交叉渗透交联工艺.doc

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1、交叉渗透交联工艺的合成与应用　摘要：本文首先对互穿网络聚合物做了简单的介绍，然后对其特点和制备做了简单说明；但最主要的是综述了互穿网络聚合物研究、发展以及应用列出一些事例。同时，对其发展前景作了展望。关键词：互穿网络（interpenetratingnetwork）、聚合物（polymer）、结构（structure）、研究（research）、发展（development）、应用（application）引言：由于互穿网络聚合物材料的结构与性能的特殊性，引起了世界各地科学家的重视，并纷纷进行研究，据

2、统计至1970年世界上约发表有关IPN的论文250余篇。从80年代至90年代，IPN领域的研究更是活跃,无论在研究体系还是制备方法上更是巧妙多样,IPN的材料日益增多。互穿网络聚合物（IPN）在离子交换树脂、电渗析膜、压敏胶粘剂、增韧塑料和增强橡胶等方面正在获得应用。预计将有良好的发展前景，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。为此，本文首先对互穿网络聚合物做了简单的介绍，然后对其特点和制备做了简单说明；但最主要的是对互穿网络聚合物研究、发展以及应用列出一些事例；同时对

3、其发展前景作了展望。一、前言一、　互穿网络聚合物简介（introduction）互穿网络聚合物是由两种或多种各自交联和相互穿透的聚合物网络组成的一类新型改性技术制备的，具有特殊空间拓扑结构的独特高分子聚合物，简称IPN。它是由交联聚合物Ⅰ和交联聚合物Ⅱ各自交联后所得的网络连续相互穿插而成的。早在20世纪50年代IPN就有零星应用，70年代初期,逐步明确了有关IPN的概念，此后这一研究领域不断获得扩展。IPN不同于接枝共聚物，因为在IPN中聚合物Ⅰ和Ⅱ之间未发生化学键结合。它也不同于相容的共混物，因为聚

4、合物Ⅰ和Ⅱ在IPN中存在各自的相。互穿聚合物网络是合成方法主要有分步法和同步法两种。分步法是将已经交联的聚合物（第一网络）置入含有催化剂、交联剂等的另一单体或预聚物中，使其溶胀，然后使第二单体或预聚体就地聚合并交联形成第二网络，所得产品称分步互穿聚合物网络。同步法，是将两种或多种单体在同一反应器中按各自聚合和交联历程进行反应，形成同步互穿网络。在由两种聚合物形成的网络中，如果有一种是线型分子，该网络称为半互穿聚合物网络。将两种不同弹性体胶乳进行混合、凝聚和交联而制成的互穿网络，称为互穿弹性体网络，简称

5、IENS。一、互穿网络聚合物的特征（characteristic）IPN的特点在于含有能起到“强迫相容”作用的互穿网络，不同聚合物分子相互缠结形成一个整体，不能解脱。在IPN中不同聚合物存在各自的相,也未发生化学结合,因此，IPN不同于接枝或嵌段共聚物,也不同于一般高分子共混物或高分子复合材料，IPN的结构和性能与制备方法有关，聚合物Ⅰ／聚合物ⅡIPN（聚合物Ⅰ为第一网络,聚合物Ⅱ为第二网络）的结构和性能不同于聚合物Ⅱ／聚合物ⅠIPN。值得注意的是，在IPN内如存有永久性不能解脱的缠结，则IPN的某些

6、力学性能有可能超越所含各组分聚合物的相应值。例如，聚氨酯和聚丙烯酸酯的抗张强度分别为42.07MPa、17.73MPa，伸长率分别为640％、15％;而聚氨酯/聚丙烯酸酯IPN(80/20)的抗张强度高达48.97MPa，最大伸长率为780％。如果在室温条件下两种聚合物中有一种表现为高弹体,另一种表现为硬塑料,那么所形成的IPN既可能是增强橡胶,也可能是耐冲击塑料，视两者的相互比例和制备条件而定。电子显微镜研究的结果表明,IPN具有两个连续的相，形成复杂的“细胞”结构。“细胞壁”和“细胞内部”分别由两

7、种聚合物构成。这种“细胞”的尺寸大致在50～100纳米范围内。在许多情况下,“细胞壁”和“细胞内部”还存在更小的微细结构，其尺寸为10～20纳米，这种微细结构显然是由网络的互相穿插所造成的，但由于这些结构所形成的微区尺寸远比可见光的波长小，因此典型的IPN是透明材料。IPN在动态力学谱上也已证明存在两相,但两相的玻璃化转变区发生偏移并明显变宽，同时还伴随阻尼作用的增大，因而IPN在较宽的温度范围内具有消声或减振的功能。IPN也同其他热固性材料一样,交联固化后不能再次成型,这是它的缺点。一、互穿网络聚合

8、物分类a.根据两种聚合物合成的顺序以及结构的不同，互穿网络聚合物区分为：全互穿网络聚合物(fullIPN)；先后互穿网络聚合物SIPN(sequentialIPN);同时互穿网络聚合物SIN(simultaneousIPN);热塑性互穿网络聚合物(thermoplasticIPN);半-Ⅰ互穿网络聚合物(Semi-ⅠIPN);半-Ⅱ互穿网络聚合物(Semi-ⅡIPN);假互穿网络聚合物(Pseudo—IPN)。b.按聚合物的性质相来源分类胶乳互穿网络弹性