互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的類型
化學(xué)先生 / 2019-10-05
1.按材料形態(tài)分類
按材料的形態(tài)分類，IPN可分為理想IPN.部分IPN和相分離IPN。
(1)理想IPN：理想IPN是指形成互穿網(wǎng)絡(luò)的兩種聚合物在分子水平上均勻貫穿的IPN,由于大部分聚合物之間缺乏熱力學(xué)上的相容性，因此實(shí)際上很難得到理想IPN。
(2) 部分IPN：部分IPN是指形成互穿網(wǎng)絡(luò)的兩種聚合物僅是部分相容的，因此兩種不同聚合物不可能完全在分子水平上相互貫穿，聚集體中存在微相分離結(jié)構(gòu)。這種IPN的特點(diǎn)是具有較寬的玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)城。目前大部分IPN屬于這一類。
（3)相分離IPN：相分離IPN是指形成互穿網(wǎng)絡(luò)的兩種聚合物是完全不相容的。由于存在互穿網(wǎng)絡(luò)的特殊結(jié)構(gòu)，完全不相客的聚合物在“強(qiáng)制互溶”的作用下，實(shí)際上提高了相容性，因此也可制得有定相互作用的多組分聚合物， 如聚苯乙烯/聚異戊二烯IPN。
2.按合成方法分類
互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是以化學(xué)合成方法制備的物理混合物，按其制備方法可分成四種:分步IPN、同步IPN、半互穿IPN和膠乳IPN。
(1) 分步IPN：用分步法合成的IPN稱為分步型IPN (簡(jiǎn)稱分步IPN)。在合成IPN時(shí)，互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是分步形成的。這種方法，1960 年首先由J. R. Millar 提出。分步型IPN方法首先是聚合物I與交聯(lián)劑反應(yīng)，制成聚合物網(wǎng)絡(luò)I，然后再將聚合物網(wǎng)絡(luò)I置于由單體、交聯(lián)劑及引發(fā)劑等組成的混合溶液中，使混合溶液中的物質(zhì)滲人聚合物網(wǎng)絡(luò)王中。經(jīng)過(guò)引發(fā)作用，使單體I等物質(zhì)在聚合物網(wǎng)絡(luò)I中發(fā)生聚合及交聯(lián)反應(yīng)，最后形成聚合物網(wǎng)絡(luò)1。兩種聚合物網(wǎng)絡(luò)的大分子鏈段相互貫穿，形成互穿聚合的網(wǎng)絡(luò):分步合成的另一方法是將兩單體及所需的交聯(lián)劑、引發(fā)劑等先制成混合溶液。在反應(yīng)中控制聚合及交聯(lián)反應(yīng)條件，使反應(yīng)的第階段只形成 聚合物網(wǎng)絡(luò)I.待反應(yīng)的第二階段，才形成聚合物網(wǎng)絡(luò)1。經(jīng)過(guò)反應(yīng)過(guò)程，先后形成兩種網(wǎng)絡(luò)，互相貫穿，形成了互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。
(2) 同步IPN：用同步法合成的IPN稱為同步型IPN ( simultaneous IPN).簡(jiǎn)稱SIN.在合成反應(yīng)時(shí)，兩種聚合物的網(wǎng)絡(luò)同時(shí)反應(yīng)生成。這種方法是1974年由K. Frisch等人提出的。在同步合成法制備IPN時(shí)，兩種聚合單體與所需的交聯(lián)劑、引發(fā)劑等先配制成混合溶液，然后采用互不F涉的聚合機(jī)理進(jìn)行反應(yīng)使兩種單體同時(shí)發(fā)生聚合和交聯(lián)。例如，將制備環(huán)氧樹(shù)脂的各組分和制備交聯(lián)型丙烯酸酯樹(shù)脂的各組分混合起來(lái)，在使丙烯酸酯類單體引發(fā)聚合的同時(shí)使環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)，即可制得SIN環(huán)氧樹(shù)脂/聚丙烯酸酯。
(3)半互穿IPN：半互穿IPN與其說(shuō)是一種制備方法，不如說(shuō)是一種類型。它是在分步法或同步法的基礎(chǔ)上制得的一種互穿聚 合物網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱Semi-IPN, 1969 年由K. Frisch首先制得。所謂Semi IPN是指構(gòu)成IPN的兩聚合物中只有一個(gè)聚合物是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而另一個(gè)聚合物卻是線狀結(jié)構(gòu)的，即網(wǎng)絡(luò)與線型大分子發(fā)生了相互貫穿，組成了Semi-IPN,這也是一類重要的IPN。如在環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)中貫穿聚丙烯酸丁酯線型聚合物，產(chǎn)物的韌性較環(huán)氧樹(shù)脂有大大的增加。
(4) 膠乳IPN：用乳液法制備的互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物稱為膠乳 IPN,簡(jiǎn)稱LIPN.LIPN包括兩種類型:第一種，在聚合物網(wǎng)絡(luò)膠乳A中加人單體B及所需的交聯(lián)劑、引發(fā)劑等，使單體B等物質(zhì)滲透到膠乳A的粒子中，單體B經(jīng)過(guò)聚合及交聯(lián)反應(yīng)，在膠乳A粒子中形成與網(wǎng)絡(luò)A互相貫穿的聚合物網(wǎng)絡(luò)B:第二種，聚合物膠乳A和聚合物膠乳B及交聯(lián)劑等有關(guān)助劑混合后經(jīng)過(guò)加熱交聯(lián)及凝固，促使兩種膠乳粒子在相互接觸的部位發(fā)生大分子鏈段定程度 上的相互貫穿。通常乳膠粒子的平均粒徑1~4μm,互穿網(wǎng)絡(luò)只發(fā)生在膠乳粒子的表面。
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