聚合物网络复合材料的应用
化学先生 / 2019-10-05
(1) IPN改性不饱和聚酯：Amoco化学公司的不饱和聚酯/聚氨酯混杂树脂(商品名Xxylan)由组分I(二异银酸酯/苯乙烯/引发前)与组分Ⅱ(低分子量不饱和聚脂二元醇/促进剂)组成。两组分混合后进行聚氨脂的逐步聚合反应和不饱和聚酯/苯乙烯共聚交联反应，得到种结构复杂的产 物、在两种聚合物的相界面处具有互穿网络结构。这种混杂树脂具有高强度、高模量、耐腐蚀、易加工等特点，应用于树脂基复合材料，可代替金属及一些成本高的热固性塑料。
(2) 环氧树脂改性:环氧树脂/聚 氨酯形成的SIN不仅具有显著高于普通环氧树脂的韧性、拉伸强度、剪切强度和硬度，且热稳定性也可提高100°C左右。
Freman 化学公司研制出两种 新型的环氧树脂/不饱和聚酯树脂IPN体系，具有环氨树脂的性能和聚酯树脂的易加工性，可用于先进复合材料的拉挤成型和预役，极易湿润聚芳酰胺纤维、玻璃纤维和石墨纤维，其抗老化性能类似于环氧树脂和乙烯基聚酯树脂体系，其拉挤成型零件的制造像聚酯体系一样容易；法国的Poussin Didier等用环氧树脂/聚酯树脂IPN体系制造碳纤维复合材料，具有良好的耐冲击、耐老化和易加工特性。
环氧树脂/芳香族热塑性塑料形成的半IPN的韧性高于两种组分，表现出典型的协同作用。极佳的树脂韧性使纤维复合材料损伤容忍性显著提高，而且不会损害复合材料的耐热、耐湿性。用环氧树脂和聚酰亚胺制备的IPN材料，其分解温度比普通环氧树脂高得多。
(3)聚酰亚胺的IPN改性:由脆性热固性聚酰亚胺和韧性热塑性聚酰亚胺形成耐热的IPN,两种树脂间无交叉反应。与单纯的热固性聚酰亚胺比较，用石墨纤维增强的聚酰亚胺IPN的韧性增加3.32倍，抗裂纹能力显著增加，Tg由339°C增加到369°C
(4) 热塑性塑料/聚硅氧烷-半-IPN复合材料:美国 LNP公司在1986年的专利中报道了高模量热塑性塑料(弯曲模量> 1. 305X 1013Pa)与含端乙烯基及Si--H键的聚二甲基硅氧烷及玻璃纤维在熔融注射过程中形成IPN结构的复合材料。增强纤维可抵抗收缩的翘曲，可用于制造高精度零件如齿轮、薄璧零件等，其流动方向和横向的收缩率分别为0. 003%和0.004%。
(5)碳纤维增强半-IPN:美国联合碳化物公司研制的碳纤维增强半IPN体系由热固性的改性酚醛树脂和热塑性的聚碳酸酯、聚砜、聚酯等制成，对碳纤维有良好的黏结性，熔体黏度低，易加工，复合材料的性能达到或超过环氧基复合材料，同时还具有冲击强度高、吸水率低、耐热性(250°C)、适用期长、固化时间短、收缩率小等优点。
(6) 热塑性树脂/芳香族二氰酸酯: 由PET、聚碳酸酯、聚砜等热塑性塑料和芳香族二氰酸酯结合可合成一系列半-IPN,可将热塑性塑料的强度、韧性、易加工性与热固性塑料的使用温度高的特点结合起来。芳香族二氯酸酯加热形成具有三嗪环结构的交联聚合物，可使材料具有较高的软化温度。据报道。由双酚A二氰酸酯在石墨纤维增强的聚碳酸酯聚酯基体中聚合和交联制得的半IPN,其断裂韧性是石墨/环氧树脂复合材料的5倍，而弯曲性能类似于环氧树脂复合材料。从断裂表面分析，纤维与基体的黏合良好。
(7) 基于乙炔端基砜的高性能半-IPN：有研究者研究了由乙炔端基砜(ATS-C)低聚物和高性能热塑性塑料(如聚砜、PES-C、PEK-C等)形成的高性能半-IPN。ATS-C的加人引起热塑性塑料的Tg和热变形温度显著降低，改进了其熔融加工性，起到增塑剂的作用。而热塑性塑料则改进了热固性塑料的韧性。这种半-IPN体系的熔体黏度低，用作纤维复合材料基体时有利于浸润纤维而改善纤维-树脂界面的黏结性能。
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