(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彈性體的補強塑料的增韌離子交換樹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IPN的應(yīng)用IPN技術(shù)廣泛應(yīng)用于：彈性體的補強Kim等人用PU/PMMA-SIN技術(shù)補強聚氨酯，拉伸強度和撕裂強度提高無規(guī)聚丁二烯/PS50/50IPN體系，拉伸強度和斷裂伸長率由無規(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等牌號的MBS、ACR類核-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)用離子交換樹脂IPN型離子交換樹脂，其中一種聚合物網(wǎng)絡(luò)高度交聯(lián)，提供必要強度，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型離子交換樹脂是目前在各類樹脂中能較好地解決選擇吸附性和樹脂顆粒內(nèi)擴散速度的矛盾的一類樹脂還能較好地解決機械強度與交換反應(yīng)可逆性的矛盾問題IPN的應(yīng)用國外學(xué)者研究了IPN型弱酸、弱堿樹脂和兩性熱再生樹脂的合成、孔結(jié)構(gòu)及動力學(xué)特性IPN的應(yīng)用我國從20世紀80年代起對IPN型離子交換樹脂進行研究，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弱堿樹脂，除可用于離子交換過程外，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)，對振動能的吸收最大，阻尼作用最強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)精細結(jié)構(gòu)，密度較高當EA含量低時，PEA呈細胞結(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70年代以來，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)氧樹脂，聚氨酯/聚丙烯酸酯等樹脂的IPN膠黏劑：環(huán)氧樹脂/聚酯樹脂IPN膠黏劑、聚硫橡膠/環(huán)氧樹脂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)，同時作為密封劑，防水材料可用作無紡材料膠黏劑也適合于汽車工業(yè)其它體系的IPN膠黏劑：以3個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/聚氨酯混雜樹脂（商品名Xylon)組分Ⅰ（二異氰酸酯/二元醇/促進劑）+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)具有高強度、高模量、耐腐蝕、易加工等特點，應(yīng)用于樹脂基復(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)氧樹脂改性如：環(huán)氧樹脂/聚氨酯形成的SIN不僅具有顯著高于普通環(huán)氧樹脂的韌性、拉伸強度、剪切強度和硬度，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，其特有的強迫互容、界面互穿、雙相連續(xù)等又促進其功能復(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)境的細微變化(pH值、離子強度、溫度、光、電場等），并通過凝膠體積的膨脹或收縮來響應(yīng)這些外界刺激是設(shè)計各種仿生材料、化學(xué)機械系統(tǒng)、藥物釋放系統(tǒng)和化學(xué)開關(guān)等的基礎(chǔ)IPN的應(yīng)用以無規(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，因而對各種物質(zhì)具有良好的選擇透過性如：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：一種溫度依賴光透射的半-IPN太陽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，當光透射該體系，體系溫度升高到一定值時，便出現(xiàn)分層通過調(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℃），可作為太陽能收集器保護涂料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)境污染問題，所以利用可再生資源來制備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)動力學(xué)、松弛轉(zhuǎn)變行為以及耐熱性，發(fā)現(xiàn)此類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進行乳液聚合，可制得類似于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，抗沖強度可達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鏈節(jié)都有三個具有相當反應(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公司開發(fā)的Rimplast既有有機硅的潤滑、絕緣、耐高溫、化學(xué)惰性、生物相容性和透氧性的特點，又具有熱塑性樹脂力學(xué)強度的特點，可用作人體導(dǎo)