1.2.3　互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)

互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPN）由兩種或更多的交聯(lián)聚合物形成，它們在分子尺度上相互貫穿纏結(jié)，但相互之間通常不存在化學(xué)鍵，只是單純的物理永久纏結(jié)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)可劃分為：全I(xiàn)PN，半IPN和混雜IPN。全I(xiàn)PN是兩種或兩種以上化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的互鎖，各組分均形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。一種線型聚合物貫穿于其他的聚合物網(wǎng)絡(luò)間的稱為半IPN。而混雜IPN的網(wǎng)絡(luò)之間有化學(xué)鍵的作用，多為一種聚合物在另一網(wǎng)絡(luò)上的接枝共聚物。

根據(jù)制備方法的不同，可將IPN分為同步IPN、分步IPN、膠乳IPN和熱塑性IPN。同步IPN是兩種或兩種以上單體或低聚物按不同的反應(yīng)機(jī)理各自同時而獨立的聚合。分步IPN是先制備出一種聚合物的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，然后讓另一組分的單體在該網(wǎng)絡(luò)間聚合交聯(lián)。

聚合物互穿網(wǎng)絡(luò)擁有獨特的貫穿、纏結(jié)結(jié)構(gòu)，可提高大分子鏈的相容性、使相結(jié)構(gòu)微相化，并且增大相間結(jié)合力，聚合物互穿網(wǎng)絡(luò)兼有各組分原有的功能特性，具有良好的力學(xué)性能和相容性。其特點就是能產(chǎn)生出比一般共混物更優(yōu)異的性能。而產(chǎn)生這種性能的原因就在于它是一種組分與另一種組分進(jìn)行無規(guī)則地貫穿，使互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)體系中各組分間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。

互穿網(wǎng)絡(luò)的力學(xué)性能和光學(xué)特性與形態(tài)有關(guān)，IPN的形態(tài)主要受各組分的性質(zhì)和用量、交聯(lián)的順序、交聯(lián)密度、組分間的熱力學(xué)相容性和各聚合物聚合交聯(lián)動力學(xué)等因素影響。在IPN內(nèi)的兩種組分的熱力學(xué)相容性受Gibbs混合自由能支配。當(dāng)聚合進(jìn)行時，這兩個互穿網(wǎng)絡(luò)組分的分子量增大，從而降低混合熵，也降低了相容性，這可能導(dǎo)致相分離。互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)通過各因素的調(diào)節(jié)最終可達(dá)到微觀的相分離，其相區(qū)大小分布在幾納米到數(shù)十微米之間，由于界面互穿甚至可以達(dá)到雙相連續(xù)的相態(tài)，即使是不相容的組分也可以通過動力學(xué)的控制達(dá)到強(qiáng)迫相容的效果，顯示協(xié)同效應(yīng)，在性能上相互取長補(bǔ)短。因此IPN在聚合物改性中顯得尤為重要。例如利用IPN技術(shù)穩(wěn)定有強(qiáng)烈相分離傾向的親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)和疏水性聚合物網(wǎng)絡(luò)，形成疏水-親水互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。

目前，互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)越來越多地應(yīng)用于增強(qiáng)橡膠、增韌塑料、阻尼材料、涂料和功能材料等領(lǐng)域。