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  在環(huán)保需求日益迫切的今天，傳統(tǒng)含甲醛膠黏劑的替代品開發(fā)成為材料科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。近日，北京林業(yè)大學(xué)張世鋒教授團(tuán)隊(duì)在《Nano Letters》發(fā)表題為“Advanced Dual-Cross-Linking Strategy for Upgrading Formaldehyde-Free Olefin Adhesives”的研究成果，提出了一種創(chuàng)新的簡(jiǎn)單高效的物理化學(xué)雙交聯(lián)策略，成功開發(fā)出高性能無(wú)甲醛烯烴膠黏劑（IBMP-BT），其耐水性、粘接強(qiáng)度和韌性均實(shí)現(xiàn)突破性提升。

  傳統(tǒng)膠黏劑因含甲醛而危害人體健康和環(huán)境，但現(xiàn)有無(wú)甲醛膠黏劑普遍面臨兩大難題：耐水性不足和機(jī)械性能弱。此外，石油基原料依賴和復(fù)雜合成工藝也限制了其大規(guī)模應(yīng)用。團(tuán)隊(duì)以異丁烯-馬來(lái)酸酐共聚物（IBMA）、聚乙烯亞胺（PEI）和楊梅單寧（BT）為原料，開發(fā)出新型無(wú)醛膠黏劑，為行業(yè)提供綠色解決方案。

圖4 膠黏劑的微觀形貌和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

  他們認(rèn)為通過(guò)物理化學(xué)雙重交聯(lián)構(gòu)建協(xié)同網(wǎng)絡(luò)是提升膠黏劑膠接強(qiáng)度的關(guān)鍵因素（圖4）：（1）在熱壓過(guò)程中，PEI中氨基與IBMAA中羧基發(fā)生親核取代反應(yīng)，最終形成酰胺鍵，從而構(gòu)建穩(wěn)定的化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這是提升膠黏劑粘結(jié)力的核心機(jī)理。（2）BT的酚羥基與IBMAA和PEI中的其他基團(tuán)（如酰胺、氨基等）形成多重氫鍵網(wǎng)絡(luò)，這種物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)不僅提高了膠黏劑粘結(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還通過(guò)非共價(jià)“犧牲鍵”機(jī)理，進(jìn)一步提高了膠黏劑的韌性。（3）物理網(wǎng)絡(luò)提供的動(dòng)態(tài)保護(hù)與化學(xué)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性相結(jié)合，形成多層滲透屏障，保證了膠黏劑在潮濕環(huán)境下的結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性，有效增強(qiáng)了膠黏劑的耐水性。

圖5 膠黏劑的界面作用機(jī)制。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.4c06353

  下載：Advanced Dual-Cross-Linking Strategy for Upgrading Formaldehyde-Free Olefin Adhesives