多組分聚合物的制備方法一一互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物
化學(xué)先生 / 2019-09-07
互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，簡(jiǎn)稱為IPN,是用化學(xué)方法將兩種或兩種以上的聚合物相互貫穿星交織網(wǎng)絡(luò)狀的類復(fù) 相聚合物共混材料。IPN技術(shù)是制備聚合物共混物的重要方法。
互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物從制備方法 上接近于接校共聚共混法，從相間化學(xué)結(jié)構(gòu)看則接近于機(jī)械共混法。因此，可把IPN視為用化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)的機(jī)械共混物。
由工份聚合物A和y份聚合物B所組成的互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，簡(jiǎn)記為IPNz/yA/B.IPN有分步型、同步型、互穿網(wǎng)絡(luò)彈性體及膠乳型等不同類型，它們是用不同的合成方法制備的。
(1)分步型IPN 簡(jiǎn)記為IPN,它是先合成交聯(lián)的聚合物1，再用含引發(fā)劑和交聯(lián)劑的單體2使之溶脹，然后使單體2就地聚合并交聯(lián)面得。例如先合成交聯(lián)的聚醋酸乙烯酯(PEA)， 再用含有引發(fā)劑和交聯(lián)劑的等量苯乙烯單體使其溶脹，待溶脹均勾后將苯乙烯聚合并交聯(lián)即制得白色皮革狀的IPN 50/50 PEA/PS。
由于最先通用的 IPN是以彈性體為聚合物1，塑料為聚合物2，因此，當(dāng)以塑料為聚合物1面以彈性體為聚合物2時(shí)，就稱為逆IPN。
若構(gòu)成 IPN的兩種聚合物成分中僅有一種聚合物是交聯(lián)的，則稱為半IPN。
上述分步IPN都是指單體2對(duì)聚合物1的溶脹已達(dá)到平衡狀態(tài)，因此制得的IPN具有宏觀上均一的組成。若在溶脹達(dá)到平衡之前就使單體2迅速聚合，由于從聚合物1的表面至內(nèi)部單體2的濃度逐漸降低，因此產(chǎn)物的宏觀組成具有一定的變化梯度。如此制得的產(chǎn)物稱為梯度IPN (gradient IPN)。
(2)同步型IPN 若兩種聚合物網(wǎng)絡(luò)是同時(shí)生成的，不存在先后順序，則稱為同步IPN,簡(jiǎn)記為SIN,其制備方法是，將兩種單體混溶在一起，使兩者以互不干擾的機(jī)理或方式各自聚合并交聯(lián)。如一種單體進(jìn)行加聚而另一種單體進(jìn)行縮聚時(shí)即可達(dá)此目的，由環(huán)氧樹脂(epoxy) 和交聯(lián)聚丙烯酸酯(aerylate) 構(gòu)成的同步IPN,即SINepoxy/acrylate. 就是一例。
半-SIN 亦常稱作間充復(fù)相聚合物，生成半SIN的反應(yīng)稱為間充聚合反應(yīng)。
(3) 互穿網(wǎng)絡(luò)彈性體由兩種線 型彈性體膠乳混合在一起，再進(jìn)行凝聚并同時(shí)進(jìn)行交聯(lián)，如此制得的IPN稱為互穿網(wǎng)絡(luò)彈性體，簡(jiǎn)記為IEN.例如，將聚氨酯(PU)膠乳與聚丙烯酸(PA)膠乳混合、凝聚并交聯(lián)，即制成IENPU/PA。
(4) 膠乳IPN 當(dāng)IPN、SIN及IEN為熱固性材料時(shí)，因難以成型加工，可采用乳液聚合法加以克服。膠乳IPN簡(jiǎn)記為LIPN,就是用乳液聚合的方法制得的IPN.將交聯(lián)的聚合物1作為“種子”膠乳，加人單體2、交聯(lián)劑和引發(fā)劑，使單體2在“種子”乳膠粒表面進(jìn)行聚合和交聯(lián)，如此制得的IPN具有核殼狀結(jié)構(gòu)。因?yàn)榛ゴ┌⒔j(luò)儀限于各個(gè)乳膠粒范圍之內(nèi)，所以又稱為微觀IPN. LIPN 可采用注射或擠出等熱塑性材料的加工方法成型，并能制成薄膜。
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