ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไอโอโนเมอร์และโพลีอิเล็กโทรไลต์คือไอโอโนเมอร์เป็นโพลีเมอร์ที่มีทั้งกลุ่มที่เป็นกลางทางไฟฟ้าและกลุ่มอิออน ในขณะที่โพลีอิเล็กโทรไลต์เป็นโพลีเมอร์ที่มีกลุ่มอิเล็กโทรไลต์
โพลิเมอร์เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยหน่วยที่เกิดซ้ำจำนวนมาก หน่วยทำซ้ำเหล่านี้เป็นตัวแทนของโมโนเมอร์ที่ใช้ในการสร้างวัสดุพอลิเมอร์ กระบวนการสร้างพอลิเมอร์เรียกว่าพอลิเมอไรเซชัน ขึ้นอยู่กับชนิดของโมโนเมอร์ที่ใช้ในการโพลีเมอไรเซชัน มีโพลีเมอร์หลายประเภท เช่น ไอโอโนเมอร์และโพลีอิเล็กโทรไลต์
ไอโอโนเมอร์คืออะไร
ไอโอโนเมอร์เป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่มีทั้งหมู่ที่เป็นกลางและกลุ่มที่แตกตัวเป็นไอออน กลุ่มเหล่านี้เกิดขึ้นเป็นกลุ่มจี้ที่ติดอยู่กับแกนหลักของวัสดุพอลิเมอร์ผ่านพันธะโควาเลนต์ โดยปกติ ไอโอโนเมอร์จะมีหมู่ไอออไนซ์ไม่เกิน 15% บ่อยครั้ง หมู่ไอออไนซ์เหล่านี้เป็นกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิก
เนื่องจากพอลิเมอร์มีหลายประเภท ควรพิจารณาประเภทของกลุ่มจี้และวิธีการแทนที่วัสดุโพลีเมอร์เพื่อจำแนกวัสดุเฉพาะว่าเป็นไอโอโนเมอร์ ตัวอย่างเช่น หากปริมาณของกลุ่มไอออไนซ์ในพอลิเมอร์เกิน 80% ก็จะถูกจัดประเภทเป็นพอลิอิเล็กโทรไลต์ และหากมีกลุ่มไอออไนซ์ติดอยู่เป็นมอยอิตีของกระดูกสันหลังของพอลิเมอร์ ก็จะถูกจัดประเภทเป็นไอโอนีน
รูปที่ 01: โครงสร้างโพลีเมอร์ Nafion – ตัวอย่างไอโอโนเมอร์
ไอโอโนเมอร์มีคุณสมบัติพิเศษ ซึ่งรวมถึงการนำไฟฟ้าและความหนืด เช่น. ความหนืดของสารละลายไอโอโนเมอร์จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ วัสดุเหล่านี้ยังมีคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาที่เป็นเอกลักษณ์อีกด้วย: กระดูกสันหลังที่ไม่มีขั้วและกลุ่มขั้วไอออนิกที่เข้ากันไม่ได้ การใช้งานของไอโอโนเมอร์ ได้แก่ การผลิตฝาครอบไม้กอล์ฟ เมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ เทปปิดผนึก ฯลฯ
โพลีอิเล็กโทรไลต์คืออะไร
โพลีอิเล็กโทรไลต์เป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่มีหมู่อิเล็กโทรไลต์ มีกลุ่มจี้ไอออนิกติดอยู่ที่แกนหลักของวัสดุพอลิเมอร์ ตามชนิดของหมู่ไอออนิก โพลีเมอร์มี 2 ชนิดคือ พอลิแคเตอนิกและโพลีเมอร์ โดยปกติ ถ้าปริมาณของกลุ่มไอออไนซ์ที่ติดอยู่กับกระดูกสันหลังเกิน 80% ก็จะถูกจัดประเภทเป็นพอลิเมอร์โพลีอิเล็กโทรไลต์
รูปที่ 02: DNA คือ Polyelectrolyte
เมื่อเติมลงในน้ำ วัสดุโพลีเมอร์เหล่านี้จะแยกตัวออกจากกัน ทำให้พอลิเมอร์มีประจุ บางครั้งสิ่งเหล่านี้เรียกว่าโพลิซอลต์เนื่องจากคุณสมบัติของพวกมันคล้ายกับทั้งเกลือและโพลีเมอร์ ตัวอย่างเช่น สารละลายในน้ำของพอลิอิเล็กโทรไลต์นำไฟฟ้า คล้ายกับแผ่นและสารละลายมีความหนืด คล้ายกับโพลีเมอร์
ตัวอย่างบางส่วนของโพลีอิเล็กโทรไลต์ ได้แก่ โพลีเปปไทด์, DNA, ไกลโคซามิโนไกลแคน ฯลฯ วัสดุเหล่านี้มีการใช้งานมากมาย รวมถึงการทำให้สารแขวนลอยคอลลอยด์ไม่เสถียรและการเริ่มต้นจับตัวเป็นก้อน ใช้ในการให้ประจุที่พื้นผิวกับอนุภาคที่เป็นกลาง เช่น สารเพิ่มความข้น อิมัลซิไฟเออร์, ครีมนวดผม และอื่นๆ
ไอโอโนเมอร์และโพลีอิเล็กโทรไลต์ต่างกันอย่างไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไอโอโนเมอร์และโพลีอิเล็กโทรไลต์คือไอโอโนเมอร์เป็นโพลีเมอร์ที่มีทั้งกลุ่มที่เป็นกลางทางไฟฟ้าและกลุ่มอิออน ในขณะที่โพลีอิเล็กโทรไลต์เป็นโพลีเมอร์ที่มีกลุ่มอิเล็กโทรไลต์นอกจากนี้ ไอโอโนเมอร์ยังมีหมู่ไอออไนซ์ไม่เกิน 15% ในขณะที่พอลิอิเล็กโทรไลต์มีพอลิอิเล็กโทรไลต์มากกว่า 80%
ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างระหว่างไอโอโนเมอร์และโพลีอิเล็กโทรไลต์
สรุป – ไอโอโนเมอร์กับโพลีอิเล็กโทรไลต์
ไอโอโนเมอร์และพอลิอิเล็กโทรไลต์เป็นวัสดุพอลิเมอร์สองประเภท โพลีเมอร์เหล่านี้แบ่งออกเป็นกลุ่มตามชนิดของโมโนเมอร์ที่ใช้สร้างพอลิเมอร์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไอโอโนเมอร์และพอลิอิเล็กโทรไลต์คือไอโอโนเมอร์เป็นโพลีเมอร์ที่มีทั้งกลุ่มที่เป็นกลางทางไฟฟ้าและกลุ่มอิออน ในขณะที่โพลีอิเล็กโทรไลต์เป็นโพลีเมอร์ที่มีกลุ่มอิเล็กโทรไลต์