热固性聚合物成型中的交联过程（含致孔剂互穿聚合物网络中的分级孔隙率）

分级多孔聚合物结合了微孔、中孔和大孔，以提高孔的可及性和传输性。这项工作描述了通过将具有新型大分子结构的乳液模板大孔聚合物与同时的 Friedel-Crafts 超交联和致孔剂去除相结合来生成分级多孔聚合物和从中衍生的碳。超交联基于乙烯基苄基氯和二乙烯基苯的共聚物，而致孔剂基于聚（ε-己内酯）（PCL）。使用包含基于 PCL 的聚 (聚氨酯脲) (PUU) 或基于 PCL 的半 IPN 的同时互穿聚合物网络 (IPN) 的一锅合成将这两种聚合物系统组合。在半 IPN 中，通过超交联和碳化过程中致孔剂的去除来增强微孔率。加入基于 PCL 的 PUU 的效果取决于二异氰酸酯。出乎意料的是，中孔是由用脂肪族二异氰酸酯合成的 IPN 超交联产生的。另一方面，由芳香族二异氰酸酯合成的IPN超交联形成的互连网络增强了微孔率和热稳定性。

图 1. 单体的化学结构： (a) VBC；(b) 数字电视广播；(c) PCL-T；(d) 人类发展指数；(e) 计量吸入器。外部交联剂的化学结构：(f) FDA。

图 2. 说明 HOPE 中的单体与预计的大分子结构之间关系的示意图。

图 3. 显示以下峰值温度的 Tan δ 曲线：(a) VD 和 s-IPN；(b) VD、PUU-H 和 IPN-H；(c) VD、PUU-M 和 IPN-M。

图 4. 多孔结构 (SEM)：(a) VD；(b) VD-X；(c) s-IPN；(d) s-IPN-X；(e, f) s-IPN-X-C。

图 8. 微孔和中孔生成示意图：(a) 无致孔剂 (VD)；(b) 包含 PCL-T 的半 IPN；(c) 包含基于脂肪族二异氰酸酯的 PUU 网络的 IPN。

图 10. 互连网络形成示意图。

相关论文以题为Hierarchical Porosity in Emulsion-Templated, Porogen-Containing Interpenetrating Polymer Networks: Hyper-Cross-Linking and Carbonization发表在《Macromolecules》上。通讯作者是以色列理工学院Michael S. Silverstein教授。

参考文献：

doi.org/10.1021/acs.macromol.1c01432