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編輯：匯合創3d打印更新時間：2021-11-12 瀏覽次數：1380

水下膠黏劑在運輸、建筑、海洋、醫療等領域有廣泛應用。傳統水基膠黏劑（脲醛樹脂、酚醛樹脂、聚醋酸乙烯酯、淀粉基膠黏劑等）不能作為水下膠接材料使用。一方面，基材表面水合層阻止膠黏劑與基材表面接觸，膠黏劑難以水下粘附基材；另一方面，傳統膠黏劑難以水下固化，不能產生內聚力。因此，利用植物蛋白制備多功能水下膠黏劑是一項重要且具有挑戰性的工作。此方面的研究，有利于解決木材加工行業膠黏劑對高含水率單板涂布與預壓性能差的問題。

基于上述需求，高強教授團隊受貽貝和牡蠣的啟發，通過開環接枝和自由基聚合反應設計合成一種大豆蛋白基水下膠黏劑（USPI-CaO）。首先，將1,2-環氧-9-癸烯（A）接枝到大豆蛋白（SPI）上得到帶有不飽和雙鍵的改性大豆蛋白（ASPI）。然后，將生物漆酚（U）作為鄰苯二酚基團的天然來源，通過自由基聚合反應接枝到ASPI上，得到有水下粘附性的USPI。最后，將氧化鈣（CaO）與USPI混合，得到有水下固化能力的USPI-CaO。

圖1. USPI-CaO合成及水下膠接機制。

研究表明，USPI-CaO具有良好的水下粘附、抗沖洗和密封性。USPI-CaO在水下可以粘附低表面能材料（聚四氟乙烯）、極性材料（聚氨酯和塑料泡沫）、有機生物材料（豬皮）和非金屬材料（氧化鋁陶瓷），在水下的密封和修復、傷口敷料和可穿戴電子設備領域具有潛在的應用前景。

圖2. 材料狀態及水下粘附行為。

研究表明，USPI-CaO在不同水環境下（pH=5或9的蒸餾水、模擬海水、有機溶劑、鐵離子溶液、T = 3-90 ℃ 的自來水等）對不同材料（玻璃、金屬、PVA、亞克力、木材、陶瓷等）以及異性材料均表現出強的水下膠接性能，水下膠接強度可達到758 KPa，可適用于復雜的環境，包括酸、堿和腐蝕性等環境。