塑料的共混——互穿网络.
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。
第十章 互穿聚合物网络
6
第十章 互穿聚合物网络
二．互穿聚合物网络的组成
2.1 互穿聚合物网络的含义及组成 所谓互穿聚合物网络（IPN），是指两种或两种以上聚
合物通过化学键各自形成交联的网状结构，同时两个交联网 相互贯穿，不能通过简单的物理方法分离的体系。例如由环 氧树脂交联体系和聚氨酯交联体系互穿形成的体系就是典型 的IPN结构。
1
第十章 互穿聚合物网络
互穿聚合物网络这一概念的提出可追溯到1951年，当时 Staudinger在一篇英国专利中首先提到用这类材料改进塑料 制品表面的光滑性。互穿聚合物网络的名称则是1960年由 Millar J. R.首先提出。他受小分子锁环的启发，首先研究了 聚苯乙烯的均相IPN结构，制成了具有互穿聚合物网络结构 的离子交换树脂。从上一世纪60～70年代起，Frisch H. L. 和 Sperling H. L. 等人对互穿聚合物网络的合成方法、相态结构 和性能特点等进行了系统的研究，做出了重要的学术贡献。
年份
1844
1914
1920
1927
1951
1952
1954
1954
1960
1966
1967
1969
1969
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第十章 互穿聚合物网络
上一世纪70年代以来，IPN得到了迅速的发展，国内外 对互穿聚合物网络的研究和开发方兴未艾。我国对互穿聚合 物网络的研究工作起步较晚，80年代以后发展较快。
据报导，目前IPN已在皮革改性剂、压敏渗透膜、离子 交换树脂、隔音材料、高抗冲塑料、压敏粘合剂、医用材 料、橡胶增强、阻尼材料、纺织助剂等方面广泛应用。
聚合物共混的形态
聚合物共混的形态
聚合物共混是指将两种或多种不同的聚合物混合在一起，通过物理或
化学方法形成一个新的材料。
共混材料可以具有比单一聚合物更好的
性能，如力学性能、热稳定性、耐磨性、透明度等。
共混材料的形态
可以分为以下几种：
1. 相分离型共混
相分离型共混是指两种或多种聚合物在混合后相互不溶，形成两个或
多个相区域。
每个相区域中都含有一种或多种聚合物，这些区域之间
通过界面结构连接起来。
相分离型共混通常需要添加一些表面活性剂
来改善不同相之间的亲和力。
2. 交替型共混
交替型共混是指两种或多种聚合物在混合后形成一个交替排列的结构。
这些聚合物按照一定的规律交替出现，形成一个类似于“条纹”的结构。
交替型共混通常需要通过特殊的制备工艺来实现。
3. 微相分离型共混
微相分离型共混是指两种或多种聚合物在混合后形成许多微小的相区域。
这些相区域的尺寸通常在10纳米到1微米之间，需要通过高分子自组装或特殊的制备工艺来实现。
微相分离型共混通常具有较好的力学性能和透明度。
4. 互穿型共混
互穿型共混是指两种或多种聚合物在混合后形成一种类似于网络结构的体系。
其中每一种聚合物都穿透了另一种聚合物的网络结构中，形成了一种类似于“交错”的结构。
互穿型共混通常需要通过特殊的制备工艺来实现。
总之，不同类型的共混材料具有不同的形态和性能表现。
选择合适的制备方法和配方可以得到理想的共混材料，并拓展其应用领域。
互穿聚合物网络概要
3.4.1互穿高分子材料网络种类
采用乳液聚合的方法可以克服用本体法合成的IPN、 SIN难于加工成型的缺点。 （4）互穿网络弹性体（IEN） 由两种线型弹性体胶乳混合在一起，再进行凝聚， 交联，如此制得的IPN称为互穿网络弹性体，简称为 IEN。 之所以称为互穿网络弹性体，是因为两组分都是弹 性体的缘故。例如利用交叉渗透交联工艺制备的 PU/PMMA互穿聚合物网络弹性体灌浆材料，具有优良 的水下固结及固结后弹性体要求的延伸率。
3.4.1互穿高分子材料网络种类
图3－15 P(AA-co-MMA ) /PEG
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。
表3－20 IPN的分类
分类依据 合成方法 网络形态 网络组分数 网络缠结 网络链组成 实际应用
3.4.1互穿高分子材料网络种类
IPN按制备方法可分为分步IPN、同步IPN（SIN）、 胶乳IPN(LIPN)等。 (1)分步IPN 分步IPN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，得互穿聚合物网络。 分步IPN常简称IPN。常见的IPN有聚苯乙烯/聚丙烯 酸酯IPN，聚氨酯/环氧树脂IPN，聚二甲基硅氧烷/ 聚苯乙烯IPN等。
IPN在溶剂中能溶胀不能溶解， 且不能蠕变和流动。 大多数的IPN是两相系统，橡胶 相+塑料相，能产生或者是高抗 冲或者是增强效应，产生哪种效 应依赖于连续相。 图3－14 互穿网络聚合物
聚合物共混原理
聚合物共混原理引言：聚合物共混是指将两种或多种聚合物混合在一起形成新的材料体系。
通过共混可以改善聚合物材料的性能，拓宽其应用领域。
聚合物共混的原理是基于相容性和互穿网状结构的形成。
本文将介绍聚合物共混的原理及其应用。
一、相容性理论：聚合物的相容性是指两种或多种聚合物在混合溶液或熔体中能形成均匀透明的体系。
相容性的形成取决于聚合物的结构和亲疏水性。
当两种聚合物具有相似的结构和亲疏水性时，它们之间的相互作用力较强，容易形成相容体系。
相反，如果两种聚合物结构差异较大或亲疏水性不一致，它们之间的相互作用力较弱，很难形成相容体系。
二、互穿网络结构理论：聚合物共混的另一个重要原理是互穿网络结构的形成。
在共混体系中，两种或多种聚合物在分子水平上相互渗透并形成互穿网络结构。
这种互穿网络结构使共混体系的力学性能得到了显著提升。
通过互穿网络结构，聚合物共混材料可以获得更高的拉伸强度、韧性和耐磨性。
三、聚合物共混的应用：聚合物共混广泛应用于各个领域，如塑料工业、橡胶工业、纺织工业等。
以下是几个常见的聚合物共混应用案例：1. 塑料共混：将两种或多种聚合物混合在一起，可以获得新的塑料材料，具有综合性能的优势。
例如，聚乙烯和聚丙烯的共混可以获得具有良好韧性和耐热性的材料。
2. 橡胶共混：橡胶共混是将两种或多种橡胶混合在一起形成新的橡胶材料。
通过橡胶共混可以改善橡胶的加工性和力学性能。
例如，丁腈橡胶和丁苯橡胶的共混可以获得具有优异耐油性和耐磨性的橡胶材料。
3. 纺织品共混：纺织品共混是将不同纤维材料混纺在一起形成新的纺织品。
通过纺织品共混可以获得具有多种性能的纺织品，如抗菌性、防燃性等。
4. 聚合物复合材料：聚合物复合材料是将聚合物与其他材料（如纤维增强材料、填料等）混合在一起形成新的材料体系。
聚合物复合材料具有较高的强度、刚度和耐磨性，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
结论：聚合物共混是一种将两种或多种聚合物混合在一起形成新的材料体系的方法。
互穿网络聚合物
互穿网络的表征
• 互穿网络的表征方法大致可分为两类， • 一类是光学法，主要是应用光学显微镜、电子显 微镜、X～射线衍射、激光散射粒径仪、接触角测 定仪、红外光谱仪等； • 另一类是测定互穿网络的各种力学松弛性能，特 别是玻璃化转变温度、模量等。 • 光学法可直接观测到杂化物的形态结构，但不能 准确测定两种物质分子级混溶的程度，相反玻璃 化转变温度法可以测得两种物质达到分子级混溶 的程度，但难以观测相畴大小、形态结构等。
（4）热塑性IPNs ( Thermoplastic IPNs) 热塑性IPNs 并非真正的IPNs ,仅是一种物理交 联网络互穿体系,其高温行为类似于热塑性塑料,可 熔融加工,室温下可通过玻璃态微区、离子微区或 结晶微区形成物理交联网络并最终形成网络互穿。 物理交联方式包括嵌段共聚物体系、离子聚合物 体系和部分结晶聚合物体系。可通过2 种方法制 备: (1) 熔融状态或在共同溶剂下的机械共混(机械 共混IPNs) ,包括属于反应性共混的动态硫化型热 塑性弹性体;(2) 模板聚合技术(化学共IPNs) ,即把 单体Ⅱ溶胀到聚合物Ⅰ中或在单体Ⅱ中溶解聚合 物Ⅰ, 并就地聚合形成IPNs。
（3）胶乳IPNs (Latex IPNs) 胶乳IPNs 是指用乳液聚合法制得IPNs , 是目前IPNs中研究较多的一种。因为互穿 网络仅限于各个乳胶粒范围之内,所以也称 微观IPNs。乳液法IPNs 有2 种情况: (1) 将 交联的聚合物I 作为“种子”胶乳,加入聚合 物Ⅱ的单体、交联剂和引发剂,使聚合物Ⅱ 的单体在“种子”乳胶粒表面进行聚合和 交联,制得的IPNs 具有核壳结构; (2) 2 种含 交联剂乳液的共混体系通过交联反应制得 IPNs。
互穿网络聚合物
Interpenetrating polymer net-work net-
ABS-PC简介
PC/ABS合金材料简介已阅：154 2009-8-26 15:09:30PC与ABS共混物可以综合PC和ABS的优良性能，一方面可以提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度，另一方面可以降低PC成本和熔体粘度，提高流动性，改善加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。
可用于成型大面积或薄壁长流程制品。
广泛应用于机械零件、电器部件、帽盔及生产汽车车身等要求兼有优良抗冲击性和刚性的制品。
如汽车内外部件、家电（电视、电话机等）、电脑及周边设备、办公自动化设备外壳、通讯器材等多个领域。
选用不同类型的ABS树脂与聚碳酸酯形成的PC/ABS合金，能得到适用于不同领域所需的材料。
PC/ABS合金改性的研究已阅：201 2009-8-26 15:00:58PC／ABS合金是一种性能优良的复合材料，被广泛应用于电子电器外壳件。
由于手机类电器外壳趋向于超薄、超轻，其所用PC／ABS合金材料要求具有良好的力学性能和较高的性价比。
然而PC、ABS有限的相容性，影响了PC／ABS共混材料的力学性能，改善PC／ABS复合体系中微团间相容性有利于提高复合材料的整体力学性能。
ABS-g-MAH与PC、ABS经双螺杆挤出机反应共混，制备了PC／ABS复合材料。
力学性能测试显示复合材料的缺口冲击强度由32.18KJ／m~2增强到41.92KJ ／m~2；拉伸强度达到53.05MPa，增幅为3.61％。
力学性能提高表明马来酸酐接枝ABS提高了PC／ABS共混体系的相容性。
适量相容剂的作用不仪使复合材料的韧性得到提高，同时增强了材料的拉伸性能。
EVA与PC、ABS共混制备了PC／ABS／弹性体复合材料。
对复合材料力学性能研究表明，添加5份弹性体EVA显著增加了PC／ABS合金的抗冲击性能，合金的缺口冲击强度提高到48.4KJ ／m~2，增幅达50.4％。
经共混EVA在PC／ABS合金中形成了粒径为0.2～0.4μm的弹性核，且弹性核在树脂基体中分散均匀，大小均一。
互穿聚合物网络
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。 所谓动态硫化，是指在橡胶与塑料熔融共混过程中， 使橡胶分散并就地硫化的过程。结果得到以热塑性塑 料为基体，以硫化橡胶粒子为分散相，兼具热塑性和 高弹性的热塑性弹性体(TPE)或弹性体合金 (elastomeric alloys)。 这是一种目前产量最大的热塑性IPN产品，主要包括 三元乙丙橡胶/聚丙烯((EPDM/PP)、天然橡胶/聚丙烯 (NR/PP)、丁腈橡胶/聚丙烯(NBR/PP),丁基橡胶/聚丙 烯(NR/PP)等品种。
3.4.2互穿高分子材料网络的制备
(1)分步IPN 先合成交联的聚合物1，再用含有引发剂和交联剂的 单体2使之溶胀，然后使单体2就地聚合而制得。 『例』将含有交联剂二甲基丙烯酸四甘醇酯（TEGDM） 的活化剂安息香的丙烯酸乙酯单体光引发聚合，生 成交联的聚丙烯酸乙酯（PEA），再用含有引发剂和 交联剂的等量苯乙烯使其溶胀。 待溶胀均匀之后，将苯乙烯聚合并交联，即制得白 色皮革状的IPN 50/50 PEA/PS。
3.4.1互穿高分子材料网络种类
图3－15 P(AA-co-MMA ) /PEG半互穿聚合物网络
3.4.1互穿高分子材料网络种类
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。
3.4.1互穿高分子材料网络种类
PU_PA互穿网络聚合物
述 评PU/PA互穿网络聚合物权 衡1,易有彬2,朱建华2(1.西安工程科技学院纺织与材料学院,陕西西安710048;2.宁波润禾化学工业有限公司研发中心,浙江宁波315600)摘 要:介绍了水性聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿网络聚合物(PUA)的制备方法和制备工艺,总结了PUA复合乳液的结构和性能,讨论了它们的影响因素,阐述了分析了PUA在纺织品涂料印花中的应用性能。
关键词:改性聚氨酯/聚丙烯酸酯分散体互穿网络涂料印花关键词:涂料印花;改性;聚氨酯;聚丙烯酸酯中图分类号:TS194.443 文献标识码:A 文章编号:1000-4017(2006)16-0048-06PU/PA interpenetrating net w ork poly m erQU AN H eng1,Y I Y ou b i n2,ZHU Jian hua21X i'an Uni versity of Engineer i ng Science and T echno logy,X i'an710048,China;2N i ngbo Runhe Che m is try Industry Co.,L t d.,N i ngbo315600,ChinaAbstrac t:Prepa ration of aqueous po lyure thane po lyacrylate inte rpenetrat ing network po l y me r(PUA)was in troduced.The structure and pe rfor m ance o f PUA co po ly m e r emu ls i o n was summa rized too.T he p roperty o f PUA app lied to p igmen t p rint i n g o f textiles was ana lyzed fina lly.K ey word s:p ig m en t p rint i n g;mod ificat i o n;po lyure thane;po lyacry l a te0 前言将具有不同化学组成和性能的高分子,通过一定手段复合,使之优势互补,是研制新型材料并扩大其应用范围的有效途径。
DCPDE／PUR互穿聚合物网络的制备与表征
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中图分类号 ： Ｑ３ ３８ Ｔ ２．３ （０ ２０－０ ４０ １ ０ —５ ９２ １）４０２ －３
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两种或两种以上的聚合
物相互贯穿成交织网络 状的一类新型复相聚合 物共混。
互穿网络共混 物的表示方法 • 由x份聚合物A和y份聚合物B所组成的互穿
网络聚合物。
表示为：
IPN x/yA/B
2
互穿网络共混物制备方法 IPN制备方法主要有： 1 2 分步型IPN法 同步型IPN法
则接近于机械共混法。因此可视为用化学方法实现的
机械共混物。
谢谢大家
塑料共混 ——互穿网络
PPT模板下载：/moban/
内容
1
互穿网络共混
2
互穿网络共混物制备方法
互穿网络共混物特点
3
回顾
塑料共混
物理共混 物理/化 学共混
干粉、熔体、 溶液、乳液
化学共混
共聚、 互 穿网 络
Company Logo
1
互穿网络共混
互穿网络技术是制备共混聚合物的新方法，简记为
胶乳-IPN特点
共混物具有核-壳状结构。
互穿网络仅限于各个乳胶粒范围之内，又
称为微观IPNs LIPNs可采用注射或挤出法成型，并能制
成薄膜。
3
互穿网络共混物特点
两种聚合物相互贯穿，不同聚合物相互缠结形成
一个整体，不能解脱。
分散良好，相界面较大，有很好的协同作用。
制备方法接近于接枝共聚-共混法，相间化学结合
案例
SIN Epoxy/Acrylic共混物的制备
若环氧脂和丙烯酸酯单体混溶，其中环氧脂单体进
行加聚，丙烯酸酯单体则进行缩聚并交联，则可制得环氧 树脂（Epoxy）和交联聚丙烯酸酯（Acrylic）构成的同 步IPNs，即SIN Epoxy/Acrylic
3 互穿网络弹性体
互穿网络弹性体由两种线型弹性体胶乳混合在一起， 再进行凝聚并同时进行交联，制得的IPN共混物称为互 穿网络弹性体，简记为IEN。
溶胀均匀后将苯乙烯聚合并交联，即制得白色革状
的IPN 50/50PEA/PS。
2 同步型IPN法
同步型IPN法是指两种聚合物网络是同时
生成的，不存在先后次序的互穿网络法，简记
为SIN。
将两种单体混溶在一起，使两者
制备方法
以互不干扰的方式各自聚合并交联。 单体聚合时，其中一种单体进行加 聚，另一种单体则进行缩聚。
如：
IEN PU/PA共ห้องสมุดไป่ตู้物的制备
将氨酯脲（PU）胶乳与聚丙烯酸（PA）
胶乳混合、凝聚并交联，即可制成IEN PU/PA。
4
胶乳-IPN法
胶乳-IPNs是指用乳液聚合的方法制得的
IPN，简记为LIPN。 制备方法
将交联的聚合物1作为“种子”胶
乳，加入单体2、交联剂和引发剂，使
单体2在“种子”乳胶粒表面进行聚合 和交联。
3
4
互穿网络弹性体 胶乳-IPN法
1 分步型IPN法
它是先合成交联的聚合物1，再用含有引
发剂和交联剂的单体2使之溶胀，然后使单体 2就地聚合并交联而得。 若构成IPNs的两种聚合物成分中仅有一
种聚合物是交联的，则称为半-IPN。
案例 IPNs 50/50PEA/PS共混物的制备 方法：
先合成交联的聚醋酸乙烯酯（PEA），再用含 有引发剂和交联剂的等量苯乙烯单体使其溶胀，待