一种碱基增粘聚硫辛酸基粘合剂的制备方法

    专利查询2026-02-24  15

    本发明属于胶粘剂领域,具体涉及一种基于碱基增粘聚硫辛酸基粘合剂的制备方法。


    背景技术:

    1、胶粘剂被广泛地应用于生物医学、工业制造、电子设备、航空航天等领域。现今社会针对不同种应用环境设计出了具有不同特性的粘合剂。但是对于现有的粘合剂来说,实现高强度且稳定的水下粘合仍然是个不小的挑战。因为,存在于水下材料的表面水化层将会限制粘附作用的产生,同时水分子具有侵蚀和塑化作用,在长时间的水下应用时,水下粘合界面会遭到水分子的溶胀与侵蚀等破坏作用,导致粘合界面性能下降甚至失效。因此,开发一种具有高强度且水下稳定的水下粘合剂对于在潮湿环境下的长时间应用具有重要意义。

    2、硫辛酸作为有氧代谢的辅酶存在于人体内,是天然存在的生物小分子。硫辛酸因其自身具有二硫键的结构特点,硫辛酸聚合物通常表现出动态特性,例如:可逆黏附性、自修复性、可回收性、自适应性等。硫辛酸作为聚合物的动态基元,使得聚合物网络中具有多级协同的动态响应。此外,硫辛酸分子的末端羧基结构可以通过一系列化学反应,得到对应的硫辛酸衍生物。目前,以聚硫辛酸为主要原料的粘合剂被广泛地开发,但是目前的聚硫辛酸基粘合剂大多是依靠聚合物链上的侧基与基材产生单一氢键作用而实现粘合界面构建,这就导致其现有粘合剂的粘附强度低,限制了其在胶粘剂领域的应用。

    3、碱基是自然界的生物进化生长的密码子,在基因遗传和蛋白质合成中发挥重要作用。近年来,基于其独特结构,碱基分子被广泛地应用于凝胶、粘合剂、弹性体等材料的开发。然而,近些年开发的碱基增粘粘合剂大多是基于亲水性聚合物所制备的,因此至今无法实现高强度的水下粘合。9-(2-羟乙基)腺嘌呤是传统腺嘌呤碱基分子的衍生物,含有氨基、羟基和氮杂环等官能团,其羟基可与硫辛酸的羧基发生酯化反应,进而改性硫辛酸侧基,因此,本发明拟将9-(2-羟乙基)腺嘌呤单体引入到聚硫辛酸主链上,使其作为粘性因子,赋予聚合物材料良好粘附性能。


    技术实现思路

    1、发明目的:为了解决传统胶粘剂粘合强度低无法实现水下长时间应用的问题,本发明的目的在于提供了一种碱基增粘聚硫辛酸基粘合剂及其制备方法,为高强度且持久稳定的水下粘合剂的开发与制备提供了一种新思路。

    2、技术方案:1.一种碱基增粘聚硫辛酸粘合剂的制备方法,其特征在于,步骤和条件如下:

    3、(1)将硫辛酸、9-(2-羟乙基)腺嘌呤、4-二甲基氨基吡啶和二氯甲烷加入到单颈圆底烧瓶中,在室温下搅拌至完全溶解,放置在冰水浴中冷却至0 °c,加入(1-乙基3-(3-二甲氨基丙基))碳二亚胺,搅拌15分钟后移除冰水浴,使用铝箔包裹圆底烧瓶在室温下搅拌12小时,在真空中浓缩得到9-(2-羟乙基)腺嘌呤改性的硫辛酸前驱溶液,利用乙酸乙酯溶液沉淀析出碱基改性的硫辛酸单体;所用的9-(2-羟乙基)腺嘌呤单体与硫辛酸单体和4-二甲基氨基吡啶单体间的摩尔比均为1:1~1.3:1.1~1.4;

    4、(2)将硫辛酸单体和碱基改性的硫辛酸单体在90 °c条件下熔融后,并在90 °c下熔融聚合6~8小时,冷却至室温,最终制得碱基增粘聚硫辛酸粘合剂。硫辛酸单体与碱基改性的硫辛酸单体的质量比为0.25~4。

    5、创新点:本发明的创新点在于将碱基作为粘性因子引入到聚硫辛酸聚合物网络中,依靠碱基分子固有的氮杂环结构与氨基等特征基团,与各种基材形成氢键作用、金属络合、ππ堆积等多种粘附作用,以实现粘合剂与基材表面的高强度粘合;另一方面,聚硫辛酸聚合物主链具有良好的疏水性,其可以确保粘合剂在水下应用的长时间稳定性。

    6、有益效果:

    7、本发明利用碱基分子引入到聚硫辛酸聚合物主链上,使其作为粘性因子,制备了一种碱基增粘聚硫辛酸基粘合剂,实现了与各种固体材料的高强度水下粘合包括:金属、木材、塑料等;与传统粘合剂相比,实现了水下长时间粘附,为新一代水下粘合剂的设计与制备提供了全新的思路与方法。



    技术特征:

    1.一种碱基增粘聚硫辛酸粘合剂的制备方法,其特征在于,步骤和条件如下:

    2.如权利要求1所述的一种碱基增粘聚硫辛酸粘合剂的制备方法,其特征在于,步骤和条件如下:

    3.如权利要求1所述的一种碱基增粘聚硫辛酸粘合剂的制备方法,其特征在于,步骤和条件如下:

    4.如权利要求1所述的一种碱基增粘聚硫辛酸粘合剂的制备方法,其特征在于,步骤和条件如下:

    5.如权利要求1所述的一种碱基增粘聚硫辛酸粘合剂的制备方法,其特征在于,步骤和条件如下:


    技术总结
    本发明公开了一种碱基增粘聚硫辛酸基粘合剂及其制备方法,属于粘合剂领域。本发明首先利用9‑(2‑羟乙基)腺嘌呤对硫辛酸分子进行改性,再利用碱基改性的硫辛酸单体与传统的硫辛酸分子进行熔融聚合,制备了一种碱基增粘聚硫辛酸粘合剂。该粘合剂依靠碱基作为粘性因子以及聚硫辛酸聚合物主链良好的疏水性,实现了高强度且持久稳定的水下粘合界面的构建,该粘合剂对各种固体材料均展现出优异的粘附性能,其水下粘合强度可达到1.1 MPa。本发明的制备方法为新一代水下粘合剂的设计与制备提供了全新的思路与方法。

    技术研发人员:刘鑫,崔莉迎,刘玲玉,黄铭淞,张钦
    受保护的技术使用者:长春工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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