互穿网络聚合物IPN

互穿网络聚合物发展及应用综述摘要：本文首先对互穿网络聚合物做了简单的介绍，并对其特点和制备做了简单的说明。

主要综述了近十年来互穿网络聚合物研究发展及应用，并列出了一些实例。

最后对其作出了自己的看法。

关键词：互穿网络聚合物发展应用综述（一）：互穿聚合物网络（IPN)简介所谓互穿聚合物网络（Interpenetrating Polymer Network , IPN)，是由两种或多种相互贯穿的交联聚合物组成的共混物，其中至少有一种组分是紧邻在另一种组分存在下聚合或交联的。

它是20世纪60年代以来继接枝共聚，嵌段共聚等制备聚合物合金的又一途径。

其特点是通过化学交联施加强迫互容作用，使聚合物相互缠结形成相互贯穿的交联聚合物网络，达到抑制热力学上相分离的目的，增加两种组分间的相容性，形成比较精细的共混物结构。

制备IPN的方法有三种：分步聚合法、同步聚合法、乳液聚合法。

分布聚合法是现将一种单体单独聚合为聚合物，然后将它置于相应另外的单体中溶胀，后加入适当的引发剂，交联剂等，在适当工艺条件下形成交联聚合物网络。

同步聚合法较简单，即将2种或多种单体放入反应器中，在相应催化剂，引发剂，交联剂的存在下，在一定反应条件下使单体进行聚合反应，形成交联互穿网络。

乳液聚合法是现将聚合物1形成“种子”胶粒，然后将单体2及其引发剂，交联剂加入其中，而无需乳化剂，使单体2在聚合物1所构成的种子胶粒的表面进行聚合和交联。

【1】（二）：互穿聚合物网络的应用自1951年Staudinger 在一篇英文专利中首先提到用这类材料改进塑料制品表面的光滑性，到1960年Millar J. R.首先正式提出互穿聚合物网络这个名称，再一直到现在，互穿聚合物网络有了飞速的发展。

它在定形相变材料、染整粘合剂、离子交换树脂、生物医用材料和防腐材料等正在获得应用。

做为消声和减震材料，IPN预计有良好的发展前景，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。

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。

2018年第37卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1843·化 工 进展胶乳互穿网络聚合物（LIPN ）的阻尼性能研究与应用进展阳红军，王锋，胡剑青，涂伟萍（华南理工大学化学与化工学院，广东 广州 510641）摘要：介绍了胶乳互穿网络聚合物的微观结构形态、阻尼原理、合成过程和类别，讨论了其阻尼性能的影响因素，同时对胶乳互穿网络聚合物在不同领域的应用进行了总结，并对胶乳互穿网络聚合物的发展方向进行了展望。

指出了胶乳互穿网络聚合物结构与阻尼性能的关系，在其合成过程中，其阻尼性能受到交联剂含量、网络配比、加料顺序、加料方式和填料的影响，其在阻尼涂料、皮革涂饰剂和涂料印花等领域有广泛的应用。

同时也指出了目前关于胶乳互穿网络聚合物的研究遇到的瓶颈，未来的研究应从新的聚合工艺、新的表征方法和组成多样性寻求突破。

关键词：互穿网络；阻尼；复合材料；化学反应；聚合物中图分类号：TQ323.8 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）05–1843–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000–6613.2017-1390Research progress on the performance and application of latexinterpenetrating polymer networksYANG Hongjun ，WANG Feng ，HU Jianqing ，TU Weiping（School of Chemistry and Chemical Engineering ，South China University of Technology ，Guangzhou 510641，Guangdong ，China ）Abstract ：In this paper ，the microstructure morphology ，damping principle ，synthesis and classification of latex interpenetrating polymer networks （LIPN ）are introduced. The damping performance influencing factors ，the application areas and the research outlook of latex interpenetrating polymer networks are also discussed. The relationship between the damping performance and the structure of LIPN is explained. In the synthesis process ，the damping performance is influenced by the crosslinking agent content ，ratio of networks ，feeding sequence ，feeding methods and the filler. LIPN is widely applied in damping coating ，leather finishing agent and pigment printing binder. This paper also points out the bottlenecks of current research of latex interpenetrating polymer networks and the future research breakthroughs should focus on new polymerization process ，diversity of composition and new characterization methods.Key words ：interpenetrating polymer networks ；damping ；composite ；chemical reaction ；polymer胶乳互穿网络聚合物简称LIPN ，是通过分步乳液聚合（即种子乳液聚合）合成的互穿网络聚合物。

互穿聚合物IPN无机防腐涂料防腐效果好互穿聚合物网络是由两种或多种各自交联和相互穿透的聚合物网络组成的高分子共混物，简称IPN，IPN的特点在于含有能起到强迫相容作用的互穿网络，不同聚合物分子相互缠结形成一个整体，不能解脱。

在IPN中不同聚合物存在各自的相,亦未发生化学结合，志盛威华ZS系列IPN导电无机防腐涂料有效防海水蒸汽腐蚀，防腐涂料成膜网络互相贯穿形成的能关系到协同效应的互穿网络聚合物，具有高强度，高韧性，耐冲磨，耐老化，耐酸碱盐腐蚀，附着力强等特点，应用广泛。

互穿网络防腐涂料(IPN防腐)，是采用世界较新的防腐研发技术，溶液是由新型志盛威华特制的无机聚合物螯合成膜溶液，已硅氧基—Si—O—Si—键为基础,嫁接有机烷基侧链作为辅佐，再已羟基为端链螯合的防腐成膜物，该键对硅原子上连接螯合的羟基、烷基有很好的三元协同效应,溶液稳定性强，减轻了对高聚物内部的影响，成膜物更致密，防腐抗腐蚀性能好、附着力强，耐温高。

互穿聚合物IPN无机防腐涂料防腐效果好，导电率高，防腐性能好，ZS-711无机聚合物防腐涂料是为满足航天、军工等领域的特殊要求而研发的高科技产品，产品已经在航天、军工领域成功应用并逐步推广到国民经济各部门。

现在这种新型的无机聚合物防腐涂料已成为保护钢铁较普遍、较重要的涂料。

ZS-711无机聚合物防腐涂料在大气、地下、海洋、化工材料、石油石化液体、污水中等重要防腐领域应用几乎没有可竞争的对手。

ZS-711无机防腐涂料是互穿网络防腐涂料IPN(interpenetrating Polymer Network)即互穿聚合物网络结构，是两种或两种以上的共混聚合物，分子链相互贯穿，并至少一种聚合物分子链以化学键的方式交链而形成的网络结构。

多年的研发，多种工况的用用志盛威华ZS-711无机防腐涂料IPN 不同于简单的共混，嵌段或接枝聚合物，在性能上IPN与上面三者的明显差异有两点。

一是IPN在溶剂中溶胀但不能溶解。

8710互穿网络防腐涂料执行标准8710互穿网络防腐涂料执行标准IPN8710防腐涂料是一种具有优良特性的互穿网状聚合物。

它的主要原料为聚氨酯和聚取代乙烯。

IPN8710防腐涂料自身有着非常不错的优良特性，它的使用时不需要增加任何的溶剂反应固化成膜后涂层紧密且韧性高、粘度低耐冲磨、耐腐蚀、耐老化、附着力强且具有的防渗透性和阻燃性。

就这种IPN8710防腐漆是金属与混凝土、木质等非金属构件的防腐和保护常用防腐涂料，它主要的应用行业有自来水工程、电厂、化工、化肥等工业部门的设备、管道等钢结构以及混凝土结构的防腐和装饰当中。

8710互穿网络防腐涂料执行标准PN8710防腐涂料它是一种环保型的防腐涂料产品，这种产品主要应用于输送水或是水下的管道设备或是系统当中。

它是由环氧树脂漆、沥青、防锈颜料和助剂等研磨调和而成的。

其主要的应用领域就是地下管道，其中包括埋在各种土质条件的地下和浸水构筑物及码头钢桩等等！耐高温防腐涂料是一种有着耐高温特性的涂料产品，它的耐热可以达到1700度，是一种采用高温溶液、水基无机自因化耐热涂料和其物理性能、化学性能和使用性能均达到先进水平的一种比较先进的涂料产品。

在正常的情况下耐高温防腐涂料可以同钢铁基体连成一体，从而形成一种具有着电化学保护和物理屏蔽作用的防腐涂料隔层，特别是在高温情况下，这种腐蚀效果就会更为的明显和有效。

它同IPN8710防腐涂料有相同的地方就是它也是一种对环境无污染、对人体无危害、无毒、无异味的产品。

产品介绍：一种聚酰胺固化的双组份环氧涂料，设计用于装载敏感性物质如饮用水之类。

主要性能（1）无毒、无溶剂挥发，对环境友好，可直接与食品接触。

（2）平整光亮、坚硬、耐磨，物理机械性能好。

（3）耐水性能、耐化学品性能好。

（4）耐介质的防腐性能（耐酒精度高达50度、耐30%双氧水、耐10%NaCl）、耐高低温性能（耐低温可达－55℃、耐热可达80℃）等优于同类产品的性能。

随着复合技术在材料科学的发展，20世纪80年代Okubo 提出了“粒子设计”的新概念，其主要内容包括异相结构的控制、异型粒子官能团在粒子内部或表面上的分布、粒径分布及粒子表面处理等。

核-壳型乳液聚合可以认为是种子乳液聚合的发展。

乳胶粒可分为均匀粒子和不均匀粒子两大类。

其中不均匀粒子又可分为两类：成分不均匀粒子和结构不均匀粒子。

前者指大分子链的组成不同，但无明显相界面，后者指粒子内部的聚合物出现明显的相分离。

结构不均匀粒子按其相数可分为两相结构和多相结构。

核﹣壳结构是最常见的两相结均。

如果种子乳液聚合第二阶段加入的单体同制备种子乳液的配方不同，且对核层聚合物溶解性较差，就可以形成具有复合结构的乳胶粒，即核﹣壳型乳胶粒。

即由性质不同的两种或多种单体分子在一定条件下多阶段聚合，通过单体的不同组合，可得到一系列不同形态的乳胶粒子，从而赋予核﹣壳各不相同的功能。

核﹣壳型乳胶粒由于其独特的结构，同常规乳胶粒相比即使组成相同也往往具有优秀的性能。

一、核壳乳液乳胶粒的结构形态根据“核﹣壳”的玻璃化温度不同，可以将核壳型乳胶粒分为硬核﹣软壳型和软核﹣硬壳型：从乳胶粒的结构形态看，主要着几种：正常型、手镯型、夹心型、雪人型及反常型。

其中反常型以亲水树脂部分为核。

图5-7是几种常见的核売型乳胶粒的模型。

核壳乳胶粒子结构形态多种多样，在形成过程中受到诸多因素的影响，很难用热力学分析解决。

大量的研究结果表明，对粒态的影响因素主要有：加料方法和顺序，核壳单体及两聚合物的互溶性，两聚合物的亲水性，引发剂的种类和浓度，聚合场所的黏度，聚合物的分子量，聚合温度等。

这些因素是互相联系、互相制约和矛盾的，不能孤立看待。

(1）单体性质乳胶粒的核﹣壳结构常常是由加入水溶性单体而形成的。

这些聚合单体通常含有羧基、酰胺基、磺酸基等亲水性基团。

由于其水溶性大易于扩散到胶粒表面，在乳胶粒﹣水的界面处富集和聚合。

当粒子继续生长时，其水性基团仍留在界面区，而产生核﹣売结构。

各类防腐涂料性能一、IPN8710 互穿网络防腐涂料“IPN”是英文“interpenetrating polymer networks”的缩写，中文译为互穿网络。

互穿网络型聚合物是近一、二十年研究、开发的新型高分子防腐涂料，具有非寻常高分子材料的优异性能，是当今高分子材料开发的热点之一，有高聚物"合金"的美誉。

IPN系列防腐涂料是一种蓖麻油型聚氨酯和聚取代乙烯互穿网络高分子共聚物, 在涂料混合固化过程中，前者的橡胶网络和后者的塑料网络互相贯穿、渗透、牢固地附着在被涂物表面。

对材料表面产生防腐保护和装饰作用。

“IPN”系列防腐涂料具有高强度、高韧性、耐冲磨、耐老化、耐酸碱盐腐蚀，附着力强，耐水解、耐汽油、煤油等介质，无毒和不燃烧等优良性能。

因此用途广泛，不但适用于钢材防腐，在混凝土、木质等非金属构件也能应用。

近年来已广泛应用于自来水工程、电厂、化工、化肥等工业部门的设备，输油、输气、输水管道系统以土建结构等地下和地上的工程防腐。

其综合性能特点如下：1、产品为带锈防腐涂料，施工时允许金属表面留有薄锈，涂料成膜固化时可渗透到锈层中，将铁锈分隔包围，阻止金属进一步锈蚀，因此在钢铁等金属层上应用不需要前处理，可带锈施工，大大简化了防腐作业工序，施工简单方便；2、产品为弹性涂层，涂层伸长率为100%。

在各种基层材料的自由伸缩或机械伸缩下，涂层均能适应，保证不脱落，不开裂，确保了涂层的防腐质量和使用寿命；3、产品为高固体份涂料，清漆固体份60%，色漆更高，高于其它防腐涂料。

减少了施工道数，节约了涂料用量。

二、环氧防腐涂料系列环氧树脂涂料主要是由环氧树脂和屏蔽性高的防锈颜料、填料、触变剂、防锈添加剂、固化剂和混合溶剂等配制而成。

由于使用的环氧树脂分子量大小差异以及比例的不同，添加剂的各异，所得到的产品性能、用途也就各不相同。

环氧树脂涂料，具有独特优良的防腐蚀性能。

据中国环氧树脂行业协会()专家介绍，主要具有如下特性：1、优异的耐腐蚀性能。