень ионизации 75—80%), в течение 1 ч в кипящей воде масса образца увеличивается в случае противоиона Na.

I 140

105

Рис. 2. Влияние степени ионизации на прочность при растяжении (1 кгс/сиг-г=0,1 Мн/м2) иономеров 1 — сополимер этилена и метилового эфира малеиновой к-ты, 2 — этилена и малеиновой к-ты, 3 — этилена и итако-новой к-ты; 4 — этилена и фумаровой к-ты. (Катион — натрий).

Сг или Hg на 2,25, 0,16 или на 0,12% соответственно.

И. обладают высокой адгезией по отношению к различным материалам, а также хорошими электроизоляционными свойствами, напоминая в этом отношении поли-а-олефины. Так, И., содержащий в молярной концентрации 2% акриловой к-ты (степень ионизации 70%, катион Zn), характеризуется диэлектрич. проницаемостью 2,53, тангенсом угла диэлектрич. потерь

0,0018, уд. объемным электрич. сопротивлением 530 Том-м (0,53-1017 ом-см).

В отличие от поли-а-олефинов, сшитых ковалент-ными связями, большинство И. в расплавленном состоянии способно к вязкому течению. Это дает возможность перерабатывать их всеми способами, используемыми для переработки термопластичных материалов. И., содержащие двухосновные к-ты и двух- или трехвалентные ионы металлов, весьма напоминают в этом отношении сшитые поли-а-олефины. Расплавы И. часто характеризуются высокой вязкостью, связанной с ассоциацией ионогенных групп. Нек-рые И. при 20 °С обладают столь низким индексом расплава, что их можно отнести к «нетекущим» материалам, однако, повышая напряжение сдвига или темп-ру, можно легко вызвать их течение.

Переработка. И. хорошо перерабатываются экструзией, прессованием, литьем под давлением и вакуумформованием. Методом экструзии получают листы и трубы с повышенной стойкостью к растрескиванию под напряжением. Листы И. удобны для дальнейшей переработки вакуумформованием, т. к. они быстро поглощают тепло, что сокращает циклы формования, и обладают высокой прочностью в нагретом состоянии, благодаря чему можно применять высокий вакуум. Переработка И. из расплавов ведется в широком интервале темп-р, минимальное значение к-рой 130 °С. Литьем под давлением получают изделия самой сложной конфигурации.

Применение. Листы и пленки из И. могут быть широко использованы для обкладки различных емкостей, а также для упаковки различных продуктов, в том числе пищевых. Прозрачные, гибкие и стойкие по отношению "к растворителям трубы и шланги из И. можно применять в химич. и пищевой, а сосуды — в фармацевтич. и косметич. пром-cin. И. могут найти применение в автомобильной пром-сти (рулевые котеса, внутренняя отделка), при производстве защитных очков, щитов и др. приспособлений для работы в лабораториях и на заводах. Благодаря хорошим адгезионным свойствам И. найдут применение для изютовления лаков, к-рые можно использовать без предварительной грунтовки поверхности; на основе И. можно получать беспористые покрытия очень малой толщины (20 г/л2). И. могут быть успешно применены в электроизоляционной технике, особенно там, где требуется высокая устойчивость к коронному разряду (последняя у И. намного выше, чем у полиэтилена). И. найдут также применение для изготовления бытовых изделий, спортивного инвентаря и др.

Впервые о появлении этого класса полимерных материалов сообщено в 1964 фирмами США «Du pont» (технич. название «сирлин А») и «Union Carbid Corporati-оп» (технич. название «бакелит HXQP»). Термин «ионо-меры» ввел Р. В. Рис.

Лит.: Rees R. W., У a ugh an D. J., Polymer Preprints, 6, Jsli 1 (1965), Химия и технология полимеров, № 6, 9 (1966), Plastics, 29, № 327, 3 (1964). О. В. Каргина, А.С. Семенова.

ИОНООБМЕННИКИ — см. Иониты.

ИОНООБМЕННЫЕ ВОЛОКНА (ion-exchange fibres, lonenaustauscherfasern, fibres echangeuses d'ions) — волокна из полимеров, макромолекулы к-рых содержат функциональные группы, способные к реакции ионного обмена. И. в. могут быть получены: а) формованием волокон из ионообменных смол; б) прививкой к уже сформованным волокнам звеньев, содержащих ионогенные группы.

Катионообмепные волокна, содержащие сульфогруппы, могут быть получены: 1) ацеталиро-ванием поливинилспиртовых волокон малеиновым диаль-дегидом с последующей обработкой бисульфитом натрия; 2) обработкой волокон из полимеров, содержащих ОН-группы, водным р-ром, в состав к-рого входят 25% NaOH и 10% р-хлорэтилсульфоната натрия;

3) прививкой к готовому волокну полиглицидилметакри-лата с последующей обработкой привитого сополимера сульфитом натрия и др. Карбоксилсодержащие И. в. получают этерификацией поливинилспиртовых или целлюлозных волокон хлорангидридами пли ангидридами двухосновных к-т (малеиновой, янтарной, фталевой), а также прививкой к волокнам из карбоцепных полимеров (полиэтилена, полипропилена) карбоксилсодержа-щих виниловых мономеров (в основном акриловой и метакриловой к-т). И. в. с фосфорнокислыми группами получают обработкой волокон из полимеров, содержащих ОН-группы, фосфорной к-той, хлорокисью фосфора или смесями их с пиридином и мочевиной.

Анионообменные волокна получают алкилированием волокон соединениями, содержащими аминогруппы, а также прививкой на волокна винилпиридина, его С- или N-замещенных, этиленимина и др. Сильноосновные И. в. получают обработкой волокон галогеналкилами или алкилсульфатами, переводя т. обр. волокнообразующие полимеры в соли четвертичных аммониевых оснований.

Получены также амфотерные И.в., содержащие ионогенные группы кислотного и основного характера, и волокна-поликомплексоны. Для получения последних к волокну прививают комплексообразующие группы, напр. группировки иминодиуксус-ной, антраниловой, гидроксамовой и нек-рых др. к-т.

Использование И. в. вместо гранулированных ионообменных смол создает во многих случаях существенные преимущества. Благодаря высокоразвитой активной поверхности И. в. скорость ионного обмена (как сорбции, так и десорбции) на них значительно выше (в 20— 30 раз). Повышенная гидрофильность волокон, полученных на основе гидрофильных полимеров (целлюл