天然多酚/Fe3+/HDI多重协同交联的全水相水下粘合剂OA
Fully Aqueous Underwater Adhesive Based on Synergistic Crosslinking among Natural Polyphenols/Fe3+/HDI
基于聚乙烯醇/丁二酸体系,构建了茶多酚(TP)和单宁酸(TA)两种天然产物多酚/Fe3+/六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的多层级协同交联策略,实现了全水相条件下的高性能水下粘合剂.茶多酚与单宁酸提供高密度酚羟基,可在湿润界面形成氢键、π-π相互作用和多齿配位,实现快速排水与多点锚固,Fe3+构建动态金属-配体网络,增强能量耗散与界面适应性,HDI则与羟基反应生成氨基甲酸酯/脲键,形成稳定的共价交联结构.该体系在金属基材上的水下剪切强度达1.7 MPa,并在30天长期稳定测试、高盐(2.0 mol/L NaCl)及宽pH值(1~13)条件下仍保持超过1.0 MPa的粘附性能,对多种基材均表现出良好兼容性.本研究为绿色高性能水下粘合剂的设计提供了新的结构构建思路.
Based on a poly(vinyl alcohol)/succinic acid system,a multilevel synergistic crosslinking strategy involving two natural polyphenols—tea polyphenols(TP)and tannic acid(TA)—together with Fe3+and hexamethylene diisocyanate(HDI)was developed to realize a high-performance underwater adhesive under fully aqueous conditions.TP and TA provide a high density of phenolic hydroxyl groups,enabling the formation of hydrogen bonding,π-π interactions,and multidentate coordination at wet interfaces,thereby facilitating rapid water displacement and multipoint anchoring.Fe3+ions construct dynamic metal-ligand coordination networks,enhancing energy dissipation and interfacial adaptability,while HDI reacts with hydroxyl groups to generate stable covalent crosslinked structures through urethane and urea linkages.The resulting adhesive exhibits an underwater shear strength of up to 1.7 MPa on metallic substrates and maintains adhesion strengths exceeding 1.0 MPa after 30 days of long-term stability testing,as well as under high-salinity conditions(2.0 M NaCl)and across a wide pH range(1-13).Moreover,the system demonstrates good compatibility with various substrates.This study provides a new structural design strategy for the development of green,high-performance underwater adhesives.
孔佳利;涂园园;严殊颜;吴继勇;王润楷;李娜;胡继文
中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||国科广化(南雄)新材料研究院有限公司,广东 南雄 512400||国科广化韶关新材料研究院,广东 韶关 512400||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||国科广化(南雄)新材料研究院有限公司,广东 南雄 512400中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650||中国科学院大学,北京 100049||国科广化(南雄)新材料研究院有限公司,广东 南雄 512400||国科广化韶关新材料研究院,广东 韶关 512400||中国科学院新型特种精细化学品工程实验室,广东 广州 510650
化学化工
水下粘合剂多酚-金属配位异氰酸酯化学交联全水相体系界面湿润与锚固
underwater adhesivepolyphenol-metal coordinationisocyanate chemical crosslinkingfully aqueous systeminterfacial wetting and anchoring
《纤维素科学与技术》 2026 (1)
31-38,8
评论