半互穿聚合物网络BVV的制备及其性能研究
互穿聚合物网络的研究进展
互穿聚合物网络的研究进展摘要：互穿聚合物网络（IPN）是两种或两种以上交联聚合物通过网络的互相贯穿而成的交织聚合物网络。
它可以看作是一种特殊形式的聚合物共混物。
本文分别从橡胶改性和黏合剂应用两方面概述了互穿聚合物网络的应用研究进展及其表征方法。
关键词：互穿聚合物网络；橡胶改性；黏合剂；应用；表征方法1.IPN的概念互穿聚合物网络（IPN）是两种或两种以上交联聚合物通过网络的互相贯穿而成的交织聚合物网络。
它可以看作是一种特殊形式的聚合物共混物。
IPN 作为一类新型聚合物共混物和一种新的共混改性技术，特别是它独特的化学共混方法和网络互穿结构及强迫互容、界面互穿、协同作用等特点，引起了人们的极大兴趣[1]。
2 IPN的应用2.1 IPN在橡胶改性中的应用IPN是制备交联聚合物合金的唯一手段，在橡胶改性中占据不可替代的位置，IPN可以通过动力学控制使原本不相容的组分达到微观相分离的程度，即强迫相容性，如此使其改性适用的范围更加广泛；在性能上，IPN会在某一组成时表现出一个极大值，这称为IPN的协同效应。
在橡胶领域，IPN材料作为橡胶制品基材已经得到了一定的应用，具有性能优异、可按照应用要求设计以及原料种类广泛等优点，也存在制备操作繁杂、原料成本较高等缺点。
其应用概括起来主要包括橡胶的补强、宽温域阻尼材料和各种功能橡胶材料。
［2］2.1.1橡胶结构材料王志成等［3］制备了聚硫橡胶和EP的弹性体共混物，与棕刚玉混合之后硫化，制得的三元共混IPN复合材料为一种新型的金属磨具——弹性砂轮。
该弹性砂轮的金属磨光粗糙度可达到0.8μｍ，磨光工效是手工磨光的8~10倍。
S.Ostad-Movahed等［4］将PBR和SBR按照一定比例共混，加入经过有机表面改性的白炭黑，制得具有IPN结构的汽车轮胎胎面材料，并研究了共混时间、共混温度和并用比对材料性能的影响。
结果表明，IPN材料的密度、拉断伸长率和耐磨性能与组分的并用比有关，而硬度、储能模量和tanδ则与共混时间和温度以及胶料粘度有关。
互穿网络聚合物的研究进展及应用
互穿网络聚合物的研究进展及应用吴 婷,文秀芳,皮丕辉,程 江,杨卓如(华南理工大学化学与化工学院,广州510640)摘要 聚合物共混改性是实现高分子材料功能化和开发新材料的重要途径。
通过互穿网络聚合物方法制备的共混聚合物,以其优异的性能广泛应用于材料科学的方方面面,并成为近年来共混聚合物改性研究的热点。
共混聚合物增强方法主要包括:添加“第三组分”、反应性增容、离聚体共混改性和互穿网络聚合物。
在此基础上总结了互穿网络聚合物的制备方法及研究现状,详述了互穿网络聚合物在导电材料、药物控释体系、功能膜、涂料工业等领域的应用,最后指出了互穿网络聚合物材料目前存在的问题,并对今后的研究进行了展望。
关键词 互穿网络聚合物 增强方法 制备 应用R esearch Progress and Application of Interpenetrating Polymer N et worksWU Ting ,WEN Xiufang ,PI Pihui ,C H EN G Jiang ,YAN G Zhuoru(School of Chemistry and Chemical Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640)Abstract Polymer blending modification is an important way to prepare f unctional polymer materials and deve 2lop new materials.Blend polymers prepared by interpenetrating polymer networks (IPNs )are widely used in every as 2pect of material science for their excellent properties ,which are hotspot issues in modified materials research all the time.The enhancement methods of polymer blending include the addition of the third component ,reactive compatibili 2ty ,ionomer blends and interpenetrating polymer networks.The research statuses on preparations of interpenetrating polymer networks are briefly summarized on that basis.The applications of IPNs in conductive materials ,drug deli 2very systems ,f unctional membranes ,and coating industry are described in details ,and its existing problems and f ur 2ther prospects in this field are also analyzed finally.K ey w ords interpenetrating polymer networks ,enhancement methods ,preparation ,application 吴婷:女,1982年生,博士研究生,主要从事高分子复合材料方面的研究 Tel :0202871146392601 E 2mail :angelwu2006@163.com 共混聚合物是指2种或2种以上均聚物或共聚物的混合物,通常又称为聚合物合金。
一种具有半互穿网络结构的聚合物电解质及其制备方法[发明专利]
![一种具有半互穿网络结构的聚合物电解质及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f0c93e4aa88271fe910ef12d2af90242a895abb7.png)
专利名称：一种具有半互穿网络结构的聚合物电解质及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：宋大卫,王苏,马月
申请号：CN202011087627.7
申请日：20201012
公开号：CN114350004A
公开日：
20220415
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种具有半互穿网络结构的聚合物电解质及其制备方法，连续的线性聚合物基体作为骨架结构，为聚合物电解质提供机械支撑；通过向所述线性聚合物基体表面及内部填充另一种具有网络结构的聚合物，形成半互穿式结构。
本发明提供的聚合物电解质，可以提高聚合物的力学性能和对锂稳定性，同时提高电池的循环性能及热稳定性。
申请人：天津理工大学
地址：300384 天津市西青区宾水西道391号
国籍：CN
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半互穿聚合物网络
半互穿聚合物网络一个聚合物网络在另一个聚合物中生成时需要考虑的一个重要因素是未交联的聚合物的大分子链在这两种聚合物聚合物中是否具有采取热力学优势构象的能力。
有助于这种构象的影响因素可能包括强度性相互作用、氢键、链的钢度、疏水性等。
类似的考虑可适于在另一聚合物“客体”网络中形成的、与其自身大分子具有强烈相互作用能力的线型（未交联）聚合物。
极端情况是这些线型或支化的聚合物可能变现为‘物理交联‘网络，那么该体系就成了热塑性IPNs类。
在线型聚氨酯中PDMS预聚物经3-安丙基三乙氧基硅烷胶联生成的半IPNs，并认为在这种体系中，起作用的是氨基甲酸酯链间的强烈相互作用。
通过SEM，可以很容易的观察到在中间组成范围内呈双相连续的相分离体系，同时在两组分间存在轻度的接枝现象。
聚氨酯的存在不利于PDMS网络的形成。
对该体系萃取后样品的形态研究表明，当聚氨酯含量很低时，形成的互穿网络体系中，聚氨酯为分散相，聚硅氧烷为连续相；相当聚氨酯含量较高时，聚氨酯却在体系中以连续相和分散相两种形式存在，萃取后的PDMS网络样品呈小孔状。
硅醇封端的PDMS在Hycar13000X16（一种氨基封端的丁二烯/丙烯腈共聚物）中与四乙氧基硅烷反应可以生成半IPNs，然后与甲苯二异腈酸酯反应生产线型聚氨酯，这时聚氨酯与PDMS网络已形成互穿网络。
增加线型链段共聚物的比列，脲链间的单元比PDMS单元短，可以提高体系的有效交联度，进而提高体系的模量。
丁二烯-丙烯腈聚脲有限的分子链伸长性使得体系在高伸长下模量升高。
为了阐述聚合动力学、聚合机理和相分离，研究了以二乙烯苯基作交联剂，聚苯乙烯网络在PDMS的庚烷溶液中的生成过程。
PDMS的迁移阻止了小范围相分离体系的生成（生成的相大小为1-2um）。
以四乙氧基硅烷做交联剂，硅醇封端的聚硅氧烷在取代聚乙烯的氯苯溶液中发生缩合交联反应制备了取代聚乙炔（线性聚合物）与PDMS的半IPNs，研究了两种组分不同比列反应得到的IPNs的物理性能和形态。
半互穿聚合物网络BVV的制备及其性能研究
半互穿聚合物网络BVV的制备及其性能研究罗石;刘宗惠;刘白玲【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2009(0)3【摘要】以丙烯酸丁酯(BA)和醋酸乙烯酯(VAc)为单体,对VAc与乙烯的共聚乳液(VAE)进行改性,通过乳液聚合制备了半互穿聚合物网络BVV.考察了乳化剂、交联剂、引发剂以及反应时间等条件对转化率及BVV稳定性的影响.BVV的剥离力度及其乳胶膜的吸水率的测定结果证明BVV耐水性及粘接强度较VAE明显增强.光学显微镜照片显示BVV的互穿结构已经形成.【总页数】4页(P296-299)【作者】罗石;刘宗惠;刘白玲【作者单位】中国科学院,成都有机化学研究所,四川,成都,610041;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院,成都有机化学研究所,四川,成都,610041;中国科学院,成都有机化学研究所,四川,成都,610041【正文语种】中文【中图分类】O631.4【相关文献】1.聚醋酸乙烯酯(PVAc)/聚离子液体(PILs)半互穿聚合物网络膜的制备及气体分离性能 [J], 白云翔;高慧;张春芳;顾瑾;孙余凭2.胶乳型互穿聚合物网络研究Ⅰ.环氧树脂/聚丙烯酸酯半LIPN的制备 [J], 黄鹤;李建宗;程时远3.黄酮类分子印迹互穿聚合物网络水凝胶的制备及性能研究 [J], 孙锦秀;杨翠云;谢金润;刘松新;梁倩滢;夏国华4.P(AA-co-MMA)/PEG半互穿聚合物网络的力学性能研究 [J], 刘国勤;黄芳;关春龙;彭进;张琳琪;朱贺;夏绍灵;王春华5.聚二甲基硅氧烷-聚丙烯酸甲酯半互穿聚合物网络结构渗透汽化膜的制备及性能[J], 胡铭杰; 孙立; 吴子晔; 余威; 黎厚斌; 廖俊; 黄驰; 龚楚清因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
纤维素_聚氨酯半互穿网络的制备及性能
第27卷第10期高分子材料科学与工程Vol.27,N o.102011年10月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGOct.2011纤维素/聚氨酯半互穿网络的制备及性能蔡志江1,2,侯成伟1,杨 光1(1.天津工业大学纺织学院; 2.先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津300160)摘要:利于聚氨酯对纤维素进行改性研究,介绍了纤维素/聚氨酯半互穿网络的制备方法,并利用红外光谱(FT -I R)、扫描电子显微镜(SEM )、X 射线衍射(XRD)、力学性能及电学性能的测试对纤维素/聚氨酯半互穿网络的特征进行研究。
结果表明,在半互穿网络中纤维素和聚氨酯具有明显的相分离现象;线性纤维素分子穿插于已交联的聚氨酯网中,形成半互穿网络;相比纯纤维素,纤维素/聚氨酯半互穿网络中纤维素的结晶规整度下降,结晶度变小,但强度和杨氏模量有较大的提高;小电压下,位移偏量得到大幅提高,这种材料有望作为电活性材料应用于制动器、感应器等领域。
关键词:纤维素;聚氨酯;互穿网络;特征中图分类号:T Q 316.6 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2011)10-0154-04收稿日期:2010-08-31基金项目:天津市自然科学基金资助项目(11JCYBJC02500)通讯联系人:蔡志江,主要从事生物医用高分子材料研究,E -mail:zhijiangcai @纤维素是自然界分布最广、年产量最大的天然生物源高分子材料,是可持续的、不可消耗的天然原料。
纤维素在化学结构上是由许多D -葡萄糖基(1-5结环)藉1-4,B -型联结连接起来的,每个葡萄糖单元上有三个羟基,其分子内和分子间可以形成大量的氢键。
纤维素具有很多独特的性能,如亲水性、旋光性、生物相容性[1]等。
同时,纤维素也具较好的可改性能力,可以与合成聚合物或生物聚合物进行复合形成复合材料[2]。
纤维素在食品、造纸、环保、印染、农业等领域均有广泛应用[3],在生物医学领域可用于蛋白质的固定、抗体的分离[4]等。
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乳液产量就达 23万吨左右 ,目前 ,其年产量已达 到 130万吨左右 ,年递增率为 7% ～9% ,高于世 界粘合剂平均年递增率 ( 4% ) 。 [ 1, 2 ]
虽然 VAE乳液性能优良 ,但是其耐水性 、粘 接力以及储存稳定性等性能还不尽如人意 。为 此 ,常采用共混 、加助剂等方法对 VAE乳液进行 改性 ,但受到相容性及环境污染问题的限制 [ 3～5 ] 。 采用互穿聚合物网络 ( IPN )对 VAE 乳液进行改
Time / h
图 3 反应时间对转化率的影响 3 F igure 3 Effect of reaction time on conversion
(4) 反应时间对转化率的影响 以 OP210 为乳化剂 , w (APS) 为 0. 15% , w (DEGDA )为 2% ,其余反应条件同 2. 1 ( 2) ,考察 反应时间对转化率的影响 ,结果见图 3。从图 3 可以看出 ,反应初期 ,延长反应时间 ,转化率有明 显提高 ,这是由于 BA 和 VAc要进入 VAE乳胶粒 内部形成互穿 ,需要消耗较多的时间 ,因此要达到 较高的转化率 ,反应时间应不少于 4 h。
(1. 中国科学院 成都有机化学研究所 ,四川 成都 610041; 2. 中国科学院 研究生院 ,北京 100039)
摘要 : 以丙烯酸丁酯 (BA )和醋酸乙烯酯 (VAc)为单体 ,对 VAc与乙烯的共聚乳液 (VAE)进行改性 ,通过乳液
聚合制备了半互穿聚合物网络 BVV。考察了乳化剂 、交联剂 、引发剂以及反应时间等条件对转化率及 BVV 稳
1 实验部分
1. 1 仪器与试剂 MX21E型傅 立 叶 变 换 红 外 光 谱 仪 ( KB r 压
片 ) ; XSP 24N 型光学显微镜 (OM ) ; BLD 2200S型 电子剥离试验仪 。
VAE2705,固含量 55% ,中国石化集团四川维 尼纶厂 ; BA , VAc,化学纯 ,年沙化工厂 ; 丙烯酸 (AA ) ,化学纯 ,厦门德利源化工有限公司 ;过硫酸 铵 (APS) ,分析纯 ,广东光华化学厂有限公司 ;辛 基苯酚聚氧乙烯 ( 10)醚 (OP210 ) ,脂肪醇聚氧乙 烯 (15)醚 (OS215 ) , M S21,工业品 ,天津助剂厂 ; 十二烷基硫酸钠 ( SDS) ,工业品 ,南京生兴生物技 术有限公司 ;二乙二醇二丙烯酸酯 (DEGDA ) ,工 业品 ,北京东方亚科力化工科技有限公司 。
w (DEGDA ) / %
图 1 w (DEGDA )对转化率的影响 3 F igure 1 Effect of w (DEGDA ) on conversion 3 以 OP210为乳化剂 ,其余反应条件同 2. 1 (1)
(3) w (APS)对转化率的影响 以 OP210为乳化剂 , w (DEGDA )为 2% ,其余 反应条件同 2. 1 (1) ,考察 w (APS)对转化率的影 响 ,结果见图 2。由图 2 可见 , w (APS)对转化率 的影响比较小 ,当 w (APS)为 0. 15%时 ,转化率相 对较高 ,考虑到转化率对乳液粘接力的影响 ,最终 确定 w (APS)为 0. 15%。
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合 成 化 学
Vol. 17, 2009
表 1。从表 1 可以看出 ,只有以 OP210 为乳化剂 制得的 BVV 乳液稳定性最好 ,这可能是因为 AVE 溶于水 ,其粒子的乳化聚合需要借助于非离子型 表面活性剂使其稳定 。
(2) w (DEGDA )对转化率的影响 以 OP210 为 乳 化 剂 , 其 余 反 应 条 件 同 2. 1 (1) ,考察 w (DEGDA )对转化率的影响 ,结果见图 1。由图 1可知 ,初始转化率随 w (DEGDA )的增 大而增大 ,当 w (DEGDA )为 2%时达到最大 ,再增 加 w (DEGDA ) ,转化率反而下降 ,这可能是由于 w (DEGDA )过大使得体系粘度变大 ,自由基碰撞 几率降低 ,从而导致转化率降低 。
1. 2 乳液聚合 在四口烧瓶中依次加入 VAE 乳液 11. 0 g,
AA 1. 5 g,乳化剂及去离子水 100 0 g, VAc 15. 0 g和交联剂 DEGDA ,进行乳液聚合 反应 。
不加 VAE 乳 液 , 用 相 同 方 法 制 备 聚 ( BA 2 VAc)乳液 (简称 BV ) 。
定性的影响 。BVV的剥离力度及其乳胶膜的吸水率的测定结果证明 BVV 耐水性及粘接强度较 VAE明显增
强 。光学显微镜照片显示 BVV的互穿结构已经形成 。
关 键 词 : VAE乳液 ; 半互穿聚合物网络 ; 乳液聚合 ; 改性
中图分类号 : O631. 4
文献标识码 : A
文章编号 : 100521511 (2009) 0320296204
3 收稿日期 : 2008210215; 修订日期 : 2009203216 作者简介 : 罗石 (1982 - ) ,男 ,汉族 ,重庆人 ,博士研究生 ,主要从事乳液合成及其改性的研究 。 E2mail: stone6973@ sina. com 通讯联系人 : 刘宗惠 ,研究员 , Tel. 028285229123, E2mail: zonghuiliu@ sina. com
A = m 4 - m 3 ×100%
m3
(3) 剥离力度 在铜版纸上用电子剥离试验仪测定初粘力和 180°剥离力度 。 (4) 储存稳定性 将乳液静置于室温环境下 ,定期观察乳液情 况 ,若分层则为不稳定 。
2 结果与讨论
2. 1 制备 BVV 的反应条件选择 (1) 乳化剂对 BVV 乳液稳定性的影响
VAE乳液是醋酸乙烯 (VAc)和乙烯单体共 聚物的简称 ,由于乙烯基的引入 ,对 VAE产生了 永久性的增塑作用 ,所以以它为基料配合增粘剂 、 增稠剂 、交联剂 、填充剂等制成的 VAE乳液胶粘 剂 ,无毒 、无臭 、不燃 、不爆 、无环境污染 、无健康危 害 、无火灾危险 ,堪称环保型粘合剂 。VAE 乳液 自问世以来 ,发展极为迅猛 ,远高于聚醋酸乙烯和 聚丙烯酸酯乳液的增长速度 。1980年 ,世界 VAE
1. 3 测试与表征
(1) 固含量与转化率
取质量为 m1 的乳液倒于培养皿上 ,自然干 燥成膜后称量 (m2 ) ,按式 (1)计算固含量 C ( % ) , 按式 (2) (C0 为理论固含量 )计算转化率 R ( % ) 。
C = m1 ×100%
(1)
m2
R = C ×100%
(2)
C0
(2) 吸水率 取质量为 m3 的乳胶膜置于培养皿内 ,用去 离子水浸泡 24 h,取出并用滤纸迅速吸干表面水 分后称量 (m 4 ) ,按下式计算吸水率 A ( % ) 。
Abstract: V inyl acetate2ethylene polymer emulsion (VAE) was modified by em ulsion polym erization using butyl acrylate (BA ) and vinyl acetate (VAc) as monomers to p repare sem i2interpenetrating poly2 mer network (BVV ). The effects of em ulsifier, cross2linking agent, initiator and reacting time on sta2 bility of BVV and conversion have been investigated. The water absorp tion and peel strength of BVV was exam ined. The results show that water resistance and adhesion of BVV is better than that of VAE. Interpenetrating structure in BVV was observed by op tical m icroscopy p icture. Keywords: VAE emulsion; sem i2interpenetrating polymer network; emulsion polymerization; modifi2 ca tion
2009年第 17卷 第 3期 , 296～299
合成化学 Chinese Journal of Synthetic Chem istry
Vol. 17, 2009 No. 3, 296～299
·研究论文 ·
半互穿聚合物网络 BVV 的制备及其性能研究3
罗 石 1, 2 , 刘宗惠 1 , 刘白玲 1
Prepara tion of Sem i2in terpenetra ting Polym er Network( BVV) and Study on Properties of BVV
LUO Shi1, 2 , L IU Zong2hui1 , L IU B ai2ling1
(1. Chengdu Institute of O rganic Chem istry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China)