两种聚合物完全不相容；由于互穿，形成“强制 互溶”作用，提高了相容性 相互作用多组分聚合 物
• 7.2 合成
• 1. 分步IPN 合成步骤: 先合成交联聚合物1,再用含有交联剂的单体2使 之溶涨,然后使单体2聚合得到.
分析 ① 单体2均匀分布在聚合物网络1中；
② 聚合物网络2形成的同时，必然会与聚合物1有一
② 两种聚合物组分依次达到凝胶点；
依次达到凝胶点
产物性能较好
更有使用价值.如PU/PMMA、IR/PMA ③两种聚合物组分之间发生一定程度的接枝反应 接枝程度低 接枝程度高 可忽略; 可作为相容剂;
3. 胶乳IPN 意义 本体法合成IPN 用乳液聚合方法克服 胶乳IPN的合成 单体1 乳液聚合 方法 热固性材料 难成型加工
定程度互穿； ③ 聚合物1、2分子间无化学键形成，但是一种 永久的缠结。
分步IPN对已有的交联聚合物改性具
有重要的意义
例子
丙烯酸乙酯+交联剂 +光敏剂 研究较多的分步IPN品种: IPNSBR/PS、 IPNPB/PS、
光引发
交联的
聚丙烯酸乙酯
苯乙烯
+交联剂
+引发剂
聚 合 、 交 联
IPNPU/PS等
单体2对聚合物溶胀达到平衡，制得 IPN具有宏观上均一的组成。如果
在溶胀达到平衡之前就使单体2迅速聚
合，则从聚合1的表面至内部，单体2浓 度逐渐减小，产物宏观组成呈变化梯度。
⑤ 热塑性IPN 两种靠物理交联达到某种程度双重连续相的聚 合物共混物。 ⑥ “逆”IPN 最早合成的IPN： 以弹性体为聚合物1，塑料为聚合物2； 当以塑料为聚合物1，以弹性体为2时， “逆”IPN，又称“反”IPN。 当前已逐渐淡化这种区分。
• 7.1 概述 互穿聚合物网络 互穿网络聚合物
一种特殊形 式的聚合物 共混物,
7.
互穿聚合物网络
两种以上的交联聚合物相互贯穿可形 成的交织聚合物网络
从制备方法
接近接枝共聚-共混；
从相间有无化学结合
接近机械共混物
可视为用化学方法实现的机械共混物。
与其他多相高分子材料的大分子结构相比较
a. 机械共混机械共混大致相同，
形成“海-海”相过程。
化学共混法 聚合物1 例子 溶胀或溶解在单体2中 ① SEBS三嵌段 聚合物 NaOH 聚合
苯乙烯+甲基丙烯酸 引发剂 溶胀 蒸出水
热塑性SEBS/苯乙烯-甲基丙烯酸钠共聚物
② SEBS+ 聚酰胺/或聚酯 性能优异的热塑性IPN 若采用一般的共混法 只能得到宏观分相的、性能很差的产物 形成热塑性IPN两个基本条件
（1）必须在制备过程中或制备过程的剪切应力场中
b. 接枝共混
c. 嵌段共混
d. 半IPN
e. IPN
f. 交联型共聚
特点
通过化学交联施加强迫互容作用
聚合物链相互缠结形 成相互贯穿的交联聚 合物网络，达到抑制 热力学相分离
增加两组分相容性，形成精细共混物结构
互穿聚合物的分类 ① 完全IPN ② 半IPN ③ 乳液IPN ④ 梯度IPN 两种聚合物均是交联网络 一种聚合物是交联网络，另一种线形 两种线形弹性乳液混合凝聚、交联 又称渐变IPN，组成不均一的IPN.
PU/P(ST-AN)-半-IPN的TEM图片
PU粒子间适度粘连 表明存在双相连续性。
5. 互穿网络弹性体 由两种线型弹性体胶乳混合在一起，再 进行凝聚、交联。
6. 热塑性IPN 定义 以物理即次价键交联的互穿聚合物网络
三种物理交联键 ① 半结晶聚合物的结晶部分; ② 嵌段共聚物的结晶或玻璃态链段; ③ 离聚体中的离子部分; 制备方法
聚合 反应
IPN
要求 ① 两种单体的聚合反应必须不相互干扰； ② 有大致相同的聚合温度和聚合速率
例子
环氧树脂各组分 + 混 合 交联丙烯酸酯各组分
环氧树脂
缩聚
丙烯酸酯
自由基
聚合 环氧树脂/聚丙烯酸酯IPN
同步IPN分析
同步法合成IPN将出现三种情况
① 两种聚合物同时达到凝胶点；
如Epoxy/Acrylic,同时凝胶的产物性能并不好.
（1）理想IPN
形成互穿网络的两种聚合物在分子水平上均匀贯穿 的IPN。大部分聚合物之间缺乏热力学上的相容性 难 得到理想IPN
（2）部分IPN
两种聚合物仅是部分相容；两种聚合物不可能在 分子水平上贯穿，聚集体中存在微相分离结构；产物具 有较宽的玻璃化转变区域。目前大部分IPN属于这一类
（3）相分离IPN
白色皮革状的IPN 50/50PEA/PS
• 2. 同步IPN 同步IPN: 当两种聚合物组分同时生成而不存在先后次 序时,生成的IPN称为同步IPN.
同步IPN简称SIN。主要优点是初始粘度小， 易成型加工。与分步IPN相比，人们更加重视SIN 的研究和应用。
分析
特点
工艺简单
两种单体/交联剂/引发剂
种子乳液聚合/分步IPN
种子
单体2、引发剂、交联剂、
少量乳化剂
胶乳IPN结构
种子为核; 单体2为壳; 成膜后 可能出现的情况 不同条件下，单体2 种子内部 聚合物2构成连续性较大的相
在种子内形成胞，结果形成类似香肠状的结构
乳液IPN乳胶粒形态结构示意图
例子
250ml,60℃ 水 PMMA/ 聚 丙 烯 酸 乙 酯 IPN
NCO CH3
第二步是在此网络中发生M2的聚合。 特点
M2被固定在这种强极性紧密网络的空隙中
极性作用 取向 完全不同本 体聚合
两组分由于极性作用而使第二组分形 成次价键交联的物理网络。
在PU质量分数高达 60-80%情况下，黑色 的PU仍呈粒子状态分散 在白色P（St-AN）连 续相中； 相界面模糊，即存 在界面网络互穿；
引发剂+交联剂+丙烯酸乙酯
4.半互穿网络 只有一种聚合物交联
例如
单体1 TDI(M1)
单体2 MMA 、MA、AN等极性单体 引发剂 三乙胺、四乙基二胺及BPO 将M1、M2及引发剂混合，强烈搅拌均匀，
在N2保护下，聚合反应分两步进行。
第一步生成TDI自聚物，该产物是强极性的紧密网络结构：
NCO NCO 引发剂A CO NCO CH3 CH3 NCO AOC N NCO CO H3C N OC N NCO CH3 NCO OC NCO H3C N OC CO N N CH3 CH3 NCO N CH3 NCO AOC N AOC N CH3