聚合物共混与合金》第七章增容剂及其在聚合物共混物中的应用-第八章.ppt

1 共混体系的理论基础 所谓相容 在理论上 均相是判定共混体系相容的依据 在工程上 共混物具有期望的机械性能 工程上并不要求达到分子水平的均匀相容 只要求组分有部分相容性 Gm Hm T Sm 0 满足必要而不满足充分条件 部分相容 在众多的聚合物共混体系中 能以任意比例相容的聚合物为数很少 大多数属于部分相容 一 聚合物的增容及增容剂的作用原理 相容性如何 看什么 其中一个方法 聚合物之间的溶度积参数 之差 聚合物之间的相容性与溶度积之间的关系 相容性好 相容性差 不相容 有一定的相容性 部分相容性 两个聚合物间有一定的相容性 部分相容性 时我们可以进行共混制得性能优异的聚合物合金 遇到相容性不好甚至很差的两种聚合物怎么办 大多数聚合物之间相容件较差 这住往使共混体系难以达到所要求的分散程度 即使借助外界条件 使两种聚合物在共混过程中实现均匀分散 也会在使用过程中出现分层现象 导致共混物性能不稳定和性能下降 解决这一问题的办法可用所谓 增容 措施 增容作用有两方面涵义 一是使聚合物之间易于相互分散以得到宏观上均匀的共混产物 另一是改善聚合物间相界面的性能 增加相间的粘合力 从而使共混物具有长期稳定的优良性能 2 聚合物的增容 加第三组分 相容剂 增容剂 的方法 进行化学改性 嵌段 接枝等化学反应 成为共价键 产生增容作用的方法有 加入增容剂 在聚合物组分之间引入氢键或离子键 形成互穿网络聚合物 加入大分子共溶剂 A 混合过程中化学反应所引起的增容作用 在高剪切混合机中 橡胶大分子链会发生自由基裂解和重新结合 这是已熟知的事实 在强烈混合聚烯烃时也发生类似的现象形成少量嵌段或接枝共聚物 从而产生增容作用 为提高这个过程的效率 有时加入少量过氧化物之类的自由基引发剂 缩聚型聚合物在混合过程中 由于发生链交换反应也会产生明显的增容作用 例如聚酰胺 6 6和聚对苯二甲酸乙二醇酯 PET 在混合过程中 由于催化酯交换反应所产生明显的增容作用 在混合过程中使共混物组分发生交联作用也是一种有效的增容方法 交联可分化学交联和物理交联两种情况 例如 用辅射交联方法使LDPE PP产生化学交联 在此工程中首先形成具有增容作用的共聚物 在共聚物作用下 形成所希望的形态结构 然后 继续交联使所形成的形态结构稳定 结晶作用可属于物理交联 例如PET PP及PET 尼龙 6 6 由于取向纤维组织的结晶 使已形戊的共混物形态结构稳定 从而产生增容作用 B 聚合物组分之间引入相互作用的基团 聚合物组分中引入离子基团或离子 偶极的相互作用可实现增容作用 例如 聚苯乙烯中引入大约5 mol的 S03H基团 同时将丙烯酸乙酯与约5 mol的乙烯吡啶共聚 然后将二者共混即可制得性能优异且稳定的共混物 利用电子给予体和电子接受体的络合作用 也可产生增容作用 C 共溶剂法和IPN法 两种互不相溶的聚合物常可在共同溶剂中形成真溶液 将溶剂除去后 相界面非常大 以致很弱的聚合物 聚合物相互作用就足以使形成的形态结构稳定 互穿网络聚合物 IPN 技术是产生增容作用的新方法 其原则是将两种聚合物结合成稳定的相互贯穿的网络 从而产生明显的增容作用 关于互穿网络聚合物在下一章给大家介绍 增容剂是指与两种聚合物组分都有较好相容性的物质 D 加第三组分 相容剂 增容剂 的方法 增容剂是广义的表面活性剂 它可降低两组分间界而张力 增加相容性 其作用与胶体化学中的乳化剂以及高分子复合材料中的偶联剂相当 在本节中主要就增容剂的作用原理 类型及应用等内容给予详细介绍 3 增容剂的作用原理 下面分非反应型增容剂与反应型增容剂来介绍其作用原理 A 非反应型增容剂的作用原理 应用最早和最普遍的增容剂是一些嵌段共聚合和接枝共聚物 尤以前者更重要 在聚合物A PA 和聚合物B PB 不相容共混体系中 加入A b B A与B的嵌段共聚物 或A g B A与B的接枝共聚物 通常可以增加PA与PB的相容性 其增容作用可概括为 降低两相之间界面能 在聚合物共混过程中促进相的分散 阻止分散相的凝聚 强化相间粘结 嵌段共聚物和接枝共聚物都属于非反应型增容剂 又称亲和型增容剂 它们是依靠在其大分子结构中同时含有与共混组分PA及PB相同的聚合物链 因而可在PA及PB两相界面处起到 乳化作用 或 偶联作用 使两者相容性得以改善 非反应型增容作用模型示意图如下 B 反应型增容剂的作用原理 反应型增容剂主要是一些含有可与共混组分起化学反应的官能团的共聚物 它们特别适用于那些相容性很差且带有易反应官能团的聚合物之间共混的增容 反应型增容剂的增容原理与非反应型增容剂有显著不同 这类增容剂与共混的聚合物组分之间形成了新的化学键 所以可称之为化学增容 它属于一种强迫性增容 反应增容的概念包括 外加反应性增容剂与共混聚合物组分反应而增容 也包括使共混聚合物组分官能化 并凭借相互反应而增容 在PE PA共混体系中外加如羧化PE就属第一种情况 若使PE羧化后与PA共混就为后一种情况 以下根据官能团及反应类型 举例加以说明 为制造对有机溶剂阻隔性好的PE PA共混物 可采用羧化PE或乙烯 甲基丙烯酸无规共聚物 P E Co一MAA 作为增容剂 这是羧基与氨基的反应类型 酸酐比羧基具有更高的反应活性 常利用马来酸酐合成增容剂用于含PA类聚合物共混物的增容 增容反应是酸酐与氨基的反应 如 图7 2增容剂的类型 二 增容剂的类型及一般制法 表非反应型增容剂及其应用 增容剂的一般制法 1 非反应型增容剂的一般制法 非反应型增容剂主要是各种嵌段和接枝共聚物 它们可以专门合成 有时也可 就地 产生 在进行聚合物共混时同时生成 专门合成 按所需增容的共混体系 对相应的增容剂进行分子设计 设计的主要依据应是前面所述的增容机理 合成嵌段和接枝共聚物的原理及工程 已不乏论著 大家自己看相关参考书 就地 产生嵌段和接技共聚物在某些场合不是有意识进行的 例如两种聚合物在高温熔融混炼过程中 出于强剪切 温度等作用产生大分子自由基 进而形成了含有两聚合物链段的嵌段或接枝共聚物 其客观上就起到了增容效果 因而是一 种 就地 产生的增容剂 为了更有效的 就地 合成所需的增容剂 最好是有目的 有控制地进行 这方面研究在最近几年得到迅速发展 主要的控制因素为过氧化物引发剂用量 混炼时剪切作用及温度 过氧化物常用过氧化苯甲酰 过氧化二异丙苯 熔融混炼设备已由开放式双辊混炼机向双螺杆挤出机转移 双螺杆挤出机不仅有强化的剪切 混炼效果 而且便于控制稳定的混炼条件 至于混炼温度主要考虑聚合物组分的熔化温度和分解温度 还应兼顾对 就地 产生增容剂结构及数量的影响 2 反应型增容剂的 般制法 反应型增容剂也可分为预先专门制备和 就地 产生两种方式得到 但其关键并不在于方式 主要是如何在共混组分中引入预定的可反应增容的官能团 操作可在一般混炼设备 开放式混炼机 双螺杆挤出机等 中完成 但最好采用先进的排气式反应挤出机 反应型增容剂及其应用 大分子单体法制造反应型增容剂 所谓大分子单体法是用一种具有聚合活性的大分子单体与其他类型低分子单体共聚制成接枝共聚物的方法 若低分子单体含有反应性基团 此反应性基团就进入接枝共聚物的主干 而大分子单体成为该接枝共聚物的支链 如图所示 大分子单体法制接枝共聚物示意图 实验室中用Brabender塑化仪制造MAH接枝HDPE的具体工艺为 原则配方是100份HDPE加MAH5PHR 引发剂0 0625 0 125PHR 添加剂0 5PHR 先将大部分HDPE加入塑化仪 在氮气保护下加热熔融塑化 然后升温至反应温度 215 250 停通氮气并将MAH 引发剂 添加剂及剩余的少量HDPE的混合料分批加入 反应一定时间后排料即得产物 工业规模生产主要使用双螺杆排气式反应挤出机 双螺杆挤出机与单螺杆挤比机相比 在反应条件 反应温度 物料停留时间及其分布等 的控制方面更容易掌握 可使接枝产物的质量更稳定和均一 增容剂在聚合物共混体系中应用实例 在聚烯烃系列共混物中的应用例 PE PP PS等聚烯烃之间的性能具有互补性但却缺乏良好的相容性 因此采取增容措施非常必要 加20 EPR PS LDPE共混物中加入PS LDPE接枝共聚物 加氢 PB b一PS 共聚物在PE PS共混体系中起到良好的增容效果 将AS与PS的嵌段共聚物作为ABS PS共混物的增容剂 在聚酰胺 PA 系列聚合物共混物中的应用例 PA66 PP PA66 PP 增容剂 PA PP与增容PA PP断面的电镜照片 其他聚合物共混物中的应用 为了提高PBT PPO PPS 聚苯硫醚 等耐高温树脂与其他聚合物的相容件 改善其综合性能 扩充它们的应用领域 常需借助于增容剂 用带有环氧基的PS接枝共聚物增容PET PPO这一完全不相容体系 得到较好效果 PPS性能优越 但价格昂贵 与其他树脂共混时相容性差 加入增容剂情况厂才有使用价值 例如使用5PHR含环氧基的反应型增容剂 PPS PPO 70 30 共混物的拉伸强度提高了约50 断裂延伸率增加了60 左右 第六章聚合物共混物的制备方法及相关设备 6 1制备方法概论 制备聚合物共混物的方法主要有物理共混法和共聚 共混法两类 此外还有IPN 互穿聚合物网络 法 各种共混法所得聚合物共混物的理想形态结构大多应为稳定的微观多相体系或者亚微观多相体系 这里的 稳定 系指聚合物共混物在成型以及其制品在使用过程中不会产生宏观的相分离 某些场合 也可能希望得到均相的共混物 影响聚合物共混物形态结构的最根本因素是其共混组分的热力学用容性 但并非相容性好的共混体系就一定能形成理想的形态结构 它还要受到共混方法及工艺条件的影响 所以人们必然要研究各种各样的共混方法及相应的设备以及工艺条件 这里需要附带指出的是工程上对于方法 设备及工艺条件的考虑是多方面的 除了首先要顾及到共混产物的形态结构 性能外还要照顾到工艺过程实施的难易 设备造价 生产效率 甚至操作是否繁杂等等问题 6 1 1物理共混法 物理共混法是依靠物理作用实现聚合物共混的方法 工程界又常称之为机械共混法 共混过程在不同种类的混合或混炼设备中完成 大多数聚合物共混物均可用物理共混法制备 在混合及混炼过程小 通常仅有物理变化 有时 出于强烈的机械剪切作用及热效应使 部分聚合物发生降解 产生大分子自由基 继而形成少量接技或嵌段共聚物 这类化学反应应不成为该过程的主体 否则将不属于物理共混法的范畴 l粉料 干粉 共混法 将两种或两种以上品种之间的细粉状聚合物在各种通用的塑料混合设备中加以混合 形成各组分均匀分散的粉状聚合物混合物的方法称为粉料 干粉 共混法 用此种方法进行聚合物共混时 也可同时加入必要的各种塑料助剂 例如增塑剂 稳定剂 润滑剂 着色剂 填充剂等 从物料形态分类 物理共混法包括粉料 干粉 共混 熔体共混 溶液共混及乳液共混四类 经干粉混合所得聚合物共混物料 在某些情况下可直接用于压制 压延 注射或挤出成型 或经挤出造粒后再用以成型 干粉共混法具有设备简单 操作容易的优点 其缺点为 所用聚合物原料必须呈细粉状 若原料颗粒较大 尚需采用粉碎设备制粉 但对许多韧性较大的聚合物 例如尼龙 聚碳酸酯等 粉碎相当困难 此类情况就得利用深冷粉碎技术制粉 能耗很大 使成本增高 在实验室小规模制粉 可利用溶剂溶解聚合物 再用非溶剂沉淀的方法实现 由于耗费大量溶剂也难以工业化 一般情况不宜单独使用干粉共混法 然而对于某些难溶难熔聚合物的共混仍有实用价值 例如氟树脂 聚酰亚胺树脂 聚苯醚树脂 聚苯硫醚树脂等共混物的制取 此外 当共混聚合物组分彼此之间相溶性较好 且一种组分用最相当少时 也可考虑采用干粉共混法 干粉混合时 聚合物料温度低于它们的粘流温度 Tf 物料不易流动 故混合分散效果较差 干粉共混聚合物成型后 相畴较粗大 制品的各项物理力学性能指标受到一定程度的影响 严重者还会造成制品各个部位性能的不一致 这种不良影响对于聚合物组分之间相溶性欠佳的聚合物共混物尤为明显 干粉共混操作时 应注意以下事项 聚合物粉料的粒度应相当微细 必要的粒度随聚合物种类 所用混合设备及工艺条件以及共混物料的成型方法等有所不同 异种聚合物粉料的粒度和比重应比较接近 如此才易于均匀混合 且不致在运输 加工成型过程引起组分间的分层 如干粉共混时还需加入增塑剂 润滑剂 防老剂等配合剂 则需注意各聚合物组分对各种配合剂吸收能力有无明显差异 若吸收配合剂的能力区别较大 应按二段加料法进行共混 即首光将配合剂与吸收该配合剂能力弱的聚合物组分混合 操作一段时间后 再加入另一聚合物组分 否则就会造成配合剂在不同聚合物组分中分配不平衡 影响制品性能 2熔体共混法 熔体共混又称为熔融共混 此法系将共混所用的聚合物组分在它们的粘流温度以上 Tf 用混炼设备制取均匀聚合物共熔体 然后再冷却 粉碎 或造粒 的方法 其工艺流程示意如图6 l 图6 1熔融共混过程示意 初混合的设备和操作情况类似于前述之干粉共混 但由于熔融共混法中的初混合并非最终的共混操作 所以聚合物原料在粒度上的要求不很严格 某些情况 也可不经初混合 而直接在混炼设备中熔融共混 熔融共混法具有下述优点 共混的聚合物原料在粒度大小及粒度均一性方面不似干粉共混法那样严格 所以原料准备操作较简单 熔融状态下 异种聚合物分子之间扩散和对流激化 加之混炼设备的强剪切分散作用 使得混合效果显著高于干粉共混 共混物料成型后 制品内相畴较小 在混炼设备强剪切力作用下 导致一部分聚合物分子降解并可形成一定数量的接枝或嵌段共聚物 从而促进了不同聚合物组分之间的相溶 选择熔融法共混时 应注意 各原料聚合物组分均应为易熔聚合物 聚合物熔触温度过高时会给混炼设备的制造带来较大的困难 各原料聚合物组分在共同混炼温度下 应具有接近的熔体粘度 否则难以获得均匀的共混体系 一般情况下 各原料聚合物组分的熔触温度和热分解温度应相近 以免在一种聚合物组分的熔融温度下引起另一种聚合物组分的分解 这一问题对于热敏性聚合物的共混尤其需要注意 在其他工艺条件相同情况下 延长物料的被混炼时间成增加混炼操作次数 在一定范围内虽可提高共混物料的均匀性 但应避免聚合物有可能出现的过度降解以及由此引起聚合物共混物料性能的劣化 熔融共混法是一种最常采用的聚合物共混法 它与初混操作配合一般可取得较满意的混合效果 其中 挤出共混具有操作连续 省劳力 设备结构简单 维修方便 体积小等优点 因而应用最广泛 各原料聚合物组分在共同混炼温度下的弹性模量值不应悬殊过大 因为弹性模量的差异会导致各聚合物组分受力不均 混炼设备所施加的剪切力将主要集中在弹性模量高的聚合物组分上 以致不仅影响混合效果 还可能引起一种聚合物组分的过度降解 3 溶液共混法 将各原料聚合物组分加入共同溶剂中 或将原料聚合物组分分别溶解 再混合 搅拌溶解混合均匀 然后加热蒸出溶剂或加入非溶剂共沉淀便获得聚合物共混物 溶液共混法适用于易溶聚合物和某些液态聚合物以及聚合物共混物以溶液状态被应用的情况 此法在试验研究工作中有一定的意义 例如在初步观察聚合物之间的相溶性方面 可根据聚合物共混物的溶液是否发生分层现象以及溶液的透明性来判断 若出现分层和浑浊则认为相溶性较差 但因溶液共混法所制之聚合物共混物混合分散性差 且此法消耗大量溶剂 因而工业上意义不大 4 乳液共混法 乳液共混法的基本操作是将不同种的聚合物乳液一起搅拌混合均匀后 加入凝聚剂使异种聚合物共沉析以形成聚合物共混体系 当原料聚合物为聚合物乳液或共混物将以乳液形式被应用时 此法最有利 此法还常与共聚 共混法联用以及可作为熔融共混的预备性操作 单一使用乳液共混法尚难获得相畴细微的聚合物共混物 6 1 2共聚 共混法 共聚 共混法制取聚合物共混物是一种化学方法 这点是与机械共混法显然不同的 共聚 共混法又有接枝共聚 共混与嵌段共聚 共混之分 在制取聚合物共混物方面 接枝共聚 共混法更为重要 接枝共聚 共混法的典型操作程序是 首先制备一种聚合物 聚合物组分 随后将其溶于另一聚合物 聚合物组分 的单体中 形成均匀溶液后再依靠引发剂或热能的引发使单体与聚合物组分I发生接枝共聚 同时单体还会发生均聚作用 上述反应产物为聚合物共混物 它通常包含着三种主要聚合物组分 即聚合物 聚合物 以及聚合物 为骨架接枝上聚合物 的接枝共聚物 接枝共聚组分的存在促进了两种聚合物组分的相溶 所以接枝共聚 共混产物的相畴较机械共混法产物的相畴微细 影响接枝共聚 共混产物性能的因素很多 其中主要有原料聚合物组分I和 的性质 它们的比例 接枝链的长短 数量等等 接枝共聚 共混法制得的聚合物共混物 其性能通常优于机械共混法的严物 所以近年来发展很快 应用范围逐渐推广 目前 主要用于生产橡胶增韧塑料 例如抗冲聚苯乙烯及ABS树脂在早期虽然曾用机械共混法制取 但现在几乎全被接枝共聚 共混法所取代 另外 橡胶增韧聚氯乙烯等也开始研究用此法生产 接枝共聚 共混法生产聚合物共混物所使用的设备与一般的聚合设备相同 即间歇式聚合釜或釜式 塔式等连续操作设备 在操作方式上除上述之本体法外 还有固体 悬浮法 乳液法等等 6 1 3IPN法 IPN法形成互穿网络聚合物共混物 是一种以化学法制备物理共混物的方法 其典型操作是先制备一交联聚合物网络 聚合物 将其在含有活化剂和交联剂的第二种聚合物 聚合物 单体中溶胀 然后聚合 于是第二步反应所产生的交联聚合物网络与第一种聚合物网络相互贯穿 实现了两种聚合物的共混 在这种共混体系中 两种不同聚合物之间不存在接枝或化学交联 而是通过在两相界面区域不同链段的扩散和纠缠达到两相之间良好的结合 形成一种互穿网络聚合物共混体系 其形态结构为两相连续 IPN法虽然开发较晚 但发展很快 以具体操作方式而言 前述之典型操作可称之为分步IPN法 该法虽然可得到形态均匀稳定的共混体系 而且可根据交联固化顺序的不同而调整和改变共混物性能 但其产物成型加工成制品却是困难的 同步IPN法的开发使方法实施和产物加工都更方便一些 并且可在更宽广范围内改变产物的化学组成 此外 还有胶乳IPN法为制造具有核 壳结构的IPN类共混物创造了多种途径 有关IPN法及IPN类共混物的详细情况在后面单独讲 就其方法的特点和共混组成的局限性 IPN法对于聚合物共混物的制备而言 只能是一种特殊的方法 6 2物理法共混过程原理 由前所述的聚合物共混物制备方法中 显然物理法共混是主流 尤为重要的是物理法中的粉料和熔体共混法 所谓共混 从物理过程而言 其实质即是一般工程上的混合 它是一种为提高混合物均匀性的操作过程 混合过程中 在整个系统的全部体积内 各组分在其基本单元没有本质变化的情况下进行细化和均化分布 也就是说纯粹的物理混合过程包括分布混合作用和分散混合作用两方面含义 分布混合作用是指不同组分相互分散到对方所占据的空间中 即 使得两种或多种组分所占空间的最初分布情况发生变化并达到均化 如图6 2所示 图6 2混合过程中分布作用示意图 1 混合前 2 混合后 分散混合作用则指参与混合的组分发生颗粒尺寸减小的变化 极端情况达到分子程度的分散 如图6 3所示 图6 3分散作用示意图 1 分散前 2 颗粒减小 3 分子分散 实际的混合过程 分布作用和分散作用大多同时存在 亦即在混合操作中 通过各种混合机械供给的能量 机械能 热能等 的作用 使被混物料粒子不断减小并相互分散重新分布 最终形成在某种尺度范围内均匀的混合物 物料的混合过程通常依靠扩散 对流和剪切三种作用来完成 参与混合各组分在不同区域的浓度差是扩散作用的推动力 各组分的微粒总是从其浓度较高的区域向浓度低的区域迁移 对流作用是各种物料在空间位置上相互变换 机械搅拌是促进对流作用的主要手段 强制对流是聚合物共混过程中的必要措施 剪切使物料粒子或凝聚体产生变形 聚合物共混时 作为分散相的物料粒子或凝聚体受剪切作用将从大到小分散到基体聚合物 连续相 中 剪切分散效果与剪切力的大小 作用力的距离和作用力的方向有关 粒子或凝聚体的分散与凝聚是处于动态平衡的 只有当剪切作用足够充分 且共混聚合物组分之间有较好的热力学相容性 分散相粒子或凝聚体才可能被破碎并维持在一较小的尺寸水平上 剪切作用是利用剪切力 促使物料颗粒产生变形 偏转与拉长 以致破碎分散 图6 4共混过程中粒子分散作用示意 6 3粉料 干粉 共混的设备 料共混通常是作为熔体共混的初混 预混 步骤 某些情况 也可以作为掺混步骤 粉料共混所用设备几乎全为间歇式 虽然这类设备总共可列举十余种之多 但目前在聚合物粉料共混过程中得到广泛应用的主要为高速捏合机和Z形捏合机两种 高速捏合机 又称为高速混合机 高搅机等 高速混合机及其工作原理 Z形捏合机 Z形捏合机 6 4熔体共混的设备 开炼机结构 表示螺杆结构特征的基本参数 直径 D 90mm D 100mm 长径比L D 25 30压缩比螺距螺槽深度螺旋角螺杆与机筒的间隙螺头结构等 表示螺杆结构特征的基本参数 螺杆直径 表示挤出机的大小规格 最常见的螺杆直径D为45 150毫米 螺杆直径增大 加工能力提高长径比是指螺杆工作部分有效长度与直径之比 表示为L D 通常为18 L D大 能改善物料温度分布 有利于塑料的混合和塑化 能减少漏流和逆流 提高挤出机的生产能力 L D过大 塑料受热时间增长而降解 螺杆自重增加 自由端挠曲下垂 造成螺杆与机筒的间隙不均匀 给螺杆和机筒的加工制造和安装带来困难 L D过小 易引起物料的混炼 塑化不良 压缩比 螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽容积之比 螺杆三个主要工作区 A 加料段 螺槽深度不变 起予热 压实 输送物料的作用B 压缩段 螺槽深度逐渐变小 起熔融物料 去阶气体等C 均化段 计量段 螺槽深度通常为常数 起进一步塑化均匀物料 并将其定量定压的送入机头口模的作用 各种造粒机 双螺杆挤出机是在一个 字形机筒内 由两根互相啮合的螺杆组成 螺杆可以是整体或组装 同向旋转或异向旋转 平行或锥形的 第七章互穿网络聚合物 7 1IPN的定义 所谓IPN Interpenetratingpolymernetwork 互相贯穿透聚合物网络 是利用高分子网络人为聚合的共混聚合物的一种 它和以前的共混聚合物 接枝共聚物不同 各种成分聚合物交联后 其网链具有互相缠结的结构 这种缠结好似一种陷阱 用IPN法可期望在提高各种分子链的相容性 增加网格密度 使相组织微细化及提高相间结合力等方面 能得到单一聚合物所不能得到的结构变化 IPN材料的研究 最早是由Miller在苯乙烯 二乙烯基苯上进行的 此外 Wasserman在合成大环分子时 确认了缠结环结构的存在 IPN是将交联聚合物看成环状分子 使各种交联聚合物缠结的多重网络 柴山等人明确地指出了在网格中成陷阱的缠结垢效应 近来 利用IPN技术的复合材料 进而对功能性材料的研究正处于活跃之中 下面将以IPN材料的应用研究为中心进行介绍 此外 已有关于这种材料的较多的综述发表 希望大家以后加以参考 IPN的合成方法及种类 合成IPN的基本方法是将聚合物 预聚物 单体和交联剂 催化剂一起以液状 溶液状及块状形式进行混和 通过使混合物聚合固化而在形成交联时同时发生缠结 至于固化 除通过一步进行外 也可通过几步进行 此外 也有使用加热或共固化法 由此可见 用IPN法制取的聚合物合金与以前的共混聚合物及接枝法不同 在制造方法上具有一定的自由度 典型的IPN合成法如下所述 大致按图7 1所示的路径调制而成 聚合物A 聚合物B 乳胶粒子A 乳胶粒子B 图7 1互相贯穿聚合物网络 IPN 的形成模式图 SIPN Sequentia1InterpenetratingPo1ymerNetworks 顺序互相贯穿聚合物网络 这是先经轻度交联的聚合物用含交联剂 催化剂的单体膨润后 经再次固化 使在第一级网格上形成第二级网格的方法 SIPN SimultaneousIPN 同时互相贯穿聚合物网络 这是使不同反应形式发生分子成长的2至2种以上预聚物同时调配 固化的方法 LIPN LatexIPN 胶乳互相贯穿聚合物网络 这是将2种聚合物胶乳和交联剂一起混合 固化后制取IPN的方法 这三种方法是IPN的典型制备方法 FIPN FoamedIPN 泡沫互相贯穿聚合物网络 这种方法是先准备带有微孔的聚合物 再在微孔中浸入预聚物或单体 然后经固