为了改进聚合物的性能,发展了两种或两种以上单体共聚改性,两种聚合物共混改性,合成互穿网络聚合物以及聚合物化学反应改性等方法。通过聚合物改性,可以获得性能优良的新材料,或是具有特殊性能的新材料。
1、共聚改性
两种或两种以上单体形成的聚合物体系,按照各种单体在聚合物中排列方式的不同可分成:无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物、嵌段共聚物等常用的共聚改性方法是通过交替、接枝、嵌段共聚方法,完全改变原有的大分子链结构,建立新的特殊的分子链结构,从而使聚合物具有特殊的性能。
2、共混改性
将两种或两种以上均聚物或共聚物进行物理混合的改性方法叫物理改性,所得到的混合物称为聚合物共混物。在聚合物共混物中各聚合物组分之间主要是物理结合,因此聚合物共混物与接枝共聚物、嵌段共聚物的主要差别在于两种聚合物组分间的作用力不同。将两种或两种以上聚合物进行共混的目的在于取长补短,用较经济和较方便的方法获得新性能的聚合物,或根据需要制备适当性能的共混高聚物。
3、互穿聚合物网络
由两种或多种互相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,叫做互穿聚合物网络(Interpenetrating Polymet Network,IPN),简称IPN。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共混物的又一途径。其特点是通过化学交联施加强迫互容作用,使聚合链互相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。
IPN可分为以下几类:
(1)完全IPN 两种聚合物均是交联网络。
(2)半IPN 一种聚合物是交联网络,另一种是线形的。
(3)乳液IPN 又称IEN,由两种线形弹性乳胶混合凝聚、交联制得。
(4)梯度IPN 又称渐变IPN,组成不均一的IPN。
(5)热塑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 塑料为聚合物I,所以当以塑料为聚合物I,而以弹性体为Ⅱ时就称为“逆”IPN,又称“反”IPN。
常见的IPN有:聚丙烯酸乙酯/聚苯乙烯IPN,聚氨酯/环氧树脂IPN,聚丁二烯/聚苯乙烯IPN,聚二甲基硅氧烷/聚苯乙烯IPN,丁苯橡胶/聚苯乙烯IPN。
4、聚合物化学反应改性
利用聚合物的化学转变可以对天然和合成高分子化合物进行改性,并且在很广的范围内改变了天然和合成高分子化合物的性质和用途,同时借助聚合物的化学转变还可以制备新的高分子化合物。
聚合物化学转变可分为两大反应类型:
(1)聚合物功能团的反应(相似聚合度的转变)
发生在聚合物链节侧功能团的化学变化,只引起化学成分的改变而不引起聚合度根本变化的反应。如取代反应、加成反应等。
(2)聚合物的降解与交联反应(大分子的转变)
聚合物主链的结构变化,包括引起分子量降低的聚合物的降解反应,及聚合物分子量急剧上升和生成网状结构的分子之间的交联反应。