(9.43)-4.3.2 IPN的應(yīng)用高分子材料改性

高分子材料之分子修飾——化學(xué)改性互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用內(nèi)容接枝共聚基本原理及方法接枝共聚物性能與應(yīng)用電器面板ABS的制備——接枝共聚改性嵌段共聚基本原理及方法嵌段共聚物性能與應(yīng)用鞋底SBS彈性體的制備——嵌段共聚改性互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的種類(lèi)及制備互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)123彈性體的補(bǔ)強(qiáng)塑料的增韌離子交換樹(shù)脂阻尼材料膠黏劑復(fù)合材料功能材料涂料IPN技術(shù)已成為聚合物材料合成和改性的一種很有前途的方法，許多IPN產(chǎn)品已經(jīng)投放市場(chǎng)IPN的應(yīng)用IPN技術(shù)廣泛應(yīng)用于：彈性體的補(bǔ)強(qiáng)Kim等人用PU/PMMA-SIN技術(shù)補(bǔ)強(qiáng)聚氨酯，拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度提高無(wú)規(guī)聚丁二烯/PS50/50IPN體系，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率由無(wú)規(guī)聚丁二烯的1.3MPa和70%分別上升到16.6MPa和190%IPN的應(yīng)用塑料的增韌核-殼結(jié)構(gòu)的膠乳IPN（LIPN）常用作沖擊改性劑如：Rohm

Hass公司BPM520，515等牌號(hào)的MBS、ACR類(lèi)核-殼結(jié)構(gòu)均用于PLA的抗沖改性劑IPN的應(yīng)用Chacro等以丙烯酸酯聚合物為核，以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、ST、AN共聚物為殼得到的乳液聚合物用于聚酰胺的增強(qiáng)和改善沖擊性Boer等以丁二烯聚合物為核，以ST、AN和少量其他烯類(lèi)單體的共聚物為殼得到的聚合物,用于提高聚酰胺的沖擊性和韌性Rawling等以丁二烯聚合物為核，以ST,AN共聚物為殼得到的乳液聚合物用以提高PC的沖擊性IPN的應(yīng)用離子交換樹(shù)脂IPN型離子交換樹(shù)脂，其中一種聚合物網(wǎng)絡(luò)高度交聯(lián)，提供必要強(qiáng)度，另一種聚合物網(wǎng)絡(luò)輕度交聯(lián)，易于溶脹，提供必要的離子交換能力IPN型離子交換樹(shù)脂是目前在各類(lèi)樹(shù)脂中能較好地解決選擇吸附性和樹(shù)脂顆粒內(nèi)擴(kuò)散速度的矛盾的一類(lèi)樹(shù)脂還能較好地解決機(jī)械強(qiáng)度與交換反應(yīng)可逆性的矛盾問(wèn)題IPN的應(yīng)用國(guó)外學(xué)者研究了IPN型弱酸、弱堿樹(shù)脂和兩性熱再生樹(shù)脂的合成、孔結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)特性IPN的應(yīng)用我國(guó)從20世紀(jì)80年代起對(duì)IPN型離子交換樹(shù)脂進(jìn)行研究，研究的體系有聚苯乙烯-聚氯乙烯、聚苯乙烯-聚－4-乙烯吡啶、聚苯乙烯－聚丙烯腈等李彥峰等制得的聚丙烯腈/聚氯乙烯大孔IPN弱堿樹(shù)脂，除可用于離子交換過(guò)程外，可望在金屬離子的富集分離、吸附冶煉以及蛋白質(zhì)等生物大分子的分離純化領(lǐng)域得到應(yīng)用阻尼材料聚合物在Tg范圍內(nèi)，對(duì)振動(dòng)能的吸收最大，阻尼作用最強(qiáng)一般單一聚合物阻尼溫域都很窄，只有20~30℃共混方法拓寬阻尼溫域，并采用IPN技術(shù)來(lái)提高兩組分相容性IPN的應(yīng)用寬溫帶阻尼涂料（A）和習(xí)用阻尼涂料（B、C）的阻尼效果中科院化學(xué)所柯毓才等研究了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚丙烯酸乙酯(PEA)LIPN阻尼特性指出:LIPN體系存在網(wǎng)絡(luò)的相互貫穿，與混合體系相比其分離程度低，出現(xiàn)精細(xì)結(jié)構(gòu)，密度較高當(dāng)EA含量低時(shí)，PEA呈細(xì)胞結(jié)構(gòu)分散在PMMA連續(xù)相中，隨EA含量的增加，體系出現(xiàn)相逆轉(zhuǎn)并在EA體積含量為48%～86%范圍內(nèi)呈兩相連續(xù)，各種性能發(fā)生突變并具有高阻尼特性IPN的應(yīng)用膠黏劑20世紀(jì)70年代以來(lái)，陸續(xù)出現(xiàn)了許多IPN型膠黏劑:IPN的應(yīng)用含聚氨酯組分的IPN膠粘劑：聚氨酯/環(huán)氧樹(shù)脂，聚氨酯/聚丙烯酸酯等樹(shù)脂的IPN膠黏劑：環(huán)氧樹(shù)脂/聚酯樹(shù)脂IPN膠黏劑、聚硫橡膠/環(huán)氧樹(shù)脂SIN或IPN膠黏劑等高耐熱IPN膠黏劑：300℃可穩(wěn)定1hIPN的應(yīng)用IPN膠黏劑廣泛應(yīng)用：玻璃、金屬、聚合物、水泥、木材等材料黏結(jié)，同時(shí)作為密封劑，防水材料可用作無(wú)紡材料膠黏劑也適合于汽車(chē)工業(yè)其它體系的IPN膠黏劑：以3個(gè)聚二甲基硅氧烷線型聚合物衍生物為基礎(chǔ)的黏結(jié)復(fù)合（壓敏膠）復(fù)合材料IPN改性不飽和聚酯如：Amoco化學(xué)公司的不飽和聚酯/聚氨酯混雜樹(shù)脂（商品名Xylon)組分Ⅰ（二異氰酸酯/二元醇/促進(jìn)劑）+組分Ⅱ（低分子量不飽和聚酯/苯乙烯/引發(fā)劑）兩種聚合物的相界面處具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度、高模量、耐腐蝕、易加工等特點(diǎn)，應(yīng)用于樹(shù)脂基復(fù)合材料，可代替金屬及一些成本高的熱固性塑料IPN的應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂改性如：環(huán)氧樹(shù)脂/聚氨酯形成的SIN不僅具有顯著高于普通環(huán)氧樹(shù)脂的韌性、拉伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和硬度，且熱穩(wěn)定性也可提高100℃左右聚酰亞胺的IPN改性如：脆性熱固性聚酰亞胺與韌性熱塑性聚酰亞胺形成耐熱IPNIPN的應(yīng)用功能材料IPN可使兩種或兩種以上具有不同功能的聚合物通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互穿纏結(jié)形成緊密而穩(wěn)定的結(jié)合，其特有的強(qiáng)迫互容、界面互穿、雙相連續(xù)等又促進(jìn)其功能復(fù)合，產(chǎn)生協(xié)同作用，甚至出現(xiàn)新的功能IPN的應(yīng)用功能材料敏感性水凝膠藥物控釋體系生物醫(yī)學(xué)工程材料功能膜材料（分離膜）等IPN的應(yīng)用敏感性水凝膠親水但不溶于水的高分子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)能感知環(huán)境的細(xì)微變化(pH值、離子強(qiáng)度、溫度、光、電場(chǎng)等），并通過(guò)凝膠體積的膨脹或收縮來(lái)響應(yīng)這些外界刺激是設(shè)計(jì)各種仿生材料、化學(xué)機(jī)械系統(tǒng)、藥物釋放系統(tǒng)和化學(xué)開(kāi)關(guān)等的基礎(chǔ)IPN的應(yīng)用以無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)為主的IPN水凝膠IPN是一種制備敏感性水凝膠的新技術(shù)通過(guò)分子間配合物引入交聯(lián)，使兩種高分子形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成全-IPN，或一種高分子填充在另一種交聯(lián)高分子中構(gòu)成半-IPNIPN中的次價(jià)鍵可隨環(huán)境變化可逆生成或破壞，從而導(dǎo)致水凝膠體積發(fā)生不連續(xù)的變化IPN的應(yīng)用藥物控釋體系互穿網(wǎng)絡(luò)是藥物控制釋放的首選材料利用IPN技術(shù)使疏水性聚合物以一定的濃度梯度分布于親水性聚合物藥丸的外層，構(gòu)成IPN膜層，可用于新型藥物控釋體系IPN的應(yīng)用生物醫(yī)學(xué)工程材料IPN技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域牙科材料（含聚甲基丙烯酸酯的IPN材料），隱形眼鏡（用聚硅氧烷和聚甲基丙烯酸羥乙酯制備的IPN材料），人造血管（橡膠與親水性聚合物制成的IPN材料），Rimplast可用于人工臟器、人造關(guān)節(jié)、醫(yī)用導(dǎo)管等的制造IPN的應(yīng)用隱形眼鏡人造血管IPN的應(yīng)用功能膜材料（分離膜）由于IPN可使性質(zhì)不同的兩種網(wǎng)絡(luò)緊密復(fù)合，因而對(duì)各種物質(zhì)具有良好的選擇透過(guò)性如：由帶-NCO端基的聚醚與乙烯基吡咯或N-乙烯基吡咯烷酮在多孔載體上組成的IPN，具有半透性，可用于反滲透、超濾、氣體分離等丙烯酸在多孔聚丙烯上的等離子聚合，可得到具有高H+滲透性的生物醫(yī)學(xué)用膜IPN的應(yīng)用涂料許多樹(shù)脂/橡膠體系IPN都可成為性能優(yōu)良的涂料，如：聚氨酯/聚丙烯酸酯聚硅氧烷/聚苯乙烯聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯聚氨酯/氯乙烯共聚物聚氨酯/聚氨酯離聚體聚醋酸乙烯/丙烯酸酯LIPN聚（丙烯酸丁酯-丙烯酸）/聚（苯乙烯-丙烯酸）LIPN等IPN的應(yīng)用IPN8710防腐涂料/油漆應(yīng)用如：一種溫度依賴(lài)光透射的半-IPN太陽(yáng)能涂料由聚氧化丙烯與2-羥基乙基甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物組成的半-IPN，當(dāng)光透射該體系，體系溫度升高到一定值時(shí)，便出現(xiàn)分層通過(guò)調(diào)節(jié)共聚物中重復(fù)單元比例或混合組成可隨意改變分層溫度（30~150℃），可作為太陽(yáng)能收集器保護(hù)涂料IPN的應(yīng)用以可再生原料為基的IPNs由于石油資源的有限和環(huán)境污染問(wèn)題，所以利用可再生資源來(lái)制備IPNs已成為發(fā)展IPNs的一種趨向工業(yè)化IPN發(fā)展方向以蓖麻油為基的IPNs:Nayak等人將TDI與蓖麻油反應(yīng)制成預(yù)聚物，再與丙烯酸酯類(lèi)單體混合，以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDM)為交聯(lián)劑，制得了同步IPNs，研究了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、松弛轉(zhuǎn)變行為以及耐熱性，發(fā)現(xiàn)此類(lèi)IPNs具有優(yōu)異的耐熱性以天然橡膠為基的IPNs以天然橡膠膠乳作為種子，使MMA進(jìn)行乳液聚合，可制得類(lèi)似于ABS的抗沖復(fù)合材料例：Hourston等合成了以天然橡膠膠乳和PMMA為基的LIPN和半-IPNs，以及以天然橡膠膠乳和PS為基的IPNs，這些產(chǎn)物都是性能優(yōu)異的增韌塑料，抗沖強(qiáng)度可達(dá)32.2kJ/m2工業(yè)化IPN發(fā)展方向纖維素衍生物為基的IPNs纖維素大分子上每個(gè)鏈節(jié)都有三個(gè)具有相當(dāng)反應(yīng)活性的羥基，所以可制備各種IPNs及其相關(guān)的材料例：Kamath等人用肉桂酸烯丙基纖維素酯與含交聯(lián)劑的苯乙烯、丙烯酸酯或醋酸乙烯酯等反應(yīng)，制成了各種IPNs和AB交聯(lián)共聚物，這些材料具有優(yōu)異的耐熱性亦有用纖維素酯和丙烯酰胺制備水凝膠的報(bào)道。這種材料可用于生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域工業(yè)化IPN發(fā)展方向特種材料Petrarchsystems公司開(kāi)發(fā)的Rimplast既有有機(jī)硅的潤(rùn)滑、絕緣、耐高溫、化學(xué)惰性、生物相容性和透氧性的特點(diǎn)，又具有熱塑性樹(shù)脂力學(xué)強(qiáng)度的特點(diǎn)，可用作人體導(dǎo)