在環保需求日益迫切的今天，傳統含甲醛膠黏劑的替代品開發成為材料科學領域的熱點。近日，北京林業大學張世鋒教授團隊在《Nano Letters》發表題為“Advanced Dual-Cross-Linking Strategy for Upgrading Formaldehyde-Free Olefin Adhesives”的研究成果，提出了一種創新的簡單高效的物理化學雙交聯策略，成功開發出高性能無甲醛烯烴膠黏劑（IBMP-BT），其耐水性、粘接強度和韌性均實現突破性提升。
傳統膠黏劑因含甲醛而危害人體健康和環境，但現有無甲醛膠黏劑普遍面臨兩大難題：耐水性不足和機械性能弱。此外，石油基原料依賴和復雜合成工藝也限制了其大規模應用。團隊以異丁烯-馬來酸酐共聚物（IBMA）、聚乙烯亞胺（PEI）和楊梅單寧（BT）為原料，開發出新型無醛膠黏劑，為行業提供綠色解決方案。
圖4 膠黏劑的微觀形貌和交聯網絡結構示意圖。
他們認為通過物理化學雙重交聯構建協同網絡是提升膠黏劑膠接強度的關鍵因素（圖4）：（1）在熱壓過程中，PEI中氨基與IBMAA中羧基發生親核取代反應，最終形成酰胺鍵，從而構建穩定的化學交聯網絡，這是提升膠黏劑粘結力的核心機理。（2）BT的酚羥基與IBMAA和PEI中的其他基團（如酰胺、氨基等）形成多重氫鍵網絡，這種物理交聯網絡不僅提高了膠黏劑粘結結構的穩定性，還通過非共價“犧牲鍵”機理，進一步提高了膠黏劑的韌性。（3）物理網絡提供的動態保護與化學網絡的穩定性相結合，形成多層滲透屏障，保證了膠黏劑在潮濕環境下的結構完整性和穩定性，有效增強了膠黏劑的耐水性。
圖5 膠黏劑的界面作用機制。
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
