关于互穿网络聚合物介绍

[拼音]：huchuanwangluo juhewu

[外文]：interpenetrating polymer networks

一种独特的高分子共混物。它是由交联聚合物Ⅰ和交联聚合物Ⅱ各自交联后所得的网络连续地相互穿插而成的(图1)，

英文缩写IPN。早在20世纪50年代IPN就有零星应用，70年代初期，逐步明确了有关 IPN的概念，此后这一研究领域不断获得扩展。

IPN不同于接枝共聚物，因为在IPN中聚合物Ⅰ和Ⅱ之间未发生化学键结合。它也不同于相容的共混物，因为聚合物Ⅰ和Ⅱ在IPN中存在各自的相，虽然相分离的微区尺寸小到只有几百至一千埃。

制备方法

一般是将第二单体连同交联剂和引发剂（或活化剂）一起溶胀入已经交联的聚合物Ⅰ中，使第二单体就地聚合并且交联形成聚合物Ⅱ，这样后者就穿插在聚合物Ⅰ的网络中。此外，还有下列不同制备方法获得的穿插聚合物。

由两种橡胶的乳液混合后成膜，然后使之各自交联而制得，英文缩写IEN。

以交联的聚合物Ⅰ的胶乳作种子胶乳，加入单体Ⅱ及其交联剂，不另外补充新的乳化剂，使单体Ⅱ在聚合物Ⅰ的胶乳中聚合和交联而成。

在同一容器中两个独立的、互不干涉的聚合交联反应同时进行所形成的互相穿插的网络，英文缩写SIN。它又分为两类：

（1）由两种单体混合，其中之一进行缩聚反应，另一种进行加聚反应而成。

（2）两种线型预聚物连同各自的交联剂和催化剂一起混合后铸型固化而成。

利用非平衡的溶胀聚合，即让第二单体对交联的聚合物Ⅰ进行溶胀，在尚未达到溶胀平衡时，就使该单体聚合和交联，这样形成的IPN的组成呈梯度渐变，故名。

使线型聚合物的分子穿插于具有大环结构的有机化合物分子的环中，然后使线型聚合物交联形成网络（图2）。

两种聚合物组成的网络中有一种聚合物是未交联的线型分子，它穿插于已交联的另一种聚合物中，称为半穿网络。 其中交联聚合物Ⅰ/线型聚合物Ⅱ称为semi-Ⅰ;线型聚合物Ⅰ/交联聚合物Ⅱ称为semi-Ⅱ。

是一类由聚合物Ⅱ对聚合物Ⅰ或其网络进行交联或“缝合”所形成的一种网络（图3）。

严格地说，这一类型的聚合物已经超出了IPN的范畴。

性状

很难一概而论。如果在室温条件下两种聚合物中有一种表现为高d体，另一种表现为硬塑料，那么所形成的IPN既可能是增强橡胶，也可能是耐冲击塑料，视两者的相互比例和制备条件而定。

电子显微镜研究的结果表明，IPN具有两个连续的相，形成复杂的“细胞”结构。“细胞”壁和“细胞”内部分别由两种聚合物构成。这种“细胞“的尺寸大致在50～100纳米范围内。在许多情况下，“细胞”壁和“细胞”内部还存在更小的微细结构，其尺寸为10～20纳米，这种微细结构显然是由网络的互相穿插所造成的，但由于这些结构所形成的微区尺寸远比可见光的波长为小，因此典型的IPN是透明材料。

IPN在动态力学谱上也已证明存在两相，但两相的玻璃化转变区发生偏移并明显变宽，同时还伴随阻尼作用的增大（尤其在两个玻璃化转变区之间增大较多），因而IPN在较宽的温度范围内具有消声或减振的功能。IPN也同其他热固性材料一样，交联固化后不能再次成型，这是它的缺点。

应用

IPN在离子交换树脂、电渗析膜、压敏胶粘剂、增韧塑料和增强橡胶等方面正在获得应用。它作为消声或减振材料，预计将有良好的发展前景尤其在胶乳互穿网络聚合物的开发和同时聚合互穿网络的应用方面，潜力很大。

参考书目

1. D.A. Thomas and Z.H.Sperling， Interpenetrating Polymer Networks，D. R.Paul and S. Newman，ed.，Polymer Blends，Academic Press，New York，1978.