互穿网络结构

以N 乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体、N,N 亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂、过硫酸铵(APS)为引发剂,在聚乙烯醇(PVA)水溶液中原位聚合制备了半互穿网络结构(semi IPN)的复合聚合物, 并用红外光谱、表面接触角、吸水率以及拉力测试对材料的结构和性能进行了表征。结果表明:所制备的材料具有温敏特性,当交联剂用量达到一定值时,semi IPN膜的伸长率和弹性模量都存在一个最大值增加 PVA的用量,semi IPN膜的表面接触角减小,伸长率和弹性模量则增加明显。

不同类型的增韧剂，有着不同的增韧机理。液体聚硫橡胶可与环氧树脂反应，引入一部分柔性链段，降低环氧树脂模量，提高了韧性，却牺牲了耐热性。液体丁腈橡胶作为环氧树脂的增韧剂，室温固化时几乎无增韧效果，粘接强度反而下降；只有中高温固化体系，增韧与粘接效果较明显。端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂，固化前相容，固化后分相，形成“海岛结构”，既能吸收冲击能量，又基本不降低耐热性。T-99多功能环氧固化剂固化环氧树脂使交联结构中引进了柔性链段，不产生分相结构，在提高韧性的同时基本不降低耐热性。

热塑性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中，形成半互穿网络型聚合物，致使环氧树脂固化物韧性提高。

纳米粒子尺寸为1-100nm，具有极大的比表面积，表面原子又有极高的不饱和性，因此表面活性非常大。环氧基团在界面上与纳米粒子形成远大于范德华力的作用，能很好地引发微裂纹，吸收能量。纳米SiO2和纳米黏土既能引发银纹，又能终止裂纹。同时，纳米粒子具有很强的刚性，裂纹在扩展时遇到纳米粒子发生箨向或偏转，吸收能量而达到增韧目的。另外，纳米粒子与树脂具有良好的相容性，使基体对冲击能量的分散能力和吸收能力提高，导致韧性增大。

IPNS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IPNS中不同聚合物存在各自的相,亦未发生化学结合,因此，IPNS不同于接枝或嵌段共聚物,亦不同于一般高分子共混物或高分子复合材料，IPNS的结构和性能与制备方法有关，聚合物Ⅰ/聚合物ⅡIPNS（聚合物Ⅰ为第一网络,聚合物Ⅱ为第二网络）的结构和性能不同于聚合物Ⅱ/聚合物ⅠIPNS（聚合物Ⅱ为第一网络，聚合物Ⅰ为第二网络）。值得注意的是，在IPNS内如存有永久性不能解脱的缠结，则IPNS的某些力学性能有可能超越所含各组分聚合物的相应值。例如，聚氨酯和聚丙烯酸酯的抗张强度分别为42.07MPa、17.73MPa，伸长率分别为640%、15%而聚氨酯/聚丙烯酸酯IPNS(80/20)的抗张强度高达48.97MPa，最大伸长率为780%。

---