近日，華南師范大學化學學院教授陳宜法和教授蘭亞乾團隊在國家杰出青年基金項目的支持下，在特種粘合劑領域取得重要研究進展。相關成果在《自然-通訊》上發表題為“A Solvent-free Processed Low-temperature Tolerant Adhesive”的研究論文。
粘合劑在電子產品和航空航天等眾多領域發揮著重要作用。隨著社會和工業的持續與快速發展，對耐溫粘合劑的實際需求日益增長。目前，大多數傳統粘合劑都是以聚合物為主要成分，如市售的熱熔膠：乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚酰胺（PA）和聚醚砜（PES）等。盡管通過添加增塑劑/交聯劑或非極性取代基等策略可以在一定程度上提高粘合劑的耐溫范圍，但這些方法制備的大多數熱熔膠的最低耐溫范圍仍在-50 ℃以上。因此，目前的改進效果還遠不能令人滿意，此外，復雜的制備工藝也嚴重限制了粘合劑的推廣與應用，因而迫切需要新的策略來開發新型耐超低溫粘合劑去實現在南北極或外太空等特定場景的應用。
基于此，蘭亞乾團隊通過熱輔助工藝開發了一種可批量制備的多金屬氧簇（POMs）基的無溶劑粘合劑（SSFP）。所制備的SSFP粘合劑在不同的人造或天然基材上均表現出良好的界面粘附能力，具有較高的粘附強度（3.7 MPa）、有機溶劑穩定性（三甲苯（TMB）、石油醚（PE）和正己烷（N-hexane）等）、較寬的耐溫范圍（-196~55 ℃）和持久粘附性（> 60天，-196 ℃）。值得注意的是，在耐低溫性和耐有機溶劑性方面，SSFP粘合劑明顯超過了商用熱熔膠EVA。此外，進一步結合理論計算闡明了POMs與聚合物之間的強相互作用能是低溫下表現出高粘附性能的主要原因，且可明顯增強內聚力強度，抑制聚合物結晶和體積收縮等效果。
該研究工作不僅豐富了耐低溫粘合劑的種類，而且將為開發用于南北極或行星探測的無溶劑特種粘合劑提供可靠依據。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-49503-7
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