如何使胶黏剂在水中具有较强的粘接强度一直是一个挑战。近期,郑州轻工业大学张晓静团队研究通过以n -乙烯基吡啶烷酮(NVP)为原料,在深共晶溶剂(DES)中一步光引发聚合,合成了一种新型共晶胶。丰富的氢键相互作用和亲水性聚乙烯吡咯烷酮网络结构使共聚物在空气和水下的亲疏水表面都具有良好的粘附性。此外,对于亲水基材,共聚胶粘剂在水下的粘附强度是在空气中的1.3倍,表现出水下增强的粘附效果。相比之下,疏水基材在水下的附着强度低于在空气中的附着强度。即使在沸水、强酸性介质、强碱性介质和有机溶剂中,也能保持较强的附着力。实验和仿真结果揭示了共聚物在水下增强附着力的机理。相信所设计的具有水下粘附能力和高环境适应性的下一代凝胶粘合剂的开发中具有很大的前景。
图1:(a) PVP共聚胶粘剂形成示意图。(b)在空气和水下用PVP共聚胶粘接200克不锈钢重物的各种表面的图片。(c) PVP共聚胶在空气中和水下浸泡30min后在各种基材上的粘接强度。图2:(a) PVP共聚胶粘剂在空气和水下的粘附机理。(b) h2o -玻璃、尿素-玻璃、H2O-PTFE和尿素- ptfe的计算相互作用能。(c)荧光标记水中PVP共聚物的CLSM图像。(d) PVP共聚物的接触角测量。图3:浸泡时间(a)和温度(b)对PVP共聚物水下粘接强度的影响。(c)在沸水(98◦c)中浸泡30分钟后PVP共聚物在玻璃上的防水附着力。(d) PVP共聚物在玻璃基材上的可回收水下附着力。(e)显示PVP共聚物在原位快速封堵漏水的图像。图4:PVP共聚物在玻璃上的加载试验(a)和相应的粘附强度(b),其中粘附物分别在普通有机溶剂、强酸溶液和强碱溶液中制备。(c)他们的PVP共聚物与先前报道的凝胶粘合剂的粘合性能比较。综上所述,他们通过光引发聚合NVP在深共晶溶剂ChCl -尿素中成功地开发了一种新型的共晶基粘合剂。丰富的氢键相互作用和亲水性的聚乙烯吡咯烷酮网络结构使共聚物在空气和水下均具有优异的粘附性能。此外,共聚物在木材和玻璃等亲水性基材上的水下附着力增强,其水下附着力是空气中的1.3倍。相比之下,对于疏水基材(塑料、硅酮和聚四氟乙烯),在水下的粘附强度低于在空气中的粘附强度。此外,共聚物在沸水和有机溶剂等恶劣环境中也表现出很强的粘附性能。这种新型共聚胶粘剂为下一代水下胶粘剂的设计和开发提供了新的前景。
原文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724077040
相关进展
中国林科院林化所储富祥/王基夫 AFM:新型木质素基低迁移率的大分子光引发剂-以制备疏水性深共晶凝胶作为水下胶黏剂和传感器
南开大学关英/天工大张拥军《Adv. Sci.》:基于UCST温敏行为的可逆粘附深共晶凝胶
华南理工大学孙大文院士团队 CEJ:双重生物激励的柔性光热共晶凝胶用于被动式界面抗冻
四川大学张新星教授团队 Angew:动态化学策略制备可逆荧光共晶凝胶用于共形加密
欢迎专家学者提供稿件(论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等)至[email protected],并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送,并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求,陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群,也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群,全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群,请先加审核微信号PolymerChina(或长按下方二维码),并请一定注明:高分子+姓名+单位+职称(或学位)+领域(或行业),否则不予受理,资格经过审核后入相关专业群。