互穿网络聚合物的研究进展及应用
聚合物的分散性与相容性研究探讨
聚合物的分散性与相容性研究探讨在材料科学的广袤领域中，聚合物扮演着举足轻重的角色。
聚合物的性能不仅取决于其化学组成，还受到分散性与相容性等因素的显著影响。
深入研究聚合物的分散性与相容性，对于开发高性能的聚合物材料、优化生产工艺以及拓展其应用范围具有至关重要的意义。
首先，让我们来理解一下什么是聚合物的分散性。
简单来说，分散性指的是聚合物在特定介质或体系中的分布均匀程度。
想象一下，把聚合物颗粒投入到一种溶剂中，如果这些颗粒能够均匀地散布在溶剂中，形成一个稳定且均一的混合物，我们就说这种聚合物具有良好的分散性。
反之，如果聚合物颗粒出现团聚、沉淀或者分布不均的现象，那么其分散性就较差。
聚合物分散性的好坏对材料的性能有着直接的影响。
以聚合物复合材料为例，如果增强相（如纤维、颗粒等）在聚合物基体中的分散不均匀，就会导致局部应力集中，从而降低材料的整体强度和韧性。
在涂料和胶粘剂中，聚合物的分散性不佳可能会导致涂层不均匀、附着力下降等问题，严重影响产品的质量和性能。
那么，影响聚合物分散性的因素有哪些呢？首先是聚合物的分子量和分子量分布。
一般来说，分子量较小且分子量分布较窄的聚合物更容易分散。
这是因为分子量小的聚合物分子间作用力相对较弱，更容易在介质中运动和分散。
其次，介质的性质也起着关键作用。
包括介质的极性、粘度、表面张力等。
例如，极性聚合物在极性介质中往往具有更好的分散性，而在非极性介质中则可能出现分散困难的情况。
此外，加工条件如搅拌速度、温度、时间等也会对聚合物的分散性产生影响。
接下来，我们谈谈聚合物的相容性。
相容性是指两种或多种聚合物在混合时能够形成均相体系的能力。
当不同的聚合物能够相互溶解、均匀混合，并且在微观层面上没有明显的相分离，我们就认为它们具有良好的相容性。
相容性对于聚合物共混物的性能至关重要。
如果两种聚合物相容性好，共混物能够展现出单一聚合物所不具备的优异性能，如综合的力学性能、耐热性、耐化学腐蚀性等。
互穿网络水凝胶的制备及其性能研究
室温下将负载了药物 的水凝胶置于不 同 ｐ Ｈ值 的缓冲溶
试剂厂 ， 化学纯） 过硫 酸铵 （ Ｐ ， ； Ａ Ｓ 河南省开封市化学 试剂厂 ，
分析纯 ） 等。 ￥ ２７ ２ ２ ／ ２ Ｓ可见分 光 光度计 （ 上海 凌光 技术 有 限公 司 ） ；
聚丙烯 酸聚合后 ， 硼酸钠 以交联 聚乙烯醇 ， 出产物 ， 加入 取 用
收稿 日 ： １ — ２ １ 期 ２ ０ １ —３ ０
为 ４ ７ ， 以水凝胶的溶胀行 为受环境介质 ｐ ．５ 所 Ｈ值 的影响很
大。在酸性溶液 中， 羧酸基 团以分子形式存在 ， 互穿网络水凝 胶内部链之 间的氢键相互作用增 强 ， 溶胀率应该较低 ； 而在碱
的互穿网络技术 ， 制备一系列 聚乙烯醇／ 聚丙烯酸互 穿网络水 凝胶， 研究该水凝胶在不同 ｐ Ｈ值缓 冲溶液 中的溶胀 性能 ； 以
蒸馏水 充分 浸泡 、 洗涤 ， 除去未 聚合 单体 ， 其余 的在真空 干燥
箱中６ ０℃干燥 ２ｄ 备用 。 ，
１ ３ 溶胀 动 力 学的 测 定 ．
液 中， 每隔一段时间取出一定 量溶液 ， 测定药物释放性能。药 物释放量通过紫外 吸收光谱分析 ， 由标准曲线计算得 出。
２ 结 果 与分 析
Ｄ ＨＧ一 １６ ９ ４ Ａ型电热恒温鼓 风干燥 箱 （ 海精宏试验 设备 有 上
限公 司）赛多利斯型 Ｂ １０电子天平 （ ； Ｓ１ 北京赛 多利斯天平有 限公 司） Ｓ Ｙ—Ｈ型不 锈钢恒 温水浴 锅 （ ；Ｓ 上海 三 申医疗器械
聚乙烯 醇（ 上海光 年化学试剂 厂 ，８ ～９ ％水解 度 ， ９％ ９ 分 子量 ８ ０ ９ ０ ） 聚丙烯酸 （ ８００— ７０ ０ ； 天津市福晨化学试剂厂 ， 分
高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展
高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展摘要：与传统高分子水凝胶材料相比，高分子多糖水凝胶因其具有环境友好型、生物相容性、特殊功能性、生物可降解性等优势而倍受重视。
综述了以植物多糖、海洋多糖、微生物多糖及其复合多糖为原料的多糖水凝胶功能材料的制备方法、功能特性和产品表征方法，介绍了多糖水凝胶材料在医药卫生、食品、化妆品、农业和环保等领域的应用情况，分析了多糖水凝胶在生物传感器、生物反应器、人工智能材料和抗菌材料等领域的应用前景，并指出提高材料性能与功能特性、分析凝胶形成机理和功能材料模拟等是未来多糖水凝胶研究的重点。
关键词：高分子多糖；水凝胶；功能材料；研究进展；应用多糖水凝胶是多糖利用的一个重要方面，水凝胶是一类具有三维交联网络结构，能够吸收并保持大量水分，而又不溶于水的功能高分子材料。
水凝胶自身的结构使其同时具备固体和液体的性质，即力学上表现出类固体性质，而在热力学上则表现出类液体行为[1-2]。
水凝胶因其具有低成本、多孔性、较高力学强度、光学透明性、生物可降解性、高溶胀率、生物相容性、刺激响应性等特性，被广泛应用于食品、化妆品、医药卫生、农业、环保等领域。
水凝胶按照制备原料的不同可分为天然高分子水凝胶和合成高分子水凝胶[3]。
用于制备水凝胶的天然高分子包括胶原/明胶、透明质酸、海藻酸盐、纤维素、黄原胶、魔芋葡聚糖、壳聚糖等[4-6]。
用于制备水凝胶的合成高分子包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚乙烯醇等。
近年来，高分子多糖如纤维素、半纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、黄原胶以及透明质酸等因其优越的生物相容性、天然可降解性以及丰富的来源等特点，越来越多地被用作制备水凝胶的原料，拓宽了多糖的应用领域。
多糖水凝胶材料包括互穿聚合物网络多糖胶、多糖类接枝共聚水凝胶、多糖类大孔冻凝胶和多糖类智能水凝胶。
其中多糖类智能水凝胶，通过在多糖类水凝胶中引入具有刺激响应性的化学基团，从而可以利用大分子链或链段的构象或基团的重排使其内部体积发生突变。
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。
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
丁基橡胶／聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)互穿聚合物网络的结构与阻尼性能
摘 要 ： 提 高 材 料 的 阻 尼 性 能 ， 用 分 步 方 法 ， 丁 基 橡 胶 为 采 以
Ｋ ｙｗ ｒｓ ｂ ｔｌｒｂ ｅ；ｐｌ（ｔｒｎ— ｔｙ ｍｅｈｃｙ ｔ） ｅ ｏｄ ： ｕｙ ｕ ｂｒ Ｏ ｓｙｅｅｍｅｈ ｌ ｔａｒｌ ｅ ； ｙ ａ
ｉ ｔｒ ｅ ｅ ｒ ｔ ｇ ｐ ｌｍｅ ｅ ｗｏ ｋ；ｄ ｐｎ ｔｒ— ｎ ｅｐ ｎ ｔａ ｉ ｏ ｙ ｒｎ ｔ ｒ ｎ ｍ ａ ｉ ｍａ ｅ ｇ ｉ ｌ ａｓ
适 量 极 性单 体 的加 入 有利 于提 高 ＩＮ 的 阻 尼 性 能 ； Ｐ 添加 交 联 剂和单体 Ｂ ＭＡ可 明 显提 高 ＩＮ 的 阻 尼 性 能 、 Ｐ
０ 引 言
材料 阻尼 是解 决振 动 和噪声 问题 的最 有效 方 法
之一 ［ ． 弹性 高 聚 物 因具 有 高 阻 尼 值 而 成 为 优 良 １黏 ］ 的 阻尼材 料 ． 目前 研 究 者 多 致 力 于 聚合 物 基 复 合 阻 尼材 料和 智能 型 阻尼 材 料 的研 制 、 阻尼 性 能 聚 合 高
文 章 编 号 ：０ ６７ ３ （０ ８ ０ —０ ３０ １０ —７ ６ ２０ ）２０ ８ —４
丁 基 橡 胶 ／ （ 乙烯 一甲基 丙 烯 酸 甲酯 ） 聚 苯 互 穿聚 合 物 网络 的 结构 与 阻尼 性 能
廖明义， 姜 鹤， 金美花
１ ６２ ） １ ０ ６ （ 大连海事大学 机电与材料工程学 院 ， 辽宁 大连
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第３ ４卷
第 ２期
大 连 海 事 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｌ ｎ Ｍ ａ ｉｉ ｉｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ ｆＤａ ｉ ｒｔｍｅＵｎ ｖ ｒｉ ａ ｙ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ２ １３ ．
蓖麻油及其衍生物在聚氨酯中的应用研究进展
。 具有高度不规则结构， 其结晶度
蓖麻油可直接用作聚氨酯材料的原料， 与二异氰酸酯反应合成的 很低， 且部分链段 （ 聚异氰脲酸酯的脆性， 赋予 !"! 蓖麻油基聚氨酯涂料 更大的柔性并使模量降低。
碳原子） 不包含在交联 网 络 内， 形 成侧悬 链 起 增 塑 作 用， 可改善高度交联的
时合成的水性聚氨酯涂料具有较好的成膜性、 较高的硬度、 优异的附
互穿网络聚合物是聚合物改性技术发展的 新 领 域， 近 年 来， 互 穿 网 络 聚 合 物 发 展 非 常 迅 速。 而 以 聚 氨酯作为一种组分的 是最有发展前途的品种之一， 这是因为聚氨酯的预聚物易 与其 它单体 或预聚 物 材 料。 蓖 麻 油 是 一 种 含 双 活 性 基 团 （羟 基 和 双 键） 为 原 料， 有 机 锡 为 催 化 剂， 室 温 下 制 备 了 端— 引 发聚合 混合， 进行互不干扰的平行反应， 得到性能优异 的 互穿网络聚合物研究比较关注。 聚氨酯预聚物， 用该预聚物，
［ 等 ］
且相对廉价的可再生资源， 成为制备聚氨酯的一种 重 要 原 料， 最近研究人员对以蓖麻油为原料的聚氨酯 以 蓖 麻 油， 为扩链剂， 丙烯腈为单体， 过 氧化苯 甲酰为 引发 剂，
制备一系列不同比例的聚氨酯 丙烯腈互穿网络聚合物。分别对其 制备的 聚合物 进行 化学， 物理， 光学性 能以及力学性能进行了研究， 研究结果表明， 聚合 物 的 拉 伸 强 度、 剪 切 强 度， 拉伸模量随着丙烯腈含量的 ［ ］ 万方数据光学性能也有明显的提高。 提高而有所提高， 以 蓖 麻 油， 为原料制备的液体聚氨酯溶
［ 瞿金清 ］
因此用它来制备的涂料的附着力、 硬度、 耐磨性和 耐 化 学 品 腐 蚀 性 能 都 很 好， 还 具 有 一 定 的 柔 韧 性、 耐水 采用蓖麻油、 聚醚 （ ） 、 甲苯二异氰酸 酯 （ ） 和 二羟甲 基丙 酸 （ 摩尔 比 和 、 ） 反应合成了聚氨 摩尔比对聚氨酯乳 摩尔 比 为 、 添
环氧改性聚氨酯弹性体的性能研究
《产城》 2021年11月(上)产城I
ndustry City
204摘 要：采用不同分子量的聚氨酯预聚体与环氧树脂共混，加入不同的固化剂使其形成互穿网络，并对拉伸强度、硬度等进行表征。结果表明，改性的聚氨酯预聚体的力学性能有所提高，并实现了硬度40HA~98HA间的可调性，对其机理进行了阐述。关键词：聚氨酯；环氧树脂；硬度
■文/郑焕青
聚氨酯（PU）是主链上含有大量 ―NHCOO―键的高聚物，而聚氨酯弹性体（PUE）是最重要的一种。因力学性能优异、尺寸稳定等被广泛应用制造业、国防等工业领域。互穿聚合物网络(Interpenetrating Polymer Net-work)缩写为IPN[1]指两种或两种以上交联网状聚合物相互贯穿、缠结而成的聚合物共混物，一种材料无规地贯穿到另一种材料中，“强迫相容”和“协同效应的作用使其保持原有聚合物固有的特性，又有其他共混聚合物无法得到的独特性能。JLHANP等通过同步法制备了BM/PU(PPG)-EPIPN，对其进行了形态学和动力学分析，FJ.Hua等用环氧和经聚氨酯改性的丙烯酸树脂形成了网络，并对其进行了动力学将环氧接枝到聚氨酯上形成网络，从而改善聚氨酯的耐热性能。秦宁等人利用端羟基聚丁二烯（HTPB）-异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）作为粘结剂，制备当异氰酸酯基（R）为1.2时拉伸强度达到4.10MPa，断裂伸长率达825%，硬度为58HA的预聚体。Ho J K, Huang等人制备出―NCO封端的浇注型PU预聚体。其中―NCO含量为8.95%～9.25%，―NH2量是102%～109%。然后用4，4'-亚甲基双（2-氯苯胺）为固化剂，浇注法制备无发泡聚氨酯聚合物试样，在30℃和40℃下用扭转夹具测量的剪切储能模量G'为250～350MPa，剪切损耗模量G”为25 MPa～30MPa，此聚氨酯抛光垫的孔隙率为20%～50%，密度为0.60～0.95g/cm3。
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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0、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
ResearchProgressandApplicationofInterpenetratingPolymerNetworksWUTing,WENXiufang,PIPihui,CHENGJiang,YANGZhuoru(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640)Abstract Polymerblendingmodificationisanimportantwaytopreparefunctionalpolymermaterialsanddeve-lopnewmaterials.Blendpolymerspreparedbyinterpenetratingpolymernetworks(IPNs)arewidelyusedineveryas-pectofmaterialsciencefortheirexcellentproperties,whicharehotspotissuesinmodifiedmaterialsresearchallthetime.Theenhancementmethodsofpolymerblendingincludetheadditionofthethirdcomponent,reactivecompatibil-ity,ionomerblendsandinterpenetratingpolymernetworks.Theresearchstatusesonpreparationsofinterpenetratingpolymernetworksarebrieflysummarizedonthatbasis.TheapplicationsofIPNsinconductivematerials,drugdel-iverysystems,functionalmembranes,andcoatingindustryaredescribedindetails,anditsexistingproblemsandfur-therprospectsinthisfieldarealsoanalyzedfinally.Keywords interpenetratingpolymernetworks,enhancementmethods,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:020-87114639-601 E-mail: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。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。共混聚合物具有加工方便、价格低廉、性能优异等特点,因此得到广泛应用[1,2]。互穿网络聚合物(Interpenetratingpolymernet-works,IPNs)是一类利用新型改性技术制备的共混聚合物,具有特殊的空间拓扑结构。作为一种新型的多相聚合物材料,IPNs以其独特的化学共混方法和网络互穿结构以及强迫互容、界面互穿、协同作用和加工性能复合的特点被广泛应用于燃料电池、粘合剂、涂料、导电材料等方面[3-5]。本文重点介绍了互穿网络聚合物材料的增强机理,对其制备方法进行了分类并总结了其研究现状,概述了其在材料、医学、化工等方面的应用,并对其发展前景进行了展望。1 共混聚合物增强方法聚合物共混时存在体系完全相容、体系部分相容、体系完全不相容3种情况。性能良好的聚合物合金往往要求两聚合物的物理性能互补,具有良好的相容性,宏观不分离,微观达均相。因为共混聚合物中的两组分一般各自成相,当两组分完全相容时,聚合物可实现分子水平的分散而形成均相;当两组分不相容时,分子相互扩散程度低,相间界面明显,从而导致性能变差;但由于聚合物的分子结构、极性、分子量等差异很大,在已知的各种聚合物中仅有一小部分是完全相容或部分相容体系,大部分体系是完全不相容或难容的,即使在强大的机械作用下,聚合物合金能达到微观均相体系的仍然很少。因此,如何提高聚合物合金的相容性是制备高性能聚合物合金的关键。常用的方法有以下几种。1.1 添加/第三组分0)))增容剂增容剂是指与聚合物两组分都有较好相容性的物质,它以界面活性剂的形式分布于共混物两相界面处,可降低两组分间界面张力,增加界面亲和性及界面粘合力,促使分散相颗粒细微化和均匀分布,分为反应型增容剂和非反应型增容剂2种。反应型增容剂具有可与共混聚合物在共混条件下反应的基团,在共混过程中原位反应形成共聚物,共聚物存在于两相界面,能减小界面张力,增加两相相互作用,从而提高分散相的分散效果。非反应型增容剂具有与共混聚合物相容性都较好的特点,在共混过程可直接实现两相增容的目的,由于其针对性较强,所以广泛适用性较差。
#53#互穿网络聚合物的研究进展及应用/吴 婷等1.2 反应性增容反应性增容是指嵌段/接枝共聚物可以通过含有能相互反应的官能团在共混过程中发生化学反应而/就地0生成[6,7]共混聚合物。通常情况下,共混物中的一相本身带有反应性官能团,而另一相中需要加入与之相容的官能化的反应性高分子。常采用的化学反应包括酰胺化、酰亚胺化、酯化、氨解、酯-酯交换、胺-酯互换、开环反应和离子键合等。/就地0生成是聚合物共混后在强烈的机械剪切力作用下进行的,因此生成的接枝共聚物或嵌段共聚物型增容剂的影响因素较多,反应复杂且不易控制,所以增容共混过程中混炼以及成型条件需严格控制。1.3 离聚体共混改性离聚体是一种含离子基团少于15%(摩尔分数)的聚合物,又称离聚物或离子聚合物。离子基团的引入,使共混体系在结构和性质上都发生了改变。在含离聚物的二元共混体系中,离聚体可通过离子-离子、离子-偶极、氢键、酸-碱、电荷转移、过渡金属配位络合、多重离子对或离子簇在聚合物链之间形成物理交联和化学反应,导致负的混合焓等协同作用,使原来不相容的共混体系变得相容或相容性大大提高,从而得到增容的离聚体复合物和离聚体共混物[8,9]。要使离聚体二元共混体系相容必须使共混物中的1种或2种离子化,这对于众多的聚合物共混体系不具有通用性,也限制了其实际应用。1.4 互穿网络聚合物互穿网络聚合物是为解决聚合物相容性问题而发展起来的一种新型方法。它是2种或2种以上交联聚合物相互贯穿而形成的交织网络聚合物,是大分子在三维空间中以不同的镶嵌方式构成的一种环连体(如图1)。网络的形成是动力学和热力学共同作用的结果,其特殊的制备过程使聚合物合金在形成初期就具有比其他共混方法更好的相容性。理想的IPNs体系是各自形成的聚合物网络在分子水平上的互穿,而实际上聚合物长链的混合熵极小,多数呈相分离状态,互穿结构仅发生在相交界处,但链段的迁移同样受到链间引力、链交联、网络间的相互缠结的阻碍,限制了相区尺度并形成了相尺寸在10~150nm的微相分离结构。微相分离形态与尺度取决于单体间的相容性、单体配比及聚合方法。图1 大分子环连体示意图Fig.1 Schematicdiagramofmacromolecularinterlink由于互穿聚合物网络具有两相连续的形态结构,其模量一般都符合Davies方程:G1/5=U1G11/5+U2G21/5。其中:G为弹性模量(剪切模量);U1,U2分别为两相体积分数。互穿聚合物网络作为聚合物共混体系的一个分支,其力学性能服从共混体系力学性能的一般规律。但是由于互穿聚合物网络形态结构的特点和两相之间的相互贯穿,其力学性能又存在一些独特之处:在IPNs网络中,除化学交联外尚有物理交联,性能与组成的关系往往是呈非线性的,在一定的组成范围内,互穿聚合物网络的力学性能可超过其中的任一组分,即使当一种组分含量很少时也会引起互穿聚合物网络力学性能的急剧提高。因此,IPNs制备技术被认为是以化学方法来实现聚合物共混与复合的一种新方法。
2 互穿网络聚合物的制备方法及研究现状互穿网络聚合物按照制备方法可分为顺序IPNs、同步IPNs、胶乳IPNs和热塑性IPNs等4类。2.1 顺序IPNs(SequentialIPNs)顺序IPNs的制备方法是先制备一种交联聚合物Ñ,再将聚合物Ò的单体与引发剂、交联剂混合后加入交联聚合物I中,然后在特定反应条件下使聚合物Ò单体聚合并与交联聚合物I互穿,即形成IPNs。若构成IPNs的2种聚合物都是交联的,则称为完全IPNs。若仅有1种聚合物是交联的,另一种聚合物是线性的,则称为半-IPNs。2种网络的网链间无化学作用,仅存在物理的相互贯穿。改变反应顺序可制得相应的逆-IPNs。Patri[10]采用顺序互穿的方法制备了丁苯橡胶和聚甲基丙烯酸酯类IPNs,IPNs的拉伸性能和动态机械性能明显优于纯丁苯橡胶。其中聚甲基丙烯酸甲酯基IPNs显示出较高的拉伸强度和断裂伸长率。Raut等[11]制备了氨基甲酸酯改性醇酸树脂/聚甲基丙烯酸丁酯(UA/PBMA)顺序半-IPNs和顺序全-IPNs材料。半-IPNs和全-IPNs的拉伸强度随着PBMA在IPNs中含量的增加呈递减趋势,且半-IPNs比全-IPNs具有更高的伸长百分率。这可能是由于在半-IPNs中组分之一是线性的,具有较高的流动性;而在全-IPNs中较高的交联密度限制了PBMA链的运动。2.2 同步IPNs(SimultaneousIPNs)在同步IPNs法制备互穿网络聚合物中,2种聚合物是同时生成的,不存在先后次序。其制备方法是:将2种不同类型的单体与引发剂、交联剂混合均匀,然后按不同反应机理同时进行2个互不干扰的平行反应,得到2个互相贯穿的聚合物网络。应当指出,在同步IPNs中,2种组分的聚合速率一般并不相同,虽然同时开始聚合,但2种聚合物网络形成的速度是有快慢的。所以同步IPNs只是对制备方法而言,并非真正意义上的2种网络同时形成。同步IPNs与分步IPNs相比具有初始粘度小、易成型加工的特点,此外,更易得到互穿程度高的聚合物网络。该法广泛用于聚氨酯类互穿网络聚合物的制备[12-14]。Eren等[12]研究了溴代丙烯酸蓖麻油基聚氨酯同步互穿网络聚合物的性能特点,研究表明:所制得的IPNs材料具有良好的耐热性,在25~240e范围内的热失重只有6%~10%,500e左右才有明显的失重。在室温条件下与其他IPNs材料相比,甲基丙烯酸甲酯型