IPN

IPN(Interpenetrating Polymer Network)即是兩種或兩種以上的共混聚合物，分子鏈相互貫穿，並至少一種聚合物分子鏈以化學鍵的方式交鏈而形成的網路結構。早在20世紀50年代IPN就有零星套用，70年代初期,逐步明確了有關 IPN的概念，此後這一研究領域不斷獲得擴展。IPN不同於接枝共聚物，因為在IPN中聚合物Ⅰ和Ⅱ之間未發生化學鍵結合。它也不同於相容的共混物，因為聚合物Ⅰ和Ⅱ在IPN中存在各自的相,雖然相分離的微區尺寸小到只有幾百至一千埃。也是一種網路增值服務的簡稱。

基本介紹

• 中文名：兩種或兩種以上的共混聚合物
• 外文名：Interpenetrating Polymer Network
• 簡稱：IPN
• 其他義：網路增值服務的簡稱
• 實質：獨特的高分子共混物
• 性狀：彈性體

互穿聚合物網路結構

概述

IPN(Interpenetrating Polymer Network)：互穿聚合物網路結構

是兩種或兩種以上的共混聚合物，分子鏈相互貫穿，並至少一種聚合物分子鏈以化學鍵的方式交鏈而形成的網路結構。1914年Aylsworth首先在天然橡膠、硫和部分反應的苯酚甲醛樹脂製成IPN結構聚合物。1941年J.J.P.Staudinger申請了第一個IPN專利，在10年後合成了以甲基丙烯酸甲酯為基材的半-IPN表面光滑，透明塑膠。1960年Miller首先使用IPN這名詞。1970年起Sperling小組與Frisch兄弟小組，進行了大量研究，IPN已被廣泛用作抗衝擊材料。離子交換樹脂、阻尼材料、熱塑膠彈性體等等的生產。我國國內，化工系統也已使用，但套用於印染助劑特別是印花粘合劑的，尚屬空白。

性狀

很難一概而論。如果在室溫條件下兩種聚合物中有一種表現為高彈體,另一種表現為硬塑膠,那么所形成的IPN既可能是增強橡膠,也可能是耐衝擊塑膠，視兩者的相互比例和製備條件而定。

電子顯微鏡研究的結果表明,IPN具有兩個連續的相，形成複雜的“細胞”結構。“細胞”壁和“細胞”內部分別由兩種聚合物構成。這種“細胞“的尺寸大致在50～100納米範圍內。在許多情況下,“細胞”壁和“細胞”內部還存在更小的微細結構，其尺寸為10～20納米，這種微細結構顯然是由網路的互相穿插所造成的，但由於這些結構所形成的微區尺寸遠比可見光的波長為小，因此典型的IPN是透明材料。

IPN在動態力學譜上也已證明存在兩相,但兩相的玻璃化轉變區發生偏移並明顯變寬，同時還伴隨阻尼作用的增大（尤其在兩個玻璃化轉變區之間增大較多），因而IPN在較寬的溫度範圍內具有消聲或減振的功能。IPN也同其他熱固性材料一樣,交聯固化後不能再次成型,這是它的缺點。

特點

IPN結構的最大特點是可以將熱力學不相容的聚合物相混而形成至少在動力學上可以穩定的合金性質的物質，構成IPN結構的聚合物合金狀態物質的各種聚合物本身均為連續相，相區一般為l0-l00nm，遠遠小於可見光的波長，故呈無色透明狀。這種相結構使得兩相的玻璃化轉變區發生偏移並變寬，這種結構特徵決定了它可能兼具良好的靜態和動態的力學性能，以及較寬的使用溫度範圍。IPN不同於簡單的共混，嵌段或接枝聚合物，在性能上IPN與上面三者的明顯差異有兩點。一是IPN在溶劑中溶脹但不能溶解。二是IPN不發生蠕變和流動。

由於存在著化學交聯點，IPN在任何溶劑中都只能溶脹，不能溶解，IPN也不會發生蠕變和流動，從而使得IPN具有更好的粘接力，因此得到較高的色牢度。由於IPN的各種聚合物的Tg(玻璃化轉變溫度)是可選擇的，我們可以選擇其中一相有較低的Tg，從而使得粘合劑具有較好的彈性和柔軟性，另一相的Tg較高，用以防止粘合劑發粘。

IPN由於含有能起到“強迫相容”作用的互穿網路，不同聚合物分子相互纏結形成一個整體，不能解脫。在IPN中不同聚合物存在各自的相,亦未發生化學結合,因此，IPN不同於接枝或嵌段共聚物,亦不同於一般高分子共混物或高分子複合材料，IPNS的結構和性能與製備方法有關，聚合物Ⅰ/聚合物ⅡIPN（聚合物Ⅰ為第一網路,聚合物Ⅱ為第二網路）的結構和性能不同於聚合物Ⅱ/聚合物ⅠIPN（聚合物Ⅱ為第一網路，聚合物Ⅰ為第二網路）。值得注意的是，在IPN內如存有永久性不能解脫的纏結，則IPN的某些力學性能有可能超越所含各組分聚合物的相應值。例如，聚氨酯和聚丙烯酸酯的抗張強度分別為42.07MPa、17.73MPa，伸長率分別為640%、15%;而聚氨酯/聚丙烯酸酯IPNS(80/20)的抗張強度高達48.97MPa，最大伸長率為780%。

製備方法

一般是將第二單體連同交聯劑和引發劑（或活化劑）一起溶脹入已經交聯的聚合物Ⅰ中，使第二單體就地聚合併且交聯形成聚合物Ⅱ，這樣後者就穿插在聚合物Ⅰ的網路中。此外，還有下列不同製備方法獲得的穿插聚合物。

互穿高彈體網路 由兩種橡膠的乳液混合後成膜,然後使之各自交聯而製得，英文縮寫IEN。

膠乳互穿網路聚合物 　以交聯的聚合物Ⅰ的膠乳作種子膠乳，加入單體Ⅱ及其交聯劑，不另外補充新的乳化劑，使單體Ⅱ在聚合物Ⅰ的膠乳中聚合和交聯而成。

同時聚合互穿網路 　在同一容器中兩個獨立的、互不干涉的聚合交聯反應同時進行所形成的互相穿插的網路，英文縮寫SIN。它又分為兩類：

①由兩種單體混合，其中之一進行縮聚反應，另一種進行加聚反應而成。

②兩種線型預聚物連同各自的交聯劑和催化劑一起混合後鑄型固化而成。

漸變互穿網路聚合物 　利用非平衡的溶脹聚合，即讓第二單體對交聯的聚合物Ⅰ進行

溶脹，在尚未達到溶脹平衡時,就使該單體聚合和交聯，這樣形成的IPN的組成呈梯度漸變，故名。

穿插大環 　使線型聚合物的分子穿插於具有大環結構的有機化合物分子的環中，然後使線型聚合物交聯形成網路。

半穿網路 　兩種聚合物組成的網路中有一種聚合物是未交聯的線型分子，它穿插於已交聯的另一種聚合物中，稱為半穿網路。 其中交聯聚合物Ⅰ/線型聚合物Ⅱ稱為semi-Ⅰ;線型聚合物Ⅰ/交聯聚合物Ⅱ稱為semi-Ⅱ。

AB型交聯聚合物 是一類由聚合物Ⅱ對聚合物Ⅰ或其網路進行交聯或“縫合”所形成的一種網路。嚴格地說，這一類型的聚合物已經超出了IPN的範疇。

1970年代起Sperling等人採用乳液聚合物方法完成了IPN。即所謂的乳液互穿聚合物網路(Latex Interpenetrating Polymer Network.簡稱LIPN)。合成LIPN時，幾乎總是採用分步乳化聚合，因而一般具有核殼結構。

採用乳液聚合法完成的LIPN不同於一般的IPN，它所以形成的網路都局限在各個乳膠粒範圍內，所以也稱為微觀IPN。採用核殼乳液聚合物方法製備LIPN，兼具構成LIPN的各種聚合物的優良性能。對成膜性、膜強度、段裂強度、流變性能、抗拉伸強度等都有一定的改善。這些性能對於作為塗料印花的粘合劑都是十分有用的性質。而這些都是LIPN乳膠結構形態決定的。

套用

IPN在離子交換樹脂、電滲析膜、壓敏膠粘劑、增韌塑膠和增強橡膠等方面正在獲得套用。它作為消聲或減振材料，預計將有良好的發展前景尤其在膠乳互穿網路聚合物的開發和同時聚合互穿網路的套用方面，潛力很大。

IPnS具有廣闊的發展前景，它可以根據需要，通過原料的選擇、變化組分的配比和加工工藝，製取具有預期性能的高分子材料。以聚丁二烯-聚苯乙烯 IPNS為例，若以聚丁二烯為主製得的IPNS，為增強的彈性材料；若以聚苯乙烯為主則得高抗沖塑膠。又如由聚矽氧烷和熱塑性樹脂組成的IPNS（聚矽氧烷/尼龍66或尼龍12，聚矽氧烷/聚氨酯,聚矽氧烷/脂族聚氨酯,聚矽氧烷/聚甲基丙烯酸羥乙酯等），具有由熱塑性塑膠提供的加工性、抗撕、抗張、抗彎曲強度和低延伸範圍的彈性回復，又有由聚矽氧烷提供的脫模、潤滑、絕緣、高溫穩定性、高延伸彈性回復、化學惰性、生物相容性和透氧性等特點。這類材料用途廣泛，有的可以用作人體心血管材料。

IPN業務

IPN（InternetPagingNumber）：網上呼業務

是北京中通互聯科技有限公司利用先進的IP網路技術平台，面向全國網際網路寬頻用戶提供的一種網路增值服務。

IPN業務使用1990×××××××十一位全國統一號碼（簡稱IPN號碼）為用戶提供方便廉價的網路通訊服務，實現客戶電腦、固定電話、手機之間的通暢通話。

該業務目前處於實驗階段，業務測試期間，用戶接聽電話和網內通話均不收費。只收取一定的號碼資源占用及服務費。在實驗成熟並根據信息產業部相關業務管理政策報批獲準後，面向用戶提供更加優質的商用化服務。

產品主要構成

IPN號碼：1990×××××××十一位全國統一號碼。

IPN會員卡：由IPN服務中心發行的印刷有IPN號碼和登錄密碼的實物卡為IPN會員卡實卡，由IPN服務中心發行、無卡體、以電子數據方式傳輸會員號碼和密碼的虛擬卡為IPN會員卡虛卡。用戶通過購買後，用號碼和密碼來登錄使用。

其他釋義

• IPN （Initial Priority Number）： 初始優先編號
  
• IPN （Internal Priority Number）： 內部優先編號
  
• IPN （Instant Private Network）：瞬時專用網路
  
• IPN （Internet Personal Number）：網際網路個人號碼
  
• IPN （industrial promissory note）：工業匯票
  
• IPN （Ideal Proportional Navigation）：理想的比例導引律
  
• IPN （Impulse Noise）：脈衝雜訊
  
• IPN （Infectious Pancreatic Necrosis）：感染性胰壞死
  
• IPN （Info Pool Network）：網路信息池
  
• IPN （Initial Physical Notification） (UK)：最初通知(英國)
  
• IPN （Instant Payment Notification） (PayPal)：即時付款通知(PayPal)