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  油、有機(jī)溶劑以及酸/堿液在運(yùn)輸過程中常常會(huì)出現(xiàn)泄漏的情況，這些液體的泄漏不僅會(huì)造成環(huán)境污染、資源浪費(fèi)，甚至?xí)鸹馂?zāi)或爆炸等重大事故，造成人員傷亡。因此，制備一種黏合劑實(shí)現(xiàn)對這些泄漏容器的快速封堵是至關(guān)重要的。但是，目前報(bào)道的濕態(tài)黏合劑均難以在油及有機(jī)溶劑等環(huán)境中實(shí)現(xiàn)長期有效的高強(qiáng)黏附。

  近日，天津大學(xué)劉文廣教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種超級(jí)黏合劑，該黏合劑不僅可實(shí)現(xiàn)在水、油、有機(jī)溶劑、酸/堿液以及低溫環(huán)境中對多種基質(zhì)的快速高強(qiáng)黏附（黏附過程均在這些惡劣環(huán)境中直接操作），也可在這些惡劣環(huán)境中保持長期黏附（在這些環(huán)境中6個(gè)月仍可保持穩(wěn)定黏附）。該超級(jí)黏合劑的制備過程非常簡單，將4-氨基苯乙烯與酸性陰離子聚合物進(jìn)行簡單的共混和攪拌即可獲得。對于4-氨基苯乙烯而言，由于從氨基到共軛乙烯基的電子云密度轉(zhuǎn)移使得其無法通過自由基聚合來實(shí)現(xiàn)鏈增長，但是當(dāng)4-氨基聚乙烯與4-氨基聚乙烯鹽共同存在時(shí)，其則可通過兩性離子引發(fā)聚合得到聚（4-氨基苯乙烯）或者聚（4-氨基苯乙烯）鹽。其聚合機(jī)理為4-氨基苯乙烯可攻擊4-氨基苯乙烯鹽上活化的β位雙鍵而發(fā)生親核加成獲得高度穩(wěn)定的兩性離子傳播種，該兩性離子傳播種可繼續(xù)與4-氨基苯乙烯或者4-氨基苯乙烯鹽發(fā)生親核加成而得到聚（4-氨基苯乙烯）或聚4-（氨基苯乙烯）鹽。傳統(tǒng)的兩性離子引發(fā)的方法需要8小時(shí)才可實(shí)現(xiàn)聚（4-氨基苯乙烯）的固化。在這項(xiàng)工作中，作者使用酸性陰離子聚合物替代了傳統(tǒng)的鹽酸環(huán)境，將黏合劑的固化時(shí)間從8小時(shí)縮短到了20分鐘。他們對獲得的黏合劑的黏附性能進(jìn)行了考察。由于該黏合劑具有雙疏性，因此，其不僅有效地清除被黏附基質(zhì)表面的水層，也可有效的清除被黏附基質(zhì)表面的油層，并且可通過與被黏附基質(zhì)表面之間形成氫鍵、靜電相互作用、疏水相互作用、陽離子-π以及π-π堆積等多種相互作用來實(shí)現(xiàn)即刻黏附（圖1）。

圖1. 黏合劑的制備過程及黏附機(jī)理

  該黏合劑可以在各種環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對多種基質(zhì)表面的快速黏附，并且可以用于對裝有油或者有機(jī)溶劑的破洞容器進(jìn)行立即堵漏。通過分子動(dòng)力學(xué)模擬對該黏合劑與各種基質(zhì)表面在水、油以及有機(jī)溶劑環(huán)境中界面的黏附能進(jìn)行了計(jì)算，其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出了很強(qiáng)的正相關(guān)（圖2）。

圖2. 黏合劑對在油和有機(jī)溶劑中的黏附性能

  目前上述工作已發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上，論文第一作者為天津大學(xué)材料學(xué)院博士生崔春燕，通訊作者為天津大學(xué)材料學(xué)院劉文廣教授。本文中分子動(dòng)力學(xué)模擬部分由北京大學(xué)黃建永研究員及北京大學(xué)在讀博士生顧若衡、袁作楹完成。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202109144