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互穿聚合物网络 3.4 互穿聚合物网络 3.4.1互穿高分子材料网络种类 关于IPN的分类，目前在国际上也不统一，从不同的角度出发可以有不同的分类方法。可根据IPN的制备方法和结构形态等进行分类，见表3-20。 (5)其他 还有一些材料，虽不是纯粹意义上的IPN，但从结构和制备方法上看，也可归入IPN的范畴。这主要包括AB-交联聚合物和热塑性IPN。 ① AB-交联聚合物（ABCP）是两种聚合物通过接枝交联而构成的整体聚合物网络。 （b）聚合物2的分子链跨越一个或多个聚合物1的分子链，形成一系列四官能团的接枝交联键，这称为接枝交联型，如图3-18所示。 3.4.2互穿高分子材料网络的制备 (1)分步IPN 先合成交联的聚合物1，再用含有引发剂和交联剂的单体2使之溶胀，然后使单体2就地聚合而制得。 『例』将含有交联剂二甲基丙烯酸四甘醇酯（TEGDM）的活化剂安息香的丙烯酸乙酯单体光引发聚合，生成交联的聚丙烯酸乙酯（PEA），再用含有引发剂和交联剂的等量苯乙烯使其溶胀。 待溶胀均匀之后，将苯乙烯聚合并交联，即制得白色皮革状的IPN 50/50 PEA/PS。 3.4.2互穿高分子材料网络的制备 也可用阴离子聚合的方法制备分步IPN。例如以阴离子聚合的方法制得了如下的IPN： 第一网络是α，ω-双甲基丙烯醛-二（己二醇）邻苯二甲酸酯及三乙氧基-α，ω-双甲基丙烯酸酯在萘钠的作用下生成的“活的”聚合物网络； 第二网络是以苯乙烯-丁二烯共聚物为基的交联聚合物网络。 （2）同步IPN(SIN) 同步IPN的制备方法是将两种单体混溶在一起，使两者以互不干扰的方式各自聚合并交联。当一种单体进行加聚而另一种单体进行缩聚时即可达此目的。 在共混过程中，由于EPDM只是部分交联，交联的EPDM仍具有热塑性。 当共混物冷却时，聚丙烯出现结晶并形成物理交联键。两聚合物由此结合形成热塑性IPN。 所谓动态硫化，是指在橡胶与塑料熔融共混过程中，使橡胶分散并就地硫化的过程。结果得到以热塑性塑料为基体，以硫化橡胶粒子为分散相，兼具热塑性和高弹性的热塑性弹性体(TPE)或弹性体合金(elastomeric alloys)。 这是一种目前产量最大的热塑性IPN产品，主要包括三元乙丙橡胶/聚丙烯((EPDM/PP)、天然橡胶/聚丙烯(NR/PP)、丁腈橡胶/聚丙烯(NBR/PP),丁基橡胶/聚丙烯(NR/PP)等品种。 3.4.3互穿聚合物网络的结构与性能 3.4.3.1 IPN的形态结构 IPN的形态结构是指相分离程度，相的连续性程度及相互贯穿的程度，相畴(微区)的形状、尺寸以及界面层的结构。 用透射电镜表明，IPN呈现相分离的结构，而且两种网络成分的相容性愈好，则微区尺寸愈小。 3.4.3.1 IPN的形态结构 小角X射线衍射研究PU/PS分步IPN的相界面层厚度，表明PS含量愈高，厚度愈小，相间互穿亦愈少。但这并不意味着界面层体积分数的下降，因为体积分数与相畴的数量有关。由于相畴数目的增加，虽然界面层厚度减小了，但体积分数却增大。 某些情况下，分步IPN会呈现两个连续相。例如，由丙烯酸丁酯与交联剂丙烯酸酐共聚形成第一网络，再用苯乙烯及交联剂二乙烯基苯溶胀并聚合成分步IPN，然后用热氨水将第一网络的交联键水解。并用苯萃取出丙烯酸丁酯共聚物。剩余物用扫描电镜观察，发现网状连续相呈串珠状连接并分布于另一连续相内，其粒径大小约0.lμm。 3.4.3.2影响IPN形态的因素 IPN形态的影响因素通常包括两组分的相容性、界面张力、交联密度、聚合方法与组分比等。 两种聚合物的相容性越好，则IPN的相畴尺寸越小。 以聚丙烯酸乙酯/聚甲基丙烯酸乙酯和聚丙烯酸乙酯/聚苯乙烯为例，前者两组分聚合物为同分异构体，相容性好，相畴尺寸较小;后者两组分聚合物相容性较差，故相畴尺寸达前者的10倍。 3.3.3.3 IPN的力学性能及其影响因素 IPN是两种聚合物通过交联网络的相互贯穿而形成的紧密结合，它们特有的强迫互容作用能使两种或两种以上性能差异很大的聚合物形成稳定的聚合物共混物，从而实现组分之间性能或功能的互补; 同时，IPN的特殊细胞状结构、界面互穿、双相连续等形态特征以及由此产生的牢固的界面结合，又使它们在宏观性能上产生特殊的协同作用。 此外，某些IPN材料具有反应性加工的特点，成型加工黏度低，流动性好，表现出良好的加工性能。 3.3.3.3 IPN的力学性能及其影响因素 （1） IPN的玻璃化转变 由于相分离的存在，IPN体系通常显示两个玻璃化转变温度(Tg)。与两个组分聚合物独立存在的Tg相比，两个Tg往往发生不同程度的“内移”，这是由于两组分聚合物之间存在一定的相容性和强迫互容作用引起的。 3.3.3.3 IPN的力学性能及其影响因素 （5）黏结性能