专题综述

海洋生物贻贝启发的干/湿态强黏附、自修复高分子胶粘剂

杨皓瑜^1,2，张  庆¹，黄继军¹

（1.中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京  100049；2.Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, Alberta, Canada）

【摘  要】受到贻贝黏附蛋白超强黏附性能的启发，研究人员将贻贝黏附蛋白中主要的功能基团多巴胺（主要为儿茶酚基团）引入到高分子材料中，合成了许多具有不同分子结构及功能的贻贝仿生高分子材料，极大地拓宽了其应用范围。本文首先描述了贻贝足丝蛋白的组成和功能，随后介绍了当前贻贝仿生在水下黏合剂、自修复材料、抗污材料以及生物医药材料中的应用，最后对贻贝仿生材料的应用前景进行了展望。

【关键词】贻贝仿生；黏附蛋白；多巴胺；儿茶酚；功能高分子

加成型有机硅光学胶的研究现状

王东哲，庄  锐，陈殿龙，张晶晶，黄  睿，李蕊，王远榕，苏亚平

（黄河三角洲京博化工研究院有限公司，山东 滨州  256600）

【摘  要】硅氢加成反应是合成有机硅化合物的重要方法，其在光学胶领域的典型应用即为加成型有机硅光学胶。该类材料因性能优异，被广泛应用于电子电气与光学等领域。本文以高折射率加成型有机硅光学胶为研究对象，系统综述了其关键组分（乙烯基聚硅氧烷、含氢交联剂、催化剂和补强填料）的研究进展，并深入分析了Si—H与Si—V物质的量比及固化程序等关键因素对产品性能的影响。在此基础上，进一步展望了该材料的未来发展方向。

【关键词】硅氢加成；有机硅；光学胶；高折射率

研究报告

基于光产碱催化的低温固化巯基-环氧/环硫胶粘剂研究

杨雨彤¹，李治全^1,2，刘晓暄^1,2

（1.广东省功能软凝聚态物质重点实验室，广东 广州  510006；2.广东工业大学材料与能源学院，广东 广州  510006）

【摘  要】本研究开发了一种基于光产碱催化的巯基-环氧/环硫固化体系，以解决传统光产碱催化胶粘体系储存稳定性差、后固化温度高等问题。通过硫氰酸钾（KSCN）与双酚A缩水甘油醚（BADGE）的亲核取代反应，合成了高活性环硫单体（BADGE-S），并与BADGE、四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯（PE-1）交联剂复配，引入光产碱剂(PB-DBU)、光敏剂2-异丙基硫杂蒽酮（ITX），构建了365 nm LED触发的新型巯基-环氧/环硫光固化体系。制备出兼具高储存稳定性、低温快速固化及优异粘接强度的光固化胶粘剂，并对其各项性能进行表征。研究结果表明：⑴通过FT-IR、NMR等多重表征证实，环氧基团完全转化为环硫结构。与环氧前体相比，BADGE-S因环硫基团开环能垒更低且硫原子孤对电子易极化，表现出更高的碱催化反应活性，为后续低温快速固化提供了理想单体。⑵通过光吸收性能研究表明，PB-DBU仅受深紫外光源吸收，引入ITX后体系在350~400 nm获宽强吸收，383 nm消光系数为6.86×10³ L/(mol cm)，三重态（³ITX*）寿命延长，敏化效率提升。365 nm LED辐照下，³ITX*向PB-DBU发生单电子转移，C—N键断裂，3.5 min内pH自7.8升至9.5并稳定，苯酚红变色同步证实DBU快速释放，为后续低温巯基-环氧/环硫点击聚合提供强碱催化。⑶通过聚合动力学研究发现，随着环硫单体含量增至20%，体系聚合峰温从173 ℃降至165 ℃，光照后环氧转化率从13.81%提高至53.33%，在80 ℃低温条件下粘接强度显著提升近10倍（从0.164 MPa至1.532 MPa）。⑷通过贮存稳定性研究证实，PB-DBU光产碱体系表现出优异的储存稳定性，在40 ℃避光条件下贮存144 h仍稳定保持低黏度，明显优于商品化PL-DBN体系。⑸本研究构建的基于光产碱催化的巯基-环氧/环硫固化体系兼具高储存稳定性、低温固化特性和优异粘接性能的光固化胶粘剂体系，为精密电子封装和光学器件组装提供了新的材料选择。

【关键词】光产碱；环硫；巯基-环氧；低温固化；胶粘剂

新型高性能环氧/BAPP-BMI胶粘剂的制备及其固化动力学研究

闻满瑛，范天华，虞鑫海

(东华大学化学与化工学院，上海  201620)

【摘  要】以2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷（BAPP）和顺丁烯二酸酐（MA）为原料，合成长链含醚键的2,2-双[4-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷（BAPP-BMI）。将双酚A型环氧树脂（E-51）、自制BAPP-BMI、环氧扩链剂（SD-248）、固化剂（MTHPA）及固化促进剂（2E4MI）配制成一系列环氧/BAPP-BMI胶粘剂，并对其结构和性能进行分析。研究结果表明：成功合成了BAPP-BMI单体，并通过FT-IR确认其结构，后将其用于制备环氧/BAPP-BMI胶粘剂。适量添加BAPP-BMI可显著提升固化物的综合性能。其在30 ℃下即表现出高反应活性，最高拉伸剪切强度达15.4 MPa，并有效提高材料的韧性（最高冲击强度提升67%）、力学强度及疏水性（吸水率<0.10%，最低可达0.02%）。固化动力学分析显示，反应活化能为77.52 kJ/mol，反应级数为0.9。同时，该系列胶粘剂在高频下具备稳定的低介电常数（3.84~4.26）与低介电损耗（2.02%~2.20%），电容值在4.97~5.52 pF，显示出优异的介电性能，在电子封装等领域具有应用潜力。

【关键词】BAPP-BMI；胶粘剂；力学性能；介电性能；固化动力学

三聚氰胺-甲醛树脂胶粘剂增韧阻燃改性研究

冯  炎¹，Mashanlo Abdurakhman¹，林芷芊¹，沈佳豪¹，陈风青^1,2，戴进峰^1,2

（1.浙江农林大学化学与材料工程学院，浙江 杭州  311300；2.浙江省木材科学与技术重点实验室，浙江 杭州  311300）

【摘  要】三聚氰胺-甲醛树脂（MF）胶粘剂尽管具有较好耐热性，但其脆性大限制了在浸渍纸饰面材料中应用。本研究通过硼酸与羟基硅油缩聚合成聚硼硅氧烷（PBS），并以此对MF进行增韧阻燃改性，系统探究了PBS添加量对改性MF胶粘剂力学性能、阻燃性能及韧性的影响。研究结果表明：PBS中Si—O—B柔性链段通过物理缠结与氢键作用显著提升MF的韧性，且改性MF胶粘剂的胶合强度与阻燃性能均得到增强。当PBS添加量为5%时，改性MF试样的极限氧指数（LOI）达34.3%，较纯MF提高4.6%；浸渍纸单板的烧穿时间延长至106 s（提升253%）；干/湿粘接强度分别达2.98和3.11 MPa，较纯MF提升36.1%和5.8%。同时，5%PBS改性MF的断裂伸长率由4.2%提升至26.5%，表现出优异的柔韧性与抗裂性能。本研究为开发兼具高强度、高韧性及阻燃性能的MF胶粘剂提供了新策略，对拓展MF胶粘剂在定制化装饰材料中的应用具有重要价值。

【关键词】三聚氰胺-甲醛树脂；聚硼硅氧烷；增韧改性；阻燃性能

工艺与应用

室温硫化硅橡胶的黄变影响因素

刘  彬，秦  鹰，曹俊茹，赵志鹏，谢志坚，王韵然

(1.中蓝晨光化工研究设计院有限公司，四川 成都  610041；2.国家有机硅工程技术研究中心，四川 成都  610041)

【摘  要】以端羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物、气相法白炭黑为补强填料、酮肟基硅烷为交联剂、二月桂酸二丁基锡为催化剂，制备了单组分室温硫化硅橡胶。考察了酮肟基交联剂、硅烷偶联剂、颜料、抗氧剂和耐热剂等对硅橡胶黄变的影响。研究结果表明：⑴对比研究了3种交联剂对硅橡胶黄变的影响。为控制硅橡胶的黄变程度，建议优先选用甲基三丁酮肟基硅烷（D-30）作为交联剂，并尽量避免硅橡胶长期处于高温环境中。⑵考察了4种硅烷偶联剂对硅橡胶黄变的影响。在脱肟型室温硫化硅橡胶中采用KH-560或者KH-570作为粘接偶联剂时，其黄变程度较低。⑶钛白粉与永固紫颜料配合使用，可有效遮蔽或中和生色基团产生的黄色，改善硅橡胶外观，从而进一步降低黄变程度。⑷抗氧剂和耐热剂搭配使用，具有协同作用，可有效降低硅橡胶在高温环境下的黄变程度。⑸硅橡胶的黄变机理可认为是“自由基氧化反应——致生色基团累积”的模型。通过在脱肟型硅橡胶中增加颜料、抗氧剂和耐热稳定剂，可以大幅度降低硅橡胶在常温和高温环境下的黄变程度，拓宽硅橡胶在5G基站密封材料、新能源汽车电池包防护件等高端领域的应用。

【关键词】硅橡胶；粘接密封胶；硅烷偶联剂；抗氧剂；耐热剂；黄变

一种应用于新能源电池领域的生物基聚氨酯结构胶的制备及研究

李仁普，张志军，刘  斌，陆春兰，周  刚

（广东普赛达材料科技股份有限公司，广东 东莞  523646）

【摘  要】本文以多羟基蓖麻油、长链蓖麻油、生物基预聚体为原料，分别制备多元醇（A）组分及固化剂异氰酸酯（B）组分，以体积比VA∶VB=1∶1进行混合，固化后得到生物基聚氨酯材料。通过红外、表干时间、硬度、拉伸强度及断裂伸长率、剪切强度测试、“双85”耐候测试表征所制备的生物基聚氨酯的性能。研究结果表明：⑴当多羟基蓖麻油的含量为30%（相对于A组分质量而言）时，材料的表干时间为33 min，硬度为60D，拉伸强度为13.7 MPa，最大伸长率为68%，剪切强度为14.0 MPa，“双85”耐候性衰减率为5.1%。⑵当长链蓖麻油的含量为30%（相对于A组分质量而言）时，材料的生物基含量较高，表干时间为37 min，硬度为57D，拉伸强度为11.7 MPa，最大伸长率为73%，剪切强度为13.4 MPa，“双85”耐候性衰减率不超过10%。⑶当生物基预聚体的含量为60%（相对于B组分质量而言）时，材料的生物基含量较高，表干时间为36 min，硬度为62D，拉伸强度为14.2 MPa，最大伸长率为63%，剪切强度为14.1 MPa，“双85”耐候性衰减率不超过10%。⑷综上所述，当多羟基蓖麻油含量为30%、长链蓖麻油含量为30%、生物基预聚体含量为60%时，所制备的生物基聚氨酯材料的生物基含量相对最高，综合性能相对最优。

【关键词】新能源电池；生物基；聚氨酯；结构胶

材料科学

PAPI增容高性能PBAT/PPC/PLA复合薄膜的制备和性能研究

高  远，沈  星

（南京航空航天大学航空学院，江苏 南京  210016）

【摘  要】“白色污染”与能源危机问题使得开发功能化可降解高分子材料成为一项紧迫的战略需求。聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）具备优异的韧性、良好的加工性能以及可完全生物降解的特性，但其拉伸性能、气体阻隔性能及抗紫外老化能力较差，限制了其广泛应用。将PBAT与其他可降解高分子材料共混，并引入光稳定剂，是改善上述性能问题的有效途径。本研究通过挤出共混与流延成膜工艺，制备了不同配比的PBAT/PPC/PLA复合薄膜。在共混体系中加入了反应性增容剂多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)，系统分析了复合材料的微观结构与各项性能。研究结果表明：⑴简单的三元共混对材料性能提升有限，而引入PAPI可显著改善体系的综合性能。当各组分配比为m(PBAT)∶m(PPC)∶m(PLA)∶m(PAPI)=60∶30∶10∶0.7时，复合薄膜的拉伸强度、杨氏模量及水蒸气阻隔性能相较于纯PBAT薄膜分别提升了59%、122%和62%。⑵流变测试与扭矩分析表明，增容剂PAPI能够与PBAT、PPC、PLA发生扩链反应，其反应活性高于增容剂ADR4468。⑶红外光谱、扫描电镜及动态力学分析结果进一步表明，PAPI有效增强了共混组分之间的相容性，并促进了PBAT的结晶行为。⑷PAPI对复合薄膜的透明性影响较小，在基本保持原有透明度的同时，延缓了材料的降解速率。⑸综上所述，PAPI作为一种高效的反应性增容剂，显著优化了PBAT/PPC/PLA复合薄膜的结构与综合性能。

【关键词】PBAT薄膜；可生物降解薄膜；反应性增容剂