互穿聚合物网络
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互穿聚合物网络(IPN)天然纤维素包括细菌纤维素、海藻和高等植物(如棉花、苎麻、木材等)均属于纤维素I型。
纤维素I分子链在晶胞内是平行堆砌的,纤维素II是纤维素I经由溶液中再生(regeneration)或经丝光处理(mercerization)得到的结晶变体,是工业上使用最多的纤维素形式。
纤维素II 与纤维素I有很大的不同,它是由两条分子链组成的单斜晶胞,属于反平行链的堆砌。
纤维素是一种β-(1-4)-D-糖苷键连接的线型高聚物,由X 射线衍射发现存在四种结晶形态,即纤维素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ,不同晶型纤维素的C1,C4 和C6 的化学位移具有明显的差别,这种差别可能是因为不同晶型纤维素的链构象转变或晶体堆砌对吡喃葡萄糖单元C4 和C6 的影响差异造成的.基于在非晶区的链段运动显示窄谱线,而晶区的刚性链以及分布在非晶区的刚性链产生宽谱线,因此可以利用宽、窄谱线的峰面积(S b 和S n)求取结晶度χ c纤维素I和纤维素II在C6上的差别就是因为吡喃葡萄糖单元C6位羟基的构象不同,纤维素I为t - g构象,纤维素II和无定型纤维素则为g - t构象。
天然纤维素I也存在两种不同的晶体结构,即纤维素Iα和Iβ。
13C NMR谱指出它们之间最大的差别在C1的化学位移上,Iα?为单峰,Iβ?为双峰。
高分子链构象参数:无扰尺寸(A):A 值愈小,高分子链愈柔顺。
A 值只取决于高分子的近程结构,与高聚物的分子量无关。
空间位阻参数(σ):空间位阻参数是指由于高分子链的内旋转受阻而导致分子尺寸增大程度的量度,其值愈小,高分子链愈柔顺Flory 极限特征比(C∞?):Flory 极限特征比是指高分子链由于键角限制和空间位阻造成分子链伸展的程度,。
一般来说,C∞?愈小,链愈柔顺。
合成的柔顺性高聚物的C?值在5~7 范围内,而天然高分子多数高于此范围。
持续长度(q):持续长度q 广义为高分子链在第一个键方向上的投影,它表征分子链的支撑能力。
互穿聚合物网络的研究进展摘要:互穿聚合物网络(IPN)是两种或两种以上交联聚合物通过网络的互相贯穿而成的交织聚合物网络。
它可以看作是一种特殊形式的聚合物共混物。
本文分别从橡胶改性和黏合剂应用两方面概述了互穿聚合物网络的应用研究进展及其表征方法。
关键词:互穿聚合物网络;橡胶改性;黏合剂;应用;表征方法1.IPN的概念互穿聚合物网络(IPN)是两种或两种以上交联聚合物通过网络的互相贯穿而成的交织聚合物网络。
它可以看作是一种特殊形式的聚合物共混物。
IPN 作为一类新型聚合物共混物和一种新的共混改性技术,特别是它独特的化学共混方法和网络互穿结构及强迫互容、界面互穿、协同作用等特点,引起了人们的极大兴趣[1]。
2 IPN的应用2.1 IPN在橡胶改性中的应用IPN是制备交联聚合物合金的唯一手段,在橡胶改性中占据不可替代的位置,IPN可以通过动力学控制使原本不相容的组分达到微观相分离的程度,即强迫相容性,如此使其改性适用的范围更加广泛;在性能上,IPN会在某一组成时表现出一个极大值,这称为IPN的协同效应。
在橡胶领域,IPN材料作为橡胶制品基材已经得到了一定的应用,具有性能优异、可按照应用要求设计以及原料种类广泛等优点,也存在制备操作繁杂、原料成本较高等缺点。
其应用概括起来主要包括橡胶的补强、宽温域阻尼材料和各种功能橡胶材料。
[2]2.1.1橡胶结构材料王志成等[3]制备了聚硫橡胶和EP的弹性体共混物,与棕刚玉混合之后硫化,制得的三元共混IPN复合材料为一种新型的金属磨具——弹性砂轮。
该弹性砂轮的金属磨光粗糙度可达到0.8μm,磨光工效是手工磨光的8~10倍。
S.Ostad-Movahed等[4]将PBR和SBR按照一定比例共混,加入经过有机表面改性的白炭黑,制得具有IPN结构的汽车轮胎胎面材料,并研究了共混时间、共混温度和并用比对材料性能的影响。
结果表明,IPN材料的密度、拉断伸长率和耐磨性能与组分的并用比有关,而硬度、储能模量和tanδ则与共混时间和温度以及胶料粘度有关。