互穿聚合物网络的研究进展
互穿网络应用综述
互穿网络聚合物发展及应用综述摘要：本文首先对互穿网络聚合物做了简单的介绍，并对其特点和制备做了简单的说明。
主要综述了近十年来互穿网络聚合物研究发展及应用，并列出了一些实例。
最后对其作出了自己的看法。
关键词：互穿网络聚合物发展应用综述（一）：互穿聚合物网络（IPN)简介所谓互穿聚合物网络（Interpenetrating Polymer Network , IPN)，是由两种或多种相互贯穿的交联聚合物组成的共混物，其中至少有一种组分是紧邻在另一种组分存在下聚合或交联的。
它是20世纪60年代以来继接枝共聚，嵌段共聚等制备聚合物合金的又一途径。
其特点是通过化学交联施加强迫互容作用，使聚合物相互缠结形成相互贯穿的交联聚合物网络，达到抑制热力学上相分离的目的，增加两种组分间的相容性，形成比较精细的共混物结构。
制备IPN的方法有三种：分步聚合法、同步聚合法、乳液聚合法。
分布聚合法是现将一种单体单独聚合为聚合物，然后将它置于相应另外的单体中溶胀，后加入适当的引发剂，交联剂等，在适当工艺条件下形成交联聚合物网络。
同步聚合法较简单，即将2种或多种单体放入反应器中，在相应催化剂，引发剂，交联剂的存在下，在一定反应条件下使单体进行聚合反应，形成交联互穿网络。
乳液聚合法是现将聚合物1形成“种子”胶粒，然后将单体2及其引发剂，交联剂加入其中，而无需乳化剂，使单体2在聚合物1所构成的种子胶粒的表面进行聚合和交联。
【1】（二）：互穿聚合物网络的应用自1951年Staudinger 在一篇英文专利中首先提到用这类材料改进塑料制品表面的光滑性，到1960年Millar J. R.首先正式提出互穿聚合物网络这个名称，再一直到现在，互穿聚合物网络有了飞速的发展。
它在定形相变材料、染整粘合剂、离子交换树脂、生物医用材料和防腐材料等正在获得应用。
做为消声和减震材料，IPN预计有良好的发展前景，尤其在胶乳互穿网络聚合物的开发和同时聚合互穿网络的应用方面潜力很大。
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。
互穿聚合物网络阻尼材料研究进展
收 稿 日期 ：ｏＩ 一 ６一ｌ ； 订 日期 ｏＩ一蚰 一ｌ 。 ２（】 ０ ２修 ２（ ｌ ３ 作 者筒 介 ： 强 ， 士研 究 生 。 李 硬 基 盒项 目 ： 家 自然科 学 基金 资 助 项 目（９ ７ ０ ４ 。 国 ５ ８ ３ １ ）
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固体机械 零件 的振 动会造成 机器 损坏 ，交通 工具 的运行会 产 生有 害噪声 。随着现 代工业 的发 展 ， 些危 害正 日益加剧 。汽车 、 这 喷气 发动 机的喷
为 ３种情 况 ：（） １ ２种组 分 的相容性极 好 ， 其玻璃 化转 变 区几 乎没有 加宽 ；２ ２种组分 的相容性 不 （） 好 ， 示 出 ２个或 多个独 立 的玻璃化转 变峰 ；３ ２ 显 （）
阻尼材料的评价可以根据以下判据进行 ：１ （） ｔ ａ ５大于等 于 ０ ３的有效 温度 范 围 （ ） ；２ ｎ ． △ 宽 （）
材料模 量适 中 ；３ 材料 耐热 、 （） 耐氧化性 能好 、 耐疲 劳 、 作 寿命 长 ；４ 适应 一定 的环境条 件如 耐热 ， 工 （） 耐腐蚀 ，具有 阻燃性 能等 。对 于高分子 阻尼材 料 的 阻尼 性能 ，常 用材料 的 ｔｎ６峰高 和其转 变 峰 ａ 跨越 温度 区间 的范 围来评 价 。一般认 为如果 高分 子 阻尼 材 料 的 ｔ ａ ５大 于 等 于 ０３ 其 温度 区间 ｎ ．， 大于 １０℃ 即具 有好 的阻尼性 能 。 ０ 该概 念较为 模 糊 ， 科 学 的方 法 可用 （ 性 模 量 一 曲 更 线 线 下 面积 ｌｓ ａｅｊ和 （ ｎ５ ｏｓ ｒａ ｔ 一Ｔ曲线 下 的面 ａ 积 ｔ ｒａ来衡 量高分子 材料 的 阻尼 特征 。其 ａ ５ａｅ） ｎ
新型三元互穿聚合物网络阻尼材料的研制
ＹＡＮＧ ｎ， Ｉ Ｍｉ Ｎ ＮＧ ｈ ｎ Ｚ ａ ｇ—ｌｉ， ＡＮＧ ｎ ｅ Ｗ Ｈｏ ｇ—ｗｅ ， ＨＡＮＧ ｉ ｉｎ ｉＺ Ｚ —ｑ ａ ｇ
（ ｐｉ ｃｅｃ ｈｏ， ｅ ｉｇ Ｕｎ ｅｓｙｏ ｉｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ ｅ ｉｇ１０ ８ Ｃ ｉａ Ａｐｌ ｄＳｉｎｅＳ ｏｌＢ ｉｎ ， ｉ ｒｉ ｆ ｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｙＢ ｉｎ ００ ３， ｈｎ ） ｅ ｃ ｊ ｖ ｔ Ｓ ｃ ｏ ｊ ＡｂｔａｔＴ ｅｎｖｌｅ ａ ｔ ｐｎ ｔ ｔ ｇｐｌｍ ｒ ｅｗ ｒ ｔ ｈｇ —ｄｍｐｉｇｖｌｅｆｒａｗｄ ｅ ｅａｕｅｒｎｅｗ ｓ ｓｒｃ：ｈ ｏｅ ｒ ｒ ｉ ｅ ｅｅｒ ｉ ｏｙ ｅ ｔｏｋｗｉ ｉ ｔ ｙｎｒ ｎ ａｎ ｎ ｈ ｈ ａ ｌ ａｕ ｉｅｔ ｎ ｏ ｍｐｒｔｒ ａｇ ａ
中图 分 类 号 ： Ｑ ２ ． Ｔ ４７２ 文 献 标 识码 ： Ａ
Ｓ ｕｄ ｎ ｔ ｅ ｎ ｖ ｌｔ ｒ ａ ｙ ｉ ｅｒ ｅ ｅ ｒ ｔ ｇ ｐ ｌ ｍｅ ｅ ｗｏ ｋ ｄ ｍｐ ｎ ｔ ｒａ ｔ ｙ ｏ ｈ ｏ ｅ ｅ ｎ ｒ ｎｔ ｐ ｎ ｔ ａ ｉ ｏ ｙ ｒ ｎ ｔ ｒ ａ ｉ ｇ ｍａ ｉ ｌ ｎ ｅ
间的相互作用 、 相畴尺寸 ， 能合成出半相容的互穿聚 合 物网络材料 Ｈ Ｊ它具 有强迫互 容 、 面互 穿 、 ， 界 双相 连续 、 同作用 等独 特 的结 构 与性 能特 征 ， 协 为制备 宽 温域 和高 阻尼 的聚合 物 材 料创 造 了条件 ］ 。事 实
互穿聚合物网络技术在聚氨酯中的应用
１ 前 言
在 此高温下 ， ２种反应的速率 接 近相等 ， 链增 长较 为均 匀 ， 在
互穿聚合物 网络 （Ｐ ＩＮ或 ｒＮ ） 由 ２种或 ２种 以上聚 ｕ Ｓ是 合物通过网络互 穿缠 结而形 成 的一类独 特 的聚合 物共 混物 或聚合物合金 ¨ 。ＩＮ特有 的强迫互容作用能使 ２种性能差 】 Ｐ 异很 大或具有 不同功能的聚合物形成稳 定的结合 体 ， 而实 从 现组分之 间性 能互 补 ； 同时 ＩＮ的特 殊细 胞状结 构 、 面互 Ｐ 界
摘要 ： 综述 了互穿聚合物 网络 （Ｐ 技 术在 聚氨 酯材 料 中的应 用研 究进展 。简述 了聚氨 酯 ＩＮ的制备 ， ＩＮ） Ｐ 聚硅 氧烷 、 乙烯基 酯树脂等 聚合物 与聚氨 酯互 穿网络 改性的效 果， 并在 此基础 上展 望
了聚氨酯互穿 网络聚合物的发展 趋势。 关键 词 ： 穿聚合物 网络 ； 互 聚氨 酯 ； 应用
混法 ， 从相间有无 机化 学结 合考 虑 ， 则接 近机 械共 混法 ，因 此， 可把 ＩＮ视为用化学法实现的机 械共混 物。以聚 氨酯 作 Ｐ 为一种组分 的 ＩＮ是极有发展前 途的一类 材料 ， 方 面是 因 Ｐ 一
由于环氧树脂的韧性较差 ， 增韧研 究一直 是环氧 树脂 其
研究的重点之一 。环 氧树脂 具有 可 与异氰 酸 酯基 反应 的羟
的主要成 型方 法¨ 。目前 已 出现了不 少商 品化 的 ＩＮ功 能 】 Ｐ 聚氨 酯材料 。本文 主要综 述 ＩＮ聚氨酯 材料 的研究 及应 用 Ｐ
方 面 的进 展 。 ２ 聚 氨 酯 ＩＮ 的制 备 Ｐ
聚乙烯醇／聚苯乙烯互穿聚合物网络合成与溶胀性能研究
Ｘ Ｅ Ｘ ａ ｇｌ ＸＵＭａ — ｉＧ Ｏ Ｓ —ｉ ＬＡ ｕ ａ ｇ Ｉ ｉｎ —ｎ ， ｎｃ ，Ａ ｕｑｎ Ｉ Ｏ Ｓ － ｎ ｉ ａ ｇ， ｆ
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２０ ０ ７年 １ ２月 第３ ０卷 第 ４期
湖南师范大学 自然科学学报
Ｊ ｕ ａ ｆＮａｕａ ｃｅ ｃ ｆＨｕ ａ ｒ ｌ ｉｅｓｔ ｏ ｒ ｌ ｏ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅｏ ｎ ｎＮｏｍａ Ｕｎｖ ｒｉ ｎ ｙ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ４ １３ ．
穿网络醇解 ， 得到亲水性的聚 乙烯醇 （ Ｖ 与疏水性 的聚苯乙烯 （ Ｓ） Ｐ Ａ） Ｐ ｔ组成 的互 穿聚合 物 网络 （ Ｖ ／ Ｓ ＩＮ） 树 Ｐ Ａ ＰｔＰ ． 脂 的红外光谱图和羟值测 定结果表 明： Ｖ ／ Ｓ Ｎ在合成过程 中 Ｐ Ａ Ｐ Ａ ＰｔＰ Ｉ Ｖ ｃ与 Ｐ ｔ 间并 未发生化学反应 ， Ｓ之 而是相互 渗透 ， 机械缠结 ， 其羟值随 Ｐ Ａ质 量增加而增大． Ｖ ／ Ｓ ＩＮ在 环己烷 中的溶 胀率极小 而在 弱极性 的溶剂 中溶胀 Ｖ Ｐ Ａ Ｐ ｔＰ 率 较高 ； 和一般溶剂相 比， Ｖ ／ Ｓ ＩＮ在 苯酚中溶胀率最 大； Ｖ ／ Ｓ ＩＮ在水 中的溶胀率随着 Ｐ Ａ质量分数增 Ｐ Ａ ＰｔＰ Ｐ Ａ ＰｔＰ Ｖ 加而增大 ， 随着 Ｐ Ａ的交联 度增大而变 小． Ｖ 关键词 聚苯乙烯 ； 乙烯醇 ； 聚 互穿聚合物 网络 （Ｐ ； ＩＮ） 溶胀性能
（ ｏ ｅｅｏ ｈｍｉｒ ａｄＣ ｅ ｉａ Ｅ ｇｎｅｉｇＨｕａ ｏｍ ｎｖｒｉ ， ｈｎ ｓａ １０ １Ｃ ｉａ） Ｃｌ ｇ ｆ ｅ ｓ ｙ ｎ ｈｍ ｃ ｎｉｅｒ ， ｎ Ｎ ｒａ Ｕ ｉｅ ｔ Ｃ ａｇｈ ０ ８ ，ｈｎ ｌ Ｃ ｔ ｌ ｎ ｎ ｌ ｓ ｙ ４
聚氨酯互穿网络聚合物的研究进展
料 。本 文 主 要 介 绍 聚 氨 酯 互 穿 网 络 聚 合 物 的 合 成方 法 及 研 究 动 态 。 ２ 聚氨酯 （ ＰＵ） 穿 网 络 的 合 成 方 法 互 ２ １ 聚 氨酯 一聚 丙 烯 酸 酯 （ Ａ） 穿 网 络 ． Ｐ 互
将 计 量 的丙 烯 酸 酯 单 体 、 氯 化 碳 、Ｐ 乙 酸 四 Ｂ Ｏ、 乙 酯 加 入 反 应 瓶 中 ， ８ Ｃ反 应 ７ ｎ 冷 却 ， 无 于 ００ ０ｍｉ， 得 色透明微粘性 的液体 ， 封冷冻 保存 。 密
作 者简介 ： 陈莉 ， 京工 业 大学化 工学 院讲 师 。 南
・
２７ ・
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综
述
粘
接 ２０ ，３ ４ ０２２ （ ）
聚 氨 酯 互 穿 网 络 聚 合 物 的 研 究 进 展
陈莉 陈 苏
（ 京 工 业 大 学 化 工 学 院 ， 京 市 ， １０ ９ 南 南 ２０ ０ ）
摘要
概 述 了 聚 氨 酯 一 丙 烯 酸 酯 互 穿 网络 溶 液 法 和 乳 液 法 合 成 工 艺 、 能 ； 绍 了 环 氧 丙 烯 酸 酯 一 聚 氨 酯 、 性 介 聚 聚 氨 酯 丙 烯 酸 酯 聚碳 酸 酯 环 氧 树 脂
成 分 三个 步骤
聚 合 物 的主 要 发 展 方 向 之 一 ， 以聚 氨 酯 作 为 一 种 而 组 分 的 Ｉ Ｎ是 最 有 发 展 前 途 的 品 种 之 一 ， 是 因 为 Ｐ 这
（ ） Ｐ 预 聚 物 合 成 １Ｎ Ｕ
在 反 应 瓶 中加 入 ２ ４一Ｔ Ｉ 通 Ｎ ， 加 聚 醚 和 ， Ｄ， 滴
其综 合 性 能 。
制备 Ｐ ｕ—Ｐ Ａ互 穿 网 络 的 常 用 方 法 为 ： 合 适 在 的溶 剂 体 系 （ 用 丙 酮 、 酸 乙 酯 等 ）中 加 入 聚 醚 常 乙
互穿网络聚合物角膜接触镜材料的研究进展
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Ⅳ一乙烯 吡咯烷 酮具 有 良好 的水 溶性 和 生物 相 容性 ， 常用 作 制作 角 膜 接 触 镜 材 料 的 单 体 。聚 乙烯 吡 咯烷酮 （ Ｖ ） Ｐ Ｐ 大分 子 与 丙 烯 酸 酯类 单 体 间 亲水 性有 所差 别 ， 二者 完全 可 以混 溶 。因此 ， 但 制
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２０ ０６年 ８月
秦 建 忠 等 ． 穿 网络 聚 合 物 角膜 接触 镜 材 料 的 研 究 进 展 互
４１
互 穿 网络 聚 合 物 角 膜 接 触 镜 材 料 的研 究 进 展
秦 建 忠 崔 英 德 黎 新 明
（ ． 东 工 业 大学 材 料 与 能 源学 院 ， 州 ５０９ ； 仲 恺 农 业 技 术 学 院 ， 州 ５ ０２ ） １广 广 １００ ２ 广 １２５
ＩＮ材 料 根据 合 成 方 法 ， 为顺 序互 穿 网 络 、 Ｐ 分
体 聚合 ， 在加 热引 发丙烯 酸酯 单体 时 ， 可能将 单 也
体接 枝到 Ｐ Ｐ大分 子 上 ； 此在 生 成 的 ＩＮ网 络 Ｖ 因 Ｐ 中， 丙烯 酸 酯 网络 与 Ｐ Ｐ网络 间有 可能 存 在共 价 Ｖ
键。
序 ＩＮ是先合 成具 有交 联结 构 的聚合 物 网络 Ｉ然 Ｐ ，
后 把 单 体 Ｉ和其 交联 剂 、 Ｉ 引发剂 溶 胀到 网络 Ｉ ， 中
在 Ｉ 面 聚合 成 网络 Ｉ Ｉ 里 Ｉ Ｎ是 将 两 种 单 体 和它 。Ｓ 们各 自的交联 剂混 合 成 共 有 溶 液 ， 后 互 不 干扰 然 地 同 时进行 逐 步 聚合 和连 锁 聚 合 ］ Ｐ 。ＩＮ接 触镜 材料 的制 备 主要 以顺 序 互穿 网络 材料 和 同时互 穿 网络 材料 （ Ｉ ） 主 ，Ｅ ＳＮ 为 ＩＮ角 膜 接 触 镜 材 料 目前 在
环氧-丙烯酸胶乳型互穿聚合物网络稳定性的研究
１ 实验
１ １ 原料 及规 格 ．
１３ 分析 测试 ．
１３ １ 聚合 稳 定性 的测 定 ．．
通过测定收率衡量 聚合稳定性 ， 凝聚物越少 说明聚合稳定性越好． 环氧树脂 ： ５ ， Ｅ一 １工业品 ； 丙烯酸丁酯（ Ａ 、 收率越大 ， Ｂ ） 在质量为 的表面皿 中加入质量为 Ｍ 的聚 甲基丙烯 酸 甲酯 （ Ｍ ） 丙烯 酸 （ Ａ） 氯 化钙 Ｍ Ａ 、 Ａ 、 在红外烘 箱 内烘 至恒 重， 质量 为 （ ａ１） 丙 烯 酰 胺 ， 为 化 学 纯； 硫 酸 钾 合物乳液试 样 ， Ｃ Ｃ： 、 皆 过 （ Ｐ ） 十二烷基硫酸钠 （ Ｄ ） Ｏ ． Ａ Ｓ、 Ｓ Ｓ 、 Ｐ１ ０皆为分析
文章 编号 ： ０ —１ １２０ ）６ ０７ ｏ １ ３ ２ （０６０ — ０６一 ４ ０ ５
环氧一 丙烯酸胶乳型互穿聚合物 网络稳定性的研究
阎惠至 ， 穆 锐 ．
（ 沈阳理工大学 环境与化学工程学 院， 辽宁 沈阳 １０ ６ ） １ １８
，
一
。§
， ｌ 一 ｌ摘来自要： 采用乳液聚合技 术 ， 成 了环氧－ 合 丙烯酸 ＬＰ 通过 对聚合 物乳液 的收率 ＩＮ，
图１ 为乳化 剂 ３ 、 ％ 引发剂 ０４ ％时环氧树 ．５
脂用量对聚合物乳液 的收率的影响． 图 １ 以 从 可 用量增加时 ， 单体转化率高 ， 导致 聚合物乳液的收 看出仅改变环氧树脂用量时 ， 率随环氧树脂用 收 率升高 ； 引发剂用量少时， 聚合反应 的速度慢 ， 游 量的增加而降低． 在聚合反应过程 中固定其它 因 离单体多 ， 有环氧树脂的析 出， 使得 收率 降低． 本 素不变 ， 环氧树脂用量增加 ， 乳化剂和引发剂的量 实验体 系中引发剂 的用量 为 ０ ７％ 比较合适 ， ＋ 引 不足 ， 凝聚物增多 、 单体转化率下 降， 收率 降低 是 发剂用量对 ｃ 稳定性没有影响． ａ
PU／PA互穿网络聚合物
ＰＵ／ＰＡ ｎｔ ｒ ｅ ｅ ｒ ｔｎ ｅ ｗｏ ｋ ｐ ｌ ｍ ｅ ｉ ｅ ｐ ｎ ｔ ａ ｉｇ ｎ ｔ ｒ ｏｙ ｒ
Ｑ Ａ ｅｇ 。Ｙ ｏ －ｉ Ｚ ｉ ．ｕ Ｕ Ｎ Ｈ ｎ ＩＹ ｕｂｎ ， ＨＵＪ ｎｈ ａ ａ ， ｉｎＵ ｉ ｒｔ ｎ ｉ ｅ ｎ ｃ ｎｅ ｎ ｅ ｎｌ ｙ １Ｘ＇ ｎ ｅ ｉ ｏ ｇｎ ｒ ｇＳｉ ｃ ｄ Ｔｃ ｏ ｇ ． ａ ｖ ｓｙ ｆＥ ｅ ｉ ｅ ａ ｈ ｏ ｎ７ ０４ ， ｈｎ ； １０ ８ Ｃ ｉａ 、
途径 。为此 ， 可采用 共 混 或接 枝共 聚 等 方法 制 得 混杂 聚 合 物
（ ｙｒ ） Ｈ ｂｉ ｄ 。
聚氨酯预聚体易与其它单体 或聚合 物混合 ， 发生 互不干 扰 的平 行反应 ， 得到性 能优 良的聚氨酯 互穿 网络 （ｎｅｐｎｔ ｔ ｇ Ｉｔｒｅｅｒ ｎ ａ ｉ Ｐｌｍ ｒ ｅ ｏｋ Ｐ ， ｏｙ ｅ ｔ ｒ，ＩＮ） 因此 是研究 的热点 。 Ｎｗ 目前 ， 许多国家都 在积极寻求具有 特定 用途 和特殊功能 的 水性聚氨酯乳液 ， 以提 高聚 氨酯胶 膜 的耐水 、 耐溶 剂 和耐化 学 品性及机械性能等 ， 并由此发展了制备 水性 聚氨酯 乳液的新 方 法。这当中， 应用 最 多的 是与 聚 丙烯 酸 酯 物 理共 混 或化 学 接
＼ ｉ ｂ ｕ ｈ ｈｍｉｒ ｕｔ ｏ ， ｔ． Ｎ ｎｂ １６ ０ ｈ ｉ ２Ｎｎ ｏＲ ｎｅＣ ｅ ｓ ｙＩ ｓ Ｃ ． Ｌｄ ， ｉ ｏ３ ５ ０ ，Ｃ ｎ ｇ ｔ ｎ ｒ ｄ ｙ ｇ ａ
，
Ａ ｓｒｃ：Ｐｅ ａａｉｎ ｏ ｑ ｅ ｕ ｏ ｕｅｈ ｎ — ｏ ａ ｒｌ ｅ ｉ ｅｐ ｎ ｔ ｔ ｇ ｎ ｔ ｒ ｐ ｌ ｒ （ Ｕ ｂｔａｔ ｒｐ ｒｔ ｆａ ｕ ｏ ｓ ｐ ｌ ｒｔａ ｅｐ ｌ ｃｙ ｔ ｎ ｒｅ ｅｒ ｉ ｅｗｏｋ ｏ ｍｅ Ｐ Ａ）ｗａ ｎｒｄ ｃ ｄ ｈ ｏ ｙ ｙ ａ ｔ ａｎ ｙ ｓ ｉ ｏ ｕ ｅ ．Ｔ ｅ ｔ
互穿网络聚合物研究及其应用进展
从图 1 可以看出, 在刻蚀后试样表面形成了不 同的 浮雕 。随着固化反应的进行, 表面 浮雕 由 空洞结构转变成颗粒结构 , 再由颗粒结构进化成均 匀结构。很显然, CER /TM PTMA S IPN s 体系固化 9 m in 时, 试样表面的骨架网络是 TM PTMA 单体交联 的网络 , 网络间无规分布的微球是部分 CER 形成的
独的聚合物相比, IPNs拥有独特的性能。这些性能 往往优于聚合物间的简单共混。很多化学物质可以 或者已经被用来制备 IPNs。 CER、 聚氨酯 ( PUR ) 和 丙烯酸酯类化合物是被广泛用来制备 IPNs 的化合 物。制备 IPN s的制约因素是单体、 聚合物、 引发剂、 催化剂及副产品间的相容性问题。半 IPNs 几乎可 以用所有的线型聚合物来制备。只要单体可以溶解 或者掺入线型聚合物, 都可以制备半 IPNs。 半 IPN s及全 IPNs 的化学组成见表 1 。从表 1 可以看出 , 制备半 IPN s 的交联组分主要是 CER 或 苯基醚, 制备全 IPN s 的基本树脂主要是 CER 及丙 烯酸酯类化合物。
Hale Waihona Puke 40工程塑料 应用2010 年 , 第 38 卷 , 第 7 期
互穿网络聚合物研究及其应用进展
段景宽
1
江文斌
2
邵双喜
1
江平开
200240)
3
( 1. 宁波工程学院材料工程所 , 宁波
315016;
2 . 黄山永佳集团 , 黄山
245000 ;
3. 上海市电气绝缘与热老化重点实验室 , 上海
摘要 关键词
[ 8- 9]
缺点 , 得到的制品具有质量稳定特点。例如在不饱 和聚酯 /苯 乙烯体系中引入 PUR, 由于 PUR 可先生 [ 13] 成网络而使体系粘度增加, 从而防止填料下沉 。 ( 3)离子交换树脂 IPNs技术制备离子交换树 脂可追溯到 1955 年。用 IPN s方法制备离子交换树 脂时 , IPN s 中的一种聚合物网络是高度交联的 , 它 赋予离子交换树脂必要的力学强度 ; 另一种聚合物 网络轻度交联、 易溶胀, 赋予离子交换树脂必要的离 子交换能力 。 ( 4)减震阻尼材料
lpapdma准互穿网络的制备及其用于生物大分子分离的研究
在这篇论文中,我们合成了一种新的由聚丙烯酰胺与聚N-羟甲基丙烯酰胺构成的准互穿聚合物网络,这种聚合物网络同时具有线形聚丙烯酰胺对DNA优良的筛分性能和聚N-羟甲基丙烯酰胺对毛细管内壁动态涂敷的能力。并讨论了DNA测序温度、毛细管内测序电压和准互穿网络中聚N-羟甲基丙烯酰胺的含量对DNA测序的影响。用2.5%(w/v)的这种介质在没有对软件系统优化的情况下75分钟内对标准DNA的读写长度高达1012个碱基对。另外我们还尝试利用由线性聚丙烯酰胺与聚N,N'-二甲基丙烯酰胺构成的准互穿网络对毛细管进行修饰,希望能在同一毛细管内对酸性和碱性蛋白同时分离,因为这种互穿网络中的线性聚丙烯酰胺具有很强的亲水性,能够有效减少毛细管内壁与蛋白间的疏水相互作用,而聚N,N'-二甲基丙烯酰胺具有很强的动态涂敷能力,能够减少电渗流。但通过对空的毛细管涂敷前后电渗流和蛋白质分离的电泳谱图比较发现并没有达到预期目的。
中国科学技术大学
硕士学位论文
LPA/PDMA准互穿网络的制备及其用于生物大分子分离的研究
姓名:***
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:***
20090501
LPA/PDMA准互穿网络的制备及其用于生物大分子分离的研究
目前,聚丙烯酰胺是无胶毛细管电泳分离DNA最好的筛分介质,据报道在55分钟内可以对1000个碱基DNA进行分离,读写准确率高达98%。但是聚丙烯酰胺有两个主要的缺点:①为了得到更高的DNA读写长度,聚丙烯酰胺的分子量一般特别高,因而聚合物溶液的粘度也特别大;②聚丙烯酰胺对毛细管内壁的涂敷能力非常弱,导致毛细管内存在很强的电渗流。在对生物大分子分离时若单独使用聚丙烯酰胺溶液必须事先对毛细管内壁进行涂敷。合成同时具有自涂敷能力,适宜的粘度,优良筛分性能的聚合物是目前用于毛细管电泳分离生物大分子的介质研究中的热点。但目前合成的均聚物很少同时满足上述条件,因此,由具有不同性质的单体合成的无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、共混聚合物、微交联纳米凝胶聚合物和准互穿聚合物网络被合成、设计用于分离生物大分子。准互穿网络结构是由两种或两种以上聚合物相互贯穿而形成的聚合物网络,制备过程一般是首先合成出一种聚合物
网络互穿结构复合材料的研究进展
摘
要 ： 总结 了 画 内 外 在 眄络 王 穿 复 告 材 斟 聂 其预 制 件 的 告 ｌ ｌ
２ ＿ 饶 蚀 法 ｌ ３
备 工 艺方 面的研 究现 状 ． 并且 指 出 了各 种 工 艺 的 特 点 ； 递 了 网 评
用粉体 浇注的方法 在多孔 聚合物 内浇注一 层陶瓷 ， 干燥 后 放人氧化炉中加 热 ， 其中的聚合物就烧蚀掉 ， 留下形貌与 聚合 物
对 应 的 多孔 陶瓷 。这 种 方 法 适 于 太 批 量 生 产 ． 孔 陶 瓷 的强 度 多
络 互 穿结 构 复告材 料蛆 虹 的特 征 厦 箕 表扯 ｝ 重夼 龆 了 网磐 王 着 穿 复夸 材 料 力 学性 能 、 学性 能 和 摩 擦 学 性 能等 方 面 时 研 究 成 赫
果。
２２ 网络 互 穿 结构 复台 材 料 的 科备 工 艺 ． 制备 好 的 预制 件 需 要 干 燥 以 去 掉 制 备 过 程 遗 留 的 液 态 物 质 ． 后 致 密 化 以 去 掉 过 多 的 孔 隙 。饱 和 多 孔 材 料 的 干 燥 和致 然
复合材料的产生和发 展。另一方 面 ， 网络互穿结构 复合 材料具
不易控制 ， 在金属畏渍过 程中易发生 坍塌现象。
２ １ ４ 腐蚀 法 ．
关键 词 ： 复台 材料 ； 网络 互 穿 结构 ； 备 工 艺 ； 织 特 征 ； 能 制 组 性
特征
这类材料通常是在 Ｓ ｔ ｄ １ ｐａ ａ 分解 的基础 上， ｏ 腐蚀 掉其 中一
文献标识码 ： Ａ
中 囤分 类 号 ： Ｔ ４ Ｇ１ ８
２ １５ 溶胶 一 ．． 凝胶 法
近年来 ． 一种新型的网络互穿结构 复合材料 引起 了人们 的 注意。一方 面， 复舍材料 的发 展要 求增加 第二相粒子 的体积分
互穿聚合物网络技术在橡胶改性中的应用研究进展
关键词 ： 互穿聚合物网络； 橡胶 ； 制备 ； 应 用
中图分类号 ： ＴＱ３ ３ ２ ； ＴＱ３ ３ ３ 文 献标 志 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ Ｏ Ｘ（ ２ Ｏ １ ３ ） １ ２ — ０ ７ ５ ７ — ０ ７
互穿聚合物 网络 （ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｅ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ
Ｎｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ ， Ｉ Ｐ Ｎ） 材料 是 在 物 理 和化 学 共 混 （ 嵌 段
网络 间的环 扣和缠 结 。对于橡 胶并 用和 橡塑共 混
的改性体 系 ， 在橡 胶 硫 化 成 网络 的时 候难 免 会 出
效果 ， 其 性 能 上 的 协 同 效 应 表 现 相 当 明显 ， 于 是
Ｉ Ｐ Ｎ 在材 料 改性 中显得 尤为 重要 。
材料 强度 高伸 长率 低 ， 且 当 ＮＲ为主 要组分 时 ， 其 力 学强 度 随着 Ｄ Ｃ Ｐ和 Ｄ ＶＢ用 量 增 大而 增 大 ， 从 而证 明了交联 密度 和 网络互 穿程度 的增 加使得 所
时研究 了 Ｄ ＶＢ和 ＤＣ Ｐ用 量 以及 ＮＲ ／ Ｐ Ｓ并 用 比 对 Ｉ Ｐ Ｎ材 料强 伸性能 的影 响 。结 果 表 明 ， 全－ Ｉ Ｐ Ｎ
连 续 的相态 ， 即使 是 不 相 容 的组 分 也 可 以通 过 动
力 学 的控 制 制 备 出 Ｉ Ｐ Ｎ 结 构 而 达 到 强 制 相 容 的
用过 氧化二 异 丙苯 （ Ｄ Ｃ Ｐ ） 为 ＮＲ交 联 剂 ， 二 乙烯
同于单 纯 的机械 共 混 体 ， 不 仅 取 决 于 组 分 间 的热 力 学相 容性 ， 还 受 到 各 聚合 物 聚 合 交 联 中 动力 学 因素 的影 响 。Ｉ Ｐ Ｎ 通 过各 因素 的调节 最 终可达 到 微 观 的相分 离 ， 其 相 区大 小 分 布 在 几 纳米 到数 十
混合大二醇基聚氨酯弹性体／环氧树脂互穿网络聚合物的研究
中 图 分 类 号 ：Ｑ ３ ．３ ：Ｑ ３．３ 文 献 标识 码 ： 文章 编号 ：０ ４ ２ ４ （０ ８ ０ — ０ ２ ０ Ｔ ４ ３ ２Ｔ ４３ ７ ４ ４ Ａ １０ － ８ ９ ２ ０ ）７ ０ １— ５
０ 前
言
１ 实 验 部 分
维普资讯
中 国 胶 粘 剂
一
２０ ０ ８年 ７月第 １ ７卷第 ７期
Ｖｏ ．７ Ｎｏ７，ｕ ． ０ ８ １ ． Ｊ１２ ０ １
１ 一 ２
Ｃ Ｎ ＡＤＨ环氧树脂互穿网络聚合物的研究
王 云 芳 ，郭 增 昌 ，王 汝 敏
以 Ｐ Ｔ和 环 氧 树 脂 （ Ｐ 预 聚 物 为 原 料 、 ， 一双 （ 氨 丙 基 ） １ １ ３ ３ Ｕ Ｅ） １３ 一 一 ， ， ， 一四 甲 基 二 硅 氧 烷 （ Ａ Ｓ 为 交 联 ＢＴ）
剂 ， 用同步溶液聚合 法合成 了 Ｐ Ｔ Ｅ 采 Ｕ ／ Ｐ互 穿 聚 合 物 网 络 （ Ｕ ／ Ｐ Ｉ Ｎ 。 使 用 傅 里 叶 红 外 光 谱 （ 丁 Ｉ ） Ｐ Ｔ Ｅ ） Ｐ Ｆ 一 Ｒ
１１ 实验 原料 ．
聚硅 氧 烷 由于 其 性 能优 异 ， 而在 电子 、 工 、 因 轻
化工 和航 空航 天等 领域 中得 到广 泛应 用 。近年 来用 聚硅 氧 烷 改 性 环 氧树 脂 （ Ｐ 制 取 低 表 面 能材 料 的 Ｅ ） 研 究 报 道甚 多ｎｑ通 常 采 用增 加 聚硅 氧烷 含 量来 降 －， ｏ 低 材 料 的表 面 能 ，但 由 于 Ｅ Ｐ与 聚硅 氧 烷 的相 容性 较差 ， 使材 料组 织发 生较 大 的相分 离 ， 导致 最终 材料 的力 学性 能 较 差且 模 量 较 高Ｉ 因此 ， 聚硅 氧烷 ７ 。 在 中 引入部 分极 性较 强 的聚醚 类大 二醇 可 以增加 聚硅
蓖麻油聚氨酯互穿网络型聚合物性能的研究
种 聚氨 酯预 聚体 ， 用预 聚体 与苯 乙烯 、 再 丙烯 腈 、 甲基 丙烯 酸 甲酯 、 氧 树 脂 （ 一４或 Ｅ ５ ） 单体 环 Ｅ４ 一１ 等 制备 出蓖麻 油聚氨 酯互 穿 网络 型聚 合物 （ Ｏ Ｐ Ｐ ， 究 了体 系组 成对 该 聚 合 物拉 伸 强 度 的 影 Ｃ —ｕ ＩＮ） 研 响 。结 果表 明 ， 随着 固化 时 间的延 长 ， Ｏ Ｐ Ｐ 的拉 伸 强度 逐 渐增 大 ， Ｄ 型 Ｃ —ｕ ＩＮ 比 Ｈ Ｉ Ｃ —ｕ ＩＮ ＴＩ Ｏ Ｐ Ｐ Ｄ 型 的拉 伸 强度 大 ； 类单体 比环氧 树 脂 单体 所 制 Ｃ ．ｕ ＩＮ 的拉 伸 强 度 大 ， 同烯 类 单 体 之 间的 烯 Ｏ Ｐ Ｐ 不 差 别不 大 ； 加预 聚体 中 Ｎ Ｏ Ｏ 的摩 尔 比 ， Ｏ Ｐ Ｐ 增 Ｃ／ Ｈ Ｃ ．ｕ Ｉ Ｎ的拉 伸 强度 都是 先增 加 ， 减 小 ， 摩 尔 后 在 比为 ２ ２ ． ５时 出现 最 大值 ； 添加 抗氧 剂 １ １ 、 ０ ０ 紫外 光吸收 剂 Ｕ －２ Ｖ ３ ７和 光稳 定 剂 ２ ２等 对 Ｃ Ｐ Ｎ ９ Ｏ—ｕ Ｉ Ｐ 的拉 伸 强度 基本 没有 影响 。 关键 词 ：互 穿 网络 聚合 物 ； 蓖麻 油 ； 氨 酯 ； 能 聚 性
（ ．华 中师 范大学化 学学 院 武 汉 ４ ０ ７ ） ２ １ ３ ０ ９ （ ．孝 感 学院化 学 系 ４ ２ ０ ） ３ １０
摘 要 ： 别 用 甲苯 二异 氰 酸酯 （ Ｄ ） 六 亚 甲基 二异 氰 酸酯 （ Ｉ 与 蓖麻 油（ Ｏ） 应制 备 出两 分 Ｔ Ｉ和 ＨＤ ） Ｃ 反
助。 １ 实验 １ １ 原料 和试 剂 ．
键） 且相 对 廉 价 的可 再 生 资源 ， 为 制 备 互 穿 网 络 成 型 聚合 物 （Ｐ 的一 种重 要 原 料 。利 用 蓖 麻油 制 备 ＩＮ）
聚氨酯_丙烯酸酯类树脂互穿网络的结构形态与力学性能研究_网络间化学键的影响
31997211205收稿,1998203223修稿;国家自然科学基金(基金号59673019)及高等学校博士学科点专项研究基金(基金号150301)资助项目;33通讯联系人聚氨酯/丙烯酸酯类树脂互穿网络的结构形态与力学性能研究———网络间化学键的影响3王贵友 胡春圃33(华东理工大学材料科学与工程研究所 上海 200237)摘 要 通过示差扫描量热计、扫描电镜与广角X 2光衍射仪研究了由碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯合成的聚氨酯(PU )与丙烯酸酯类树脂(V ER )形成的同步互穿网络(SIN )的结构、形态与力学性能,发现网络间的化学键对其影响极大.网络间没有化学键连接的PU/V ER SINs 是一个热力学不相容体系,存在显著的相分离形态,后者同时与两个网络的形成速率与工程因素有关;对于网络间有化学键连接的PU/V ER SINs ,两个网络间存在一定的相容性与互穿程度,故较显著地提高SIN 的力学性能.关键词 聚氨酯,丙烯酸酯类树脂,互穿聚合物网络,化学键效应,结构形态,力学性能互穿聚合物网络(IPN )是由两个(或两个以上)分别形成的聚合物网络通过大分子链间的永久缠结(或互穿)形成的独特的聚合物合金[1].Frisch 等首先报道了由聚氨酯(PU )与环氧树脂、聚丙烯酸酯或不饱和聚酯树脂(U PR )合成的同步IPN (SIN )[2],稍后Pernice 等又指出这类SIN 可用于反应注射成型(RIM )过程[3],以制备增强RIM PU 材料.从此,人们开始致力于RIM SIN 的研究,但侧重于PU/U PR SIN [4～8].迄今为止,关于PU/环氧树脂SIN 的研究报道较少,因为绝大多数的环氧树脂的固化剂均可与形成PU 的异氰酯酯反应;此外,环氧树脂大分子链上的仲羟基以及由于环氧基开环后形成的仲羟基,也可与异氰酸酯反应,导致复杂的结构、形态.我们实验室合成了含环氧树脂骨架的丙烯酸酯类树脂(V ER ),然后与PU 制备适于RIM 的SIN [9,10].然而,这类V ER 中也存在仲羟基,故详细研究了网络间的化学键和形成SIN 时的工程因素与这类SIN 的形成动力学、形态发展与材料性能间的关系,发现影响较大[11～15].前文已报道了网络间的化学键对由甲苯二异氰酸酯形成的PU 与V ER 合成的SIN 的形态与力学性能的影响[16].本文着重研究网络间的化学键对由二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI )制备的这类SIN 的结构形态与力学性能的影响,并与由RIM 制备的SIN 相对照.1 实验部分111 原料及精制聚氧化丙烯三元醇由Arcol 公司提供(羟值:54mg KOH/g ),碳化二亚胺改性MDI (L 2第1期1999年2月高 分 子 学 报ACTA POL YM ERICA SIN ICANo.1Feb.,199924MDI )(异氰酸酯含量:2814%)由烟台化工厂生产,E 251环氧树脂(环氧当量:01513)由上海合成树脂厂生产,其它原料均为化学纯.聚氧化丙烯三元醇在353K 、低于66616Pa 的真空下干燥24h ,然后用4A 分子筛浸泡一周后备用.1,42丁二醇(BDO )先用少量金属钠处理,然后在纯氩条件下减压蒸馏,收集379K/66616Pa 馏分.过氧化二苯甲酰(BPO )溶于氯仿并经无水Na 2SO 4干燥、过滤,然后在甲醇中重结晶,最后在室温下真空干燥至恒重.苯乙烯经洗涤、干燥后真空蒸馏.112 丙烯酸酯类树脂合成与表征用E 251环氧树脂和α2甲基丙烯酸先合成丙烯酸酯类低聚物(V EO ),然后加入苯乙烯(V EO/苯乙烯=64/36,重量比)得到V EO 中含有仲羟基的V ER (V ERH );V EO 中的仲羟基用乙酰氯封闭后,加入苯乙烯混匀,得到不含仲羟基的V ER (V ERA ).具体的合成过程和表征前文已经报道[11,12].113 SIN 的制备将氧化丙烯三元醇、V ER 、BDO 、BPO/二甲基苯胺(DMA )(氧化2还原引发体系)、L 2MDI 和二月桂酸二丁基锡(DB TDL )按比例高速搅拌30s 后,真空脱气1-2min ,注入玻璃模具中室温反应10小时.然后进行后固化:353K/1h 和383K/3h.DB TDL 的用量为聚氧化丙烯三元醇的0101%,BPO 的用量为V ER 的2%,BPO 与DMA 的重量比为2/1.所有PU 的硬段均由BDO 与L 2MDI 组成,其含量为45%.114 试样表征及力学性能测定试样的DSC 图谱用Dupont 1090B 型热分析仪测定,升温速度为20℃/min.广角X 2射线衍射(WAXD )用Rigaku D/Max 2γB 型X 射线衍射仪测定(Cu 靶,功率40KV ,40mA ).试样的断面形态用扫描电镜(Stereoscan ,250M K3,Cambridge )观察,试样表面先经二甲基甲酰胺(DMF )刻蚀一个月,然后喷金处理.测定拉伸强度的试样按G B1040279制备,然后用Shimadzu A G 22000A 型力学性能测定仪在298K 时测定.2 结果与讨论211 SIN 的结构与形态图1列出不同组成的PU/V ERA SIN 的DSC 扫描曲线,它们在231至235K 处出现转折,可归因于PU 网络中软段的玻璃化转变温度(T g ),在440至450K 处呈现出吸热峰(T a ),与PU 网络中硬段的长程有序结构有关[9,13].虽然V ERA 网络在320K 处出现明显的T g ,但除PU/V ERA 的组成为50/50或60/40的SIN 外,在其它组成的SIN 中这种二级转变峰均未探测到,这可能与这类材料具有双相连续的形态有关[9],故仍呈现出V ERA 网络的T g .表1列出DSC 的测定结果.表1的数据指出,SIN 的组成对其中PU 软段的T g 以及表征硬段长程有序结构的T a 的影响均不大.由于PU/V ERA SIN 中两个网络间不存在化学键连接,因此上述数据证实,PU 网络与V ERA 网络的相容性较差.然而前文已报道[13],通过RIM 过程高压撞击混合制备的PU/V ERA SIN 中,PU 软段的T g 随V ERA 组成的增加而升高(从纯PU 时的233K 上升至PU/V ERA =53/47时的249K ),T a 逐渐下降(从449K 降低至435K ),说明两个网络间存在强迫互穿.在机械混合制备这类SIN 时,网络的形成速率较慢,两个521期王贵友等:聚氨酯/丙烯酸酯类树脂互穿网络的结构形态与力学性能研究———网络间化学键的影响网络形成的速率相差较大(PU 网络的形成速率比V ERA 快得多)[12],导致显著的相分离形态.Fig.1 DSC scan plots for PU/VERA SINs with different compositionsA :100/0;B :80/20;C :70/30;D :60/40;E :50/50;F :0/100T able 1 Results of DSC scan for PU/VERA SINs a )PU/VERA(wt ratio )T g 1(K )T a(K )ΔH (J/g )100/02314508.880/20235450 5.670/302344507.060/40b )232440 5.150/50b )2314405.1 a )VERA :T g =320K;b )T g 2=315K (50/50),T g 2=317K (60/40) 进一步用扫描电镜(SEM )观察了它们拉伸断面的形态,如图2所示.由于试样经较长时间的DMF 刻蚀,已溶去表面上的软段,因此图2a 显示出清晰的PU 硬段的纤维状有序排列的形态.图2b 为PU/V ERA (70/30)SIN 的断面形态,V ERA 以分散相的形式存在于PU 连续相中,后者仍然显示出硬段的纤维状有序排列。
互穿聚合物网络
3.4.2互穿高分子材料网络的制备
同步IPN的合成分为以下三种情况：
❖ 1.两种聚合物同时到达凝胶点如同步环氧树脂/交联丙烯酸树 脂IPN；
❖ 2.两种组分依次到达凝胶点，如SIN PU/PMMA当此类IPN 产物性能较好，更有实用价值；
❖ 3.两种聚合物组分之间发生一定程度的接枝反应。从实用的 观点，一定程度的接枝反应可促进组分之间的混溶，提高力 学性能。
④渐变IPN(Gradient IPN):上述分步PIN都是指单 体2对聚合物1的溶胀已达到平衡状态，因此制得的 IPN具有宏观上均一的组成。如果在溶胀到达平衡之 前就使单体2迅速聚合，则从聚合物1的表面至内部， 由于单体2的浓度逐渐减小，因此产物的宏观组成具 有一定的变化梯度--称为渐变IPN。
图3－16 EP/PUR的梯度IPN体系，强度与梯度层数的关系
解离，使得聚合ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成为黏流体，便于模压、注塑或 挤出等方式热塑成型。 (1) EPDM(三元乙丙橡胶)等橡胶与部分结晶的聚丙 烯或聚乙烯机械共混形成的热塑性IPN。
3.4.2互穿高分子材料网络的制备
❖ 在共混过程中，由于EPDM只是部分交联，交联的 EPDM仍具有热塑性。
❖ 当共混物冷却时，聚丙烯出现结晶并形成物理交联键。 两聚合物由此结合形成热塑性IPN。
3.4.1互穿高分子材料网络种类
❖ ①逆IPN(Inverse-IPN)，由于最先合成的IPN是以 弹性体为聚合物1，塑料为聚合物2，因此，以硬聚 合物（塑料）为第一网络、弹性聚合物为第二网络 的IPN，生成的互穿网络聚合物就称为逆-IPN。
❖ ②完全IPN：两种聚合物均是交联聚合物并互相贯 穿，则称为完全IPN。
（3）胶乳IPN（LIPN）
第十章 互穿聚合物网络
第十章 互穿聚合物网络
图10—1 Millar提出的小分子锁环结构
3
第十章 互穿聚合物网络
Frisch研究小组由奥尔巴尼纽约大学的Harry Frisch和 底特律大学的Kurt Frisch兄弟俩组成。H. Frisch长期对锁环 感兴趣。Frisch小组把IPN想象成类似锁环互穿的大分子，并 以此为基础制备成功了一大批IPN产品。K. Frisch是世界上最 有名的聚氨酯科学家之一。由于他对聚氨酯的兴趣，所以 Frisch小组研制的IPN的组分差不多总有一个是聚氨酯。
是仿照线型聚合物共混物的表示方法。 设聚合物I为A，聚合物Ⅱ为B，重量比为X/Y，则此种
IPN表示为IPN X/Y A/B。 若为同步法制得，则表示为SIN X/Y A/B；对半互穿网
络，则可表示为Semi-IPN X/Y A/B及Semi-SIN X/Y A/B等。 这种表示方法最为简单，如无特殊需要，目前大多采用
如在环氧树脂网络中贯穿聚丙烯酸丁酯线性聚合物，产 物的韧性较环氧树脂有大大的增加。
17
第十章 互穿聚合物网络
4. 乳液法 用乳液法制备的互穿网络简称 LIPN，有两种类型。 第一种：聚合物胶乳A和聚合物胶乳B及交联剂等有关助
剂混合后经过加热交联及凝固，促使两种胶乳粒子在相互接触 的部位发生大分子链段一定程度上的相互贯穿。通常乳胶粒子 的平均粒径为1～4μm，互穿网络只发生在胶乳粒子的表面。
这种表示方法。
22
第十章 互穿聚合物网络
从制备方法上看，IPN接近于接枝共聚共混法；从相间 有无化学结合考虑， IPN则接近于机械共混法。为了系统地 描述包括IPN在内的各种共混方法，以及它们之间的区别和 联系，Sperling提出了系统命名与标注方法。
乳胶型互穿网络聚合物技术的发展概况
集不同种成分 ， 通过核 和壳的不 同组合 ， 到一 得
系列不 同形 态 的非均 相 胶粒 子 ， 而 可赋 予 核 壳 从
化剂进行乳液聚合 ， 当时所用的乳化剂为烷基萘 各 不相 同的功能 ， 得到 不 同性 能 的 复合 乳 液 聚合
磺 酸钠 盐 ， 引发 荆用 过 氧化 物 。从 此正 式 开 始 了
关 键词 ： 乳液 聚合 ； 胶 型互 穿 网络 聚合 物 ； 展 乳 发
ｌ 乳 液 聚合 的发 展
乳液聚合是高分子材料合成的重要领域 ， 自 三十年代问世以来 ， 已成 为高分子合 成的重要方 法 。用这种方法生产的高分子材料不仅品种多 ， 使用方便 ， 产量 可大 可小 ， 灵活性大 全世界用
物的分子量 比本体或溶液聚合的产物高的多； 聚 合产物以乳胶形式生成 ， 因而操作容易 ； 很容 易
通过链 转 移来 控制 产 物分 子 量 ， 而控 制 最终 产 从 物的性质 ； 合过 程 和 产 物 胶 乳 均 以水 为 介 质 ， 聚 因此安 全和环 境 问题 较少 。
２ 乳 胶 型 互 穿 网 络 聚 合 物 （ Ｉ Ｎ） ＬＰ
物。
合成乳 胶 的研 究及 生 产。其 后经 历 了 １３ ９０—
１５ ９ ０年的 初 步 发 展 ， 十 到 七 十年 代 乳 液 聚 合 六
“ 复合技 术 ” 是材料 科 学 发展 的重 要方 向 ， 现 已从 宏 观的 聚 合 物 共 混 物 发 展 到 亚 微 观 的复 合
体系的研究又进入新 阶段 ， 如乳液定 向聚合 ， 逆 高分子乳 液， 因此人们 提 出了粒子设 计的新概 向乳液 聚合 ， 无皂乳液 聚合 ， 种子乳液 聚合 的研 念。由于资源限制 ， 新型均聚物材料开发遇到越
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互穿聚合物网络的研究进展摘要:介绍了互穿聚合物网络的应用，综述了互穿聚合物网络(IPN)的原理及IPN技术在聚合物中的研究进展，并对其发展前景作了展望。
关键词: 互穿聚合物网络原理应用前景互穿聚合物网络( Interpenetrating Polymer Networks ,简称IPN 或IPNs) 是由两种或两种以上聚合物通过网络互穿缠结而形成的一类独特的聚合物共混物或聚合物合金。
是20世纪70年代发展起来的一种新型高分子材料。
这种交联可以是化学的，也可以是物理的。
例如，可以先将一种单体与交联剂聚合，生成网络1，再将第二种单体及交联剂在其中溶涨并引发聚合，生成网络2，然后两个网络互穿，形成互穿网络结构。
根据电子显微镜显示，IPN的形态结构为相分离状态，其微区的大小则依两个网络的相容程度而定。
相容性好的微区尺寸小，反之尺寸大。
在相分离的情况下，两相之间的交联密度越大则微区尺寸越小。
当网络达到完全互容时，则呈现分子水平的互相贯穿，得到理想的互穿网络共混物。
由于互穿网络具有强迫互溶，界面互穿和双相连续等结构形态特征，故在性能上反映出非同一般的协同效应。
IPN 特有的强迫互容作用能使两种性能差异很大或具有不同功能的聚合物形成稳定的结合,从而实现组分之间性能的互补;同时IPN 的特殊细胞状结构、界面互穿、双相连续等结构形态特征,又使得它们在性能或功能上产生特殊的协同作用,因此IPN 在功能材料领域的应用具有独特的优点。
1．互穿聚合物网络的原理1．1 亚稳态相图虽然聚合物／聚合物相图较早就被用来研究IPN体系的相分离。
其后陆续也有几种聚合物／聚合物相图被制作出来，但总的说来，有关IPN体系相图的报道仍然很有限。
原因是体系的交联结构很难得到有关相分离的热力学平衡。
因此，严格意义上相图是不能建立的。
MLshra&Spe~ng假定同步IPN(SIN)体系中存在一种亚稳态相平衡，在理论上这种网络交联结构的力学限制的大小与体系的橡胶弹性力有关，由此导出相分离动力学减慢是由于网络的形成和(或)玻璃化作用。
因此，亚稳态相图可以提供有关聚合物I凝胶化，聚合物II凝胶化，聚合物I从II中相分离的时问顺序上的信息。
亚稳态相图不仅有此直观的印象也为控制三者发生的临界条件提供了方向。
Mishra&Sperling在以后各体系SIN研究中都运用了亚稳态相图手段。
1．2．IPN的结构法国的Chikina和俄罗斯的Daoud曾经对IPN 的结构进行过研究。
他们提出了一个IPN 形成的可能的模型。
它们假定相分离快于凝胶化，从而推知每一组元中相微富集区开始增长直到旋节分解，在这些相微区里，短线型链段被交联将产生大分枝的大分子。
相微区的增长随交联聚合物的出现而减慢，直至相微区与枝型大分子的大小相当而停止，结果相微区的大小要比两交联点的距离大得多，这一结果已被他们随后的实验所证实。
2．互穿聚合物网络的应用IPN材料在橡胶、增韧塑料、热塑性弹性体、阻尼材料、涂料、粘合剂、复合材料等方面均有应用。
医用高分子材料是IPN应用的一个重要方面，除了塑料／塑料，IPN已应用于齿科材料外，聚硅氧烷／聚氨酯，聚硅氧烷／尼龙弹性IPN还可应用于人工心脏、医用导管、医疗器械、人造关节等。
Ingeni 制备了IPN隐型眼镜，选择了聚二甲基硅氧烷与双酚A 聚碳酸酯的嵌段共聚物作为第1网络，质量分数为70％～98％，第2网络要求结构稳定，光学透明以及易加工成型，选择了MMA，其质量分数为2％～30％。
将第1网络放人CH C1 溶液中，以过氧化苯甲酰作为引发剂，80～90％条件下与MMA进行聚合形成IPN网络，再进一步加工成IPN型隐型眼镜。
Kim Sung HO 用聚己内酰胺／聚乙二醇合成的半IPN制成药物控释系统。
利用聚氯乙烯和PS形成的IPN，再引入离子交换基团，可以加工成离子交换膜。
这样的膜则具有选择透过性好，机械强度高及稳定性强、价格低等特点。
日本已用此离子交换膜进行海水制盐。
利用IPN材料可以制备出导电材料。
复合型导电涂料用基料树脂多为环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚氨酯等单一体系。
利用IPN技术制备的改性环氧导电涂料，既有环氧树脂良好的耐碱性和附着力，又有聚氨酯树脂良好的耐酸性和附着力，形成的互穿网络赋予涂层致密性，又可防止导电填料的沉降。
Shuji Matsuzawa 等利用IPN技术成功研制出室温下具有良好导电性、用于锂电池的非晶态电极。
其组分之一为聚环氧乙烷(PEO)与LiC10 的复合物；另一组分是聚环氧丙烷交联的环氧树脂。
结果显示，当环氧树脂为30％时，其综合性能良好。
用聚醚氨基甲酸双丙烯酸酯与烯类单体或环氧树脂在紫外光照射下生成共聚网络或互穿网络，此类网络在100％范围内具有较高地损耗率和强度，是一种新型阻尼材料。
国外有人报道了聚氨酯一聚苯乙烯一二乙烯基苯IPN，该材料高温阻尼性能良好。
油田在开发过程中不时出现冒水问题，刘庆普等开发出由W／O乳液型聚丙烯酰胺加交联剂、改性氨基树脂TF一3加固化剂形成的IPN网络型堵水剂，该堵水剂基液可泵性好，固化时间可控，凝胶强度大，温度适应范围广，施工简单，不受气温影响，尤其适用于花岗石变质潜山油藏和灰岩高凝油潜山油藏开发后期的防水。
王镛先等用丙烯酸酯、环氧树脂合成IPN网络乳液胶粘剂，将其用作石刻透水粘接保护材料，固化后发现胶粘保护层具有高于岩石基体本身的强度，又具有良好的透水性。
3．互穿聚合物网络的研究进展1951年外国科研人员Standinger在从事聚合物技术加工中，首先提出的Interpenetrating Polymer Net—works(IPN)的术语。
1960年Millar等人将IPN技术在实践上付诸实施铮⑼暾岢鯥PN的概念。
确切地说，IPN在开发初期只是属于新兴的高分子材料共混改性的技术范畴。
但单纯的IPN与纯碎的共混相比较，采用IPN改性的结果是带来“引起材料凝集态结构发生变化”，并由此改进加工材料的性能，进而扩大应用范围，这是该技术的宝贵之处。
IPN 是指聚合物中存在两种或两种以上的网络相互贯穿在一起，所以由IPN技术制各出的互穿网络聚合物(Interpenetrating Netuork Polymer，简称INP)可以看做是一种特殊的聚合物的共混物。
从制备工艺上考察，IPN加工过程接近于接枝共聚共混方法；若考核物质材料的相问是否有化学结合，则其接近机械共混。
因此，可简略认为，IPN是采用化学(部分)方法实现机械共混的工艺。
到目前IPN技术已有很大的进展。
1960年代末至1970年代初又新发展起来一种新型IPN技术——胶乳型互穿聚合物网络(Latex InterpenetratingPolymer Networks，简称LIPN)。
该技术首先将交联聚合物A做为“种子”胶乳，再投人单体B及引发剂、交联剂，不加乳化剂，先使单体B就地聚合、交联，生成LIPN。
LIPN在组织构构上多具有核壳结构。
此外还有半乳胶型互穿聚合物网络(SLIPN)，即在上述LIPN加工中使某种聚合物，不加交联剂，而获得产物。
4．互穿网络聚合物的前景展望IPN技术是聚合工艺(程)学中重要的技术方法，它的出现促进了聚合物加工技术的发展。
随着科学的发展与进步，IPN技术将更加充实和完善。
由于IPN技术的科学性、先进性、实用性，其应用开发将走向深^和被应用于工业化生产。
国内开发IPN技术的市场看好，积极开发这一技术潜力巨大。
IPN技术的加工物若能在将来突破现阶段的聚氨酯、丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅、纤维素不饱和聚酯、聚醚砜等范围，向更广阔的材料领域(如氯乙烯、醋酸乙烯、淀粉等)拓展，那么其潜力更大。
目前加速IPN技术的工业化较为紧迫，把技术化为产品，转变成效益，符合市场经济规律，也是对科研工业的有力支持。
目前国内高校和科研单位中IPN技术开发做得比较好的有南京化工大学、四川大学、西北轻工院、晨光化研院、山东大学、济南化研所、中科院成都有机所、西安交通大学等，这些单位是IPN技术开发与应用的主力军和有生力量，承担着艰巨的科研攻关任务，有关部门应该予以协助支持。
IPN技术在我国应该有较大发展，充分利用国内的原料资源及人才优势，通过不懈地努力，相信我国的IPN技术会有较大发展。
5结论IPN以其独特的拓扑结构和协同效应，为制造特殊性能的聚合物材料开拓了崭新的途径。
其独特的贯穿缠结结构，在提高高分子链相容性、增加网络密度、使相结构微相化及增加结合力等方面，可达到均聚物和其他高分子材料难以达到的效果。
但还需要：(1)基础理论研究的深入，使制得的IPN具有预期的性能；(2)制备方法简单化和体系组成的扩展。
一些有广泛而重要用途的合成材料，可作为IPN的组分之一，以适应于更好的合成和改性复合材料。
(3)新的测试方法及手段的建立，使IPN的基础及应用基础研究更加深入和广泛。
IPN技术在塑料改性、涂料、粘合剂、阻尼材料、医用高分子材料及离子交换树脂方面具有很广阔的前景。
有待于科学工作者的探索。
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