Przenikająca się sieć polimerowa

Struktura cyjanku kadmu (Cd(CN) 2 ), uwydatniająca przenikanie się struktury. Niebieski = jedna podkonstrukcja Cd(CN) 2 , czerwony = inna podkonstrukcja Cd(CN) 2 .

Interpenetrująca sieć polimerowa ( IPN ) jest polimerem zawierającym dwie lub więcej sieci, które są co najmniej częściowo przeplatane na skalę polimeru, ale nie są ze sobą związane kowalencyjnie. Sieci nie można rozdzielić, dopóki nie zostaną zerwane wiązania chemiczne. Można sobie wyobrazić, że dwie lub więcej sieci są splątane w taki sposób, że są połączone i nie można ich rozdzielić, ale nie są połączone ze sobą żadnym wiązaniem chemicznym.

Definicja IUPAC




Interpenetrująca sieć polimerowa (IPN) : Polimer składający się z dwóch lub więcej sieci, które są przynajmniej częściowo przeplatane w skali molekularnej, ale nie są ze sobą związane kowalencyjnie i nie można ich rozdzielić, chyba że wiązania chemiczne zostaną zerwane.

Uwaga : Mieszanina dwóch lub więcej wstępnie uformowanych sieci polimerowych nie jest IPN.




Półprzenikająca sieć polimerowa (SIPN) : polimer zawierający jedną lub więcej sieci i jeden lub więcej polimerów liniowych lub rozgałęzionych, charakteryzujący się penetracją w skali molekularnej co najmniej jednej sieci przez co najmniej część liniowych lub rozgałęzione makrocząsteczki.




Uwaga : Częściowo przenikające się sieci polimerowe różnią się od wzajemnie przenikających się sieci polimerowych, ponieważ składowe liniowe lub rozgałęzione polimery można w zasadzie oddzielić od składowych sieci polimerowych bez zerwania wiązań chemicznych; są to mieszanki polimerowe.



Sekwencyjna wzajemnie przenikająca się sieć polimerowa : wzajemnie przenikająca się sieć polimerowa przygotowana w procesie, w którym druga sieć składowa jest tworzona po utworzeniu pierwszej sieci składowej.



Sekwencyjna półprzenikająca się sieć polimerowa :
Półprzenikająca się sieć polimerowa przygotowana w procesie, w którym liniowe lub rozgałęzione składniki powstają po zakończeniu reakcji prowadzących do utworzenia sieci lub odwrotnie.

Zwykłe mieszanie dwóch lub więcej polimerów nie tworzy wzajemnie przenikającej się sieci polimerowej ( mieszanki polimerowej ), ani nie tworzy sieci polimerowej z więcej niż jednego rodzaju monomerów, które są ze sobą związane, tworząc jedną sieć ( heteropolimer lub kopolimer ).

Istnieją półprzenikające się sieci polimerowe ( SIPN ) i pseudoprzenikające się sieci polimerowe .

Aby przygotować IPN i SIPN, różne komponenty są tworzone jednocześnie lub sekwencyjnie .

Historia

Pierwszym znanym IPN była kombinacja żywicy fenolowo-formaldehydowej z wulkanizowanym kauczukiem naturalnym, wykonana przez Jonasa Aylswortha w 1914 r. Było to jednak przed hipotezą Staudingera dotyczącą makrocząsteczek, a zatem terminy „polimer” lub „IPN” nie były jeszcze używane. Pierwsze użycie terminu „przenikające się sieci polimerowe” zostało po raz pierwszy wprowadzone przez JR Millara w 1960 r., Omawiając sieci sulfonowanych i niesulfonowanych kopolimerów styren-diwinylobenzen.

Właściwości mechaniczne

Mieszanie molekularne ma tendencję do poszerzania obszarów zeszklenia niektórych materiałów IPN w porównaniu z ich polimerami składowymi. Ta unikalna charakterystyka zapewnia doskonałe właściwości tłumienia mechanicznego w szerokim zakresie temperatur i częstotliwości dzięki stosunkowo stałemu i wysokiemu kątowi fazowemu. W IPN składających się zarówno z polimerów gumowatych, jak i szklistych obserwuje się znaczne hartowanie w porównaniu z polimerami składowymi. Kiedy składnik szklisty tworzy oddzielną, nieciągłą fazę, elastomerowy charakter ciągłej fazy gumowatej można zachować, jednocześnie zwiększając ogólną wytrzymałość materiału i jego wydłużenie przy zerwaniu. Z drugiej strony, gdy szklisty polimer tworzy dwuciągłą fazę w gumowatej sieci, materiał IPN może zachowywać się jak odporne na uderzenia tworzywo sztuczne.

Morfologia

Większość IPN nie przenika się całkowicie w skali molekularnej, ale raczej tworzy małe morfologie faz rozproszonych lub dwuciągłych z charakterystycznymi skalami długości rzędu dziesiątek nanometrów. Ponieważ jednak te skale długości są stosunkowo małe, często uważa się je za jednorodne w skali makroskopowej. Charakterystyczne długości związane z tymi domenami często skalują się z długością łańcuchów między wiązaniami sieciującymi, a zatem morfologia faz jest często podyktowana gęstością usieciowania składowych sieci. Kinetyka rozdzielania faz w IPN może wynikać zarówno z zarodkowania, jak i wzrostu oraz mechanizmów rozkładu spinodalnego, przy czym te pierwsze wytwarzają dyskretne fazy podobne do rozproszonych kulek, a drugie tworzą fazy dwuciągłe, podobne do połączonych ze sobą cylindrów. W przeciwieństwie do wielu typowych procesów rozdzielania faz, proces zgrubny, w którym skala długości faz ma tendencję do zwiększania się w czasie, może być utrudniony przez tworzenie wiązań poprzecznych w obu sieciach. Co więcej, IPN są często w stanie utrzymać te złożone morfologie przez długi czas w porównaniu z tym, co można osiągnąć za pomocą prostych mieszanek polimerowych.

Aplikacje

IPN były stosowane w częściach samochodowych (w tym nowoczesnych farbach samochodowych ), materiałach tłumiących, urządzeniach medycznych, masach do formowania oraz w konstrukcyjnych tworzywach sztucznych. Chociaż wiele korzyści wynika z ulepszonych właściwości mechanicznych materiałów IPN, inne cechy, takie jak odporność na pęcznienie rozpuszczalnika, mogą również sprawić, że IPN będą materiałem o znaczeniu komercyjnym. Nowsze zastosowania i obszary badań IPN obejmują zastosowania w systemach dostarczania leków, materiałach do magazynowania energii i inżynierii tkankowej.

  1. ^ IUPAC , Kompendium terminologii chemicznej , wyd. („Złota księga”) (1997). Wersja poprawiona online: (2006–) „ przenikająca się sieć polimerowa ”. doi : 10.1351/goldbook.I03117
  2. Bibliografia   _ Kratochvíl, P.; Stepto, RFT; Suter, UW (1996). „Słownik podstawowych terminów w nauce o polimerach (zalecenia IUPAC 1996)” (PDF) . Chemia czysta i stosowana . 68 (12): 2287–2311. doi : 10.1351/pac199668122287 . S2CID 98774337 . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 2016-03-04 . Źródło 2013-07-25 .
  3. Bibliografia   _ Kratochvíl, P.; Stepto, RFT; Suter, UW (1996). „Słownik podstawowych terminów w nauce o polimerach (zalecenia IUPAC 1996)” (PDF) . Chemia czysta i stosowana . 68 (12): 2287–2311. doi : 10.1351/pac199668122287 . S2CID 98774337 . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 2016-03-04 . Źródło 2013-07-25 .
  4. ^   Alemán, JV; Chadwick, AV; On, J.; Hess, M.; Horie, K.; Jones, RG; Kratochvíl, P.; Meisel, I.; Mita, I.; Moad, G.; Penczek S.; Stepto, RFT (2007). „Definicje terminów dotyczących struktury i przetwarzania zoli, żeli, sieci i nieorganiczno-organicznych materiałów hybrydowych (zalecenia IUPAC 2007)” (PDF) . Chemia czysta i stosowana . 79 (10): 1801–1829. doi : 10.1351/pac200779101801 . S2CID 97620232 . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 11.02.2014 r . Źródło 2013-07-25 .
  5. ^   Alemán, JV; Chadwick, AV; On, J.; Hess, M.; Horie, K.; Jones, RG; Kratochvíl, P.; Meisel, I.; Mita, I.; Moad, G.; Penczek S.; Stepto, RFT (2007). „Definicje terminów dotyczących struktury i przetwarzania zoli, żeli, sieci i nieorganiczno-organicznych materiałów hybrydowych (Zalecenia IUPAC 2007)” (PDF) . Chemia czysta i stosowana . 79 (10): 1801–1829. doi : 10.1351/pac200779101801 . S2CID 97620232 . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 11.02.2014 r . Źródło 2013-07-25 .
  6. ^ IUPAC , Kompendium terminologii chemicznej , wyd. („Złota księga”) (1997). Wersja poprawiona online: (2006–) „ półprzenikająca się sieć polimerowa ”. doi : 10.1351/goldbook.S05598
  7. ^ Sperling, LH, J. Polymer Sci .: Macromolecular Recenzje, tom. 12, 141-180 (1977)
  8. ^ IUPAC , Kompendium terminologii chemicznej , wyd. („Złota księga”) (1997). Wersja poprawiona online: (2006–) „ jednoczesna przenikająca się sieć polimerowa ”. doi : 10.1351/goldbook.ST07567
  9. ^ IUPAC , Kompendium terminologii chemicznej , wyd. („Złota księga”) (1997). Wersja poprawiona online: (2006–) „ jednoczesna półprzenikająca się sieć polimerowa ”. doi : 10.1351/goldbook.ST07575
  10. ^ IUPAC , Kompendium terminologii chemicznej , wyd. („Złota księga”) (1997). Wersja poprawiona online: (2006–) „ sekwencyjna przenikająca się sieć polimerowa ”. doi : 10.1351/goldbook.ST07566
  11. ^ IUPAC , Kompendium terminologii chemicznej , wyd. („Złota księga”) (1997). Wersja poprawiona online: (2006–) „ sekwencyjna półprzenikająca się sieć polimerowa ”. doi : 10.1351/goldbook.ST07574
  12. ^ a b c d    Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne. Spotkanie (202.: 1991: Nowy Jork, NY) (1994). Przenikające się sieci polimerowe . Klempner, Daniel., Sperling, LH (Leslie Howard), 1932-, Utracki, LA, 1931-, American Chemical Society. Division of Polymeric Materials: Science and Engineering., Chemical Congress of North America (4th: 1991: New York, NY). Waszyngton, DC: Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne. ISBN 0-8412-2528-1 . OCLC 28337384 .
  13. ^   Millar, JR (1960). „263. Przenikające się sieci polimerowe. Kopolimery styren-diwinylobenzen z dwiema i trzema przenikającymi się sieciami oraz ich sulfoniany”. J. Chem. soc. : 1311–1317. doi : 10.1039/JR9600001311 . ISSN 0368-1769 .
  14. ^ abc Sperling , LH (1977). „Przenikające się sieci polimerowe i materiały pokrewne”. Journal of Polymer Science: Macromolecular Recenzje . 12 (1): 141–180. doi : 10.1002/pol.1977.230120103 .
  15. ^ ab Curtius   , AJ; Covitch, MJ; Thomas, DA; Sperling, LH (marzec 1972). „Przenikające się sieci polimerowe polibutadienu / polistyrenu”. Inżynieria i nauka polimerów . 12 (2): 101–108. doi : 10.1002/pen.760120205 . ISSN 0032-3888 .
  16. ^   Donatelli, AA; Sperling, LH; Thomas, DA (lipiec 1976). „Przenikające się sieci polimerowe oparte na SBR / PS. 1. Kontrola morfologii według poziomu sieciowania”. makrocząsteczki . 9 (4): 671–675. Bibcode : 1976MaMol...9..671D . doi : 10.1021/ma60052a029 . ISSN 0024-9297 .
  17. Linki   zewnętrzne Frisch, HL (15.08.1984). „Stabilność faz słabo usieciowanych przenikających się sieci polimerowych”. The Journal of Chemical Physics . 81 (4): 2126–2136. Bibcode : 1984JChPh..81.2126B . doi : 10.1063/1.447837 . ISSN 0021-9606 .
  18. ^    Mikro- i nanostrukturalne przenikające się sieci polimerowe: od projektu do zastosowań . Tomasz, Sabu. Hoboken. 2016-03-03. ISBN 978-1-119-13895-2 . OCLC 933219019 . {{ cite book }} : CS1 maint: other ( link )
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Interpenetrating_polymer_network&oldid=1137213661 ”