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新型可降解耐高溫和低溫粘合劑 為應用提供新思路
2022年10月17日 11:08:42
來源：化工儀器網 點擊量：4321
近日，中國農業(yè)科學院麻類研究所可降解材料開發(fā)與利用團隊聯(lián)合湖南大學、中南大學在環(huán)保型可降解粘合劑開發(fā)與利用方面取得重要進展。
【化工儀器網 項目成果】黏合劑是一種能夠將兩種材料通過界面的粘附和內聚強度連接在一起的物質，對被粘結物的結構不會有顯著的變化，并賦予膠結面以足夠的強度。粘合劑在日常生活、交通運輸、儀器儀表、電子電器、紡織、建筑、木材加工、醫(yī)療器械、機械制造、航天航空等領域有著普遍應用。
隨著環(huán)保意識的逐漸提升，開發(fā)環(huán)保型可生物降解粘附材料已成為一項重要的研究課題。然而，現(xiàn)有粘合劑還存在著粘附效果不佳的難題，特別是在極端環(huán)境下，其粘附效果更差。并且這些粘附材料無法進行增材制造，無法使其應用更為廣泛。
近日，中國農業(yè)科學院麻類研究所可降解材料開發(fā)與利用團隊聯(lián)合湖南大學、中南大學在環(huán)保型可降解粘合劑開發(fā)與利用方面取得重要進展。他們利用分子識別和超分子聚合的策略合成一系列具有同時耐高低溫的粘合劑，這些粘合劑在高溫150°C達到了5.18MPa，在低溫–196°C達到了9.52MPa，展現(xiàn)出堅韌的粘合效果，并且有著長期穩(wěn)定性，無需再加任何添加劑。
同時，在-80至150°C的寬溫度范圍內成功實現(xiàn)了對聚 (AC)粘附行為的實時和定量監(jiān)測，使用定制設備，可輕松監(jiān)測粘附持續(xù)時間、衰減和失效。該項工作制備了一系列可同時耐高低溫的、粘附效果好的粘附材料，同時也為粘附效果的監(jiān)測提供了新思路。
而在針對以往的粘附材料缺乏進一步增材使用的問題上，研究人員進一步利用天然小分子硫辛酸的熱響應開環(huán)聚合形成聚硫辛酸，制備了新型粘合劑。并基于此粘合劑的時間依賴自增強效應，將其應用在增材制造的熱熔沉積3D打印中。通過聚硫辛酸的3D打印，研究人員完成實現(xiàn)了不同尺度上的模型形成。
3D打印后，聚硫辛酸打印的模型隨著時間的推移表現(xiàn)出機械增強的特征。這是由聚硫辛酸和硫辛酸的微觀自組裝引起的。此項工作實現(xiàn)了微觀層面的自組裝和宏觀層面的自組裝有機結合。同時也為粘合材料的可控制造和機械增強提供了一種可行的方法，為下一代功能粘合材料的應用開辟了道路。
相關研究成果在線發(fā)表于《化學工程雜志》(chemical engineering journal)和《先進科學》 (advanced science)，并獲得國家發(fā)明專利授權。
(資料來源：中國科學報)
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