加载中...

点击这里给我发消息

QQ群:417857029

新产品·新技术信息

蜗牛黏液启发:超强可逆黏结丙烯酸水凝胶

来源:胶界2021年01月19日

阅读次数:

目前市场上有着琳琅满目的胶水,但均存在一个现象:可拆卸、可重复使用的胶黏剂普遍粘接力不强,而超强黏合的又不具有可逆性。

实现胶水的超强粘合性和可逆性,是研究者们孜孜不倦的追求。然而,这种完美结合却一直是个巨大的挑战。

前几期文章中,我们讨论了一种“可逆粘附的强力黏结聚氨酯热熔胶”。

然而,这种热熔胶的可逆性需要在高温下(e.g. 130℃)才能实现,这有很大的使用局限性。

今天我们要介绍的可逆超强黏结丙烯酸胶水,则在常温下就能表现出可逆性。

1 技术机理

这款强力可逆的丙烯酸水凝胶的发明灵感来自于蜗牛粘液。

研究发现,蜗牛分泌的黏液在它们活动时能够与石头、树木等粗糙表面保持充分的接触。干燥后,黏液的剪切模量从100Pa上升到1GPa,形成一个与目标表面相互锚定的坚硬薄膜,从而将自己牢牢黏附在物体表面。

蜗牛黏液启发:超强可逆黏结丙烯酸水凝胶

在蜗牛黏液的启发下,宾夕法尼亚大学Shu Yang教授团队研发了一款以聚甲基丙烯酸2-羟乙基酯poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) 为主体树脂,ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) 为交联剂的水凝胶强力粘合剂。

它不但可以强力黏附物体,还可以实现拆解、多次使用的性能,其工作机理如下:

水合PHEMA凝胶在湿润状态时,自身非常柔软,在外力的作用下,就能与粗糙的基材表面紧密接触 (near-surface compliance),并实现低能量变形(low-energy deformation)。

蜗牛黏液启发:超强可逆黏结丙烯酸水凝胶

脱水后,凝胶会收缩,但其体内的残余应力很小;同时,杨氏模量会增长三个数量级别,从而与目标表面实现了牢固的互锁效应。此状态下的凝胶构造,即使在被外力强行拆离基材表面后,仍然能维持脱水时的状态。

神奇的是,脱水后的凝胶若能再次水合湿润,它的接触面能恢复到原来未被外力挤压时的平面形状,从而实现自行脱落的效果,并且可以被再次重复黏贴。

2 性能特点

实验表明,能承受4kg重铁块的双面水凝胶,只需要接触水,就能很快自动脱离。

蜗牛黏液启发:超强可逆黏结丙烯酸水凝胶

同时,此胶水也表现出优异的粘接强度。0.25平方厘米粘接面积,可以承受892 N/cm2的剪切强度。两片2平方厘米的双面胶就能悬挂起一个体重为87kg的成年人。

蜗牛黏液启发:超强可逆黏结丙烯酸水凝胶

超强的粘结力,以及简单便捷的拆解再使用的可逆性,让这款水凝胶脱颖而出,一经报道,便迅速成为了科学圈里的新一代“网红”

然而,它的亮点也成了它的弱点!由于该胶水的可逆性与水有关,导致它没法在高湿度环境下大面积使用。

胶界| 讲述有深度广度温度的胶黏剂故事

  • 标签:
相关阅读

本站所有信息与内容,版权归原作者所有。网站中部分新闻、文章来源于网络或会员供稿,如读者对作品版权有疑议,请及时与我们联系,电话:025-85303363 QQ:2402955403。文章仅代表作者本人的观点,与本网站立场无关。转载本站的内容,请务必注明"来源:林中祥胶粘剂技术信息网(www.adhesive-lin.com)".

网友评论

©2015 南京爱德福信息科技有限公司   苏ICP备10201337 | 技术支持:建站100

客服

客服
电话

1

手机:18114925746

客服
邮箱

565052751@qq.com

若您需要帮助,您也可以留下联系方式

发送邮箱

扫二
维码

微信二维码