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  近日，東華大學纖維材料改性重點國家實驗室游正偉教授團隊在膠黏劑領域取得重要進展，相關成果以《高強、可拆卸、自修復的動態交聯聚氨酯熱熔膠》(Strong, detachable, and self-healing dynamic crosslinked hot melt polyurethane adhesive, DOI: 10.1039/c9qm00233b)為題，發表于國際學術期刊《材料化學前沿》(Materials Chemistry Frontiers)。東華大學游正偉教授是該論文的通訊作者，東華大學材料科學與工程學院碩士生王署亮是該論文第一作者，博士生劉增賀為共同第一作者。東華大學何創龍教授、管清寶副教授是論文的共同作者。

  聚氨酯熱熔膠黏劑是一種無溶劑型的綠色膠黏劑，廣泛應用于電子器件組裝、汽車零部件粘接、木材加工等領域。現有聚氨酯熱熔膠主要分為熱塑性聚氨酯熱熔膠和反應型熱固性聚氨酯熱熔膠。熱塑性聚氨酯熱熔膠具有線型的化學結構，其粘結強度和耐溶劑性較差；反應型熱固性聚氨酯熱熔膠是由異氰酸酯封端的聚氨酯預聚物，可以進一步與大氣中的濕氣反應，最終形成交聯的化學結構，具有優異的粘接強度與耐溶劑性，但其固化速度慢，往往需要數天的時間才能完全固化，并且一旦交聯結構形成就很難再拆卸，不可回收利用。這些缺陷限制了聚氨酯熱熔膠的廣泛應用。

  游正偉教授團隊長期致力于膠黏劑及彈性體的研究，發展了一系列基于由CO2與環氧丙烷制備的聚碳酸亞丙酯二元醇(PPC)為基礎原料的新型環保聚氨酯熱熔膠(Chin. J. Polym. Sci. 2017, 36, 58-64. Inter. J. Adhes. Adhes. 2019, In press)；近期報道了利用肟氨酯動態鍵構筑的強韌室溫自修復材料(Adv. Mater. 2019, 31(23),,1901402.)和多重防護材料(Adv. Funct. Mater., 2019, 29(28), 1901058.)。

  在上述研究工作的基礎上，團隊進一步提出將肟氨酯動態鍵引入交聯的聚氨酯結構中，構筑了動態交聯的聚氨酯熱熔膠黏劑 (DPU-HMA)（圖1），其結合了熱塑性與反應型聚氨酯熱熔膠的優點，同時克服了二者的缺陷，表現出了優異的性能。

圖1. 基于可逆肟氨酯鍵構筑的動態交聯聚氨酯

  測試結果表明，這種膠黏劑具有快的固化速度、高的初始和最終粘接強度、良好的耐溶劑性并且對多種基材（金屬、塑料、木材、復合材料）均有良好的粘接效果，綜合性能優于現有的熱塑性聚氨酯熱熔膠與反應型聚氨酯熱熔膠（圖2）。

圖2. DPU-HMA與業界領導品牌提供的典型熱塑性聚氨酯熱熔膠(TPU-HMA-Lubrizol）和反應型聚氨酯熱熔膠(PUR-HMA-3M2665; PUR-HMA-Loctite 3542)的粘接性能對比。

  此外，動態肟氨酯鍵賦予了聚氨酯熱熔膠可拆卸與自修復的功能（圖3），對于回收貴重被粘接器件與延長材料的使用壽命具有重要的意義。

圖3. DPU-HMA的可拆卸與自修復功能

  同時還值得一提的是本工作涉及的核心原料（丁二酮肟、異氰酸酯）為廉價易得的工業品，可以通過簡便的一步法構建聚氨酯材料，也可以通過合理的設計引入到其它材料中，研制一系列功能材料，具有廣闊的應用前景。

  該工作獲得了國家自然科學基金、上海市自然科學基金、東華大學勵志計劃等項目資助。同時申請了中國發明專利保護（申請號：2019101075366）。

  原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/qm/c9qm00233b#!divAbstract