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科研进展

汪秀丽/赵海波教授团队在可完全回收利用的阻燃多功能黏合剂方面取得新进展

访问量:发布时间:2022-12-21

2021年,中国的黏合剂产量高达709万吨,而在其生命周期结束后产生的相应的废弃物会造成严重的环境污染问题和资源浪费。通过研发具有循环寿命的完全可回收利用黏合剂可以有效缓解上述问题,实现向可持续生态的转变。然而,现有报道的可回收黏合剂在复杂的应用条件下通常存在黏附强度低以及耐久性差等问题。另外,在众多应用中,黏合剂的阻燃功能性也尤为重要,比如在电子设备应用中的黏合剂往往需要高阻燃性来降低潜在的火灾风险。因此,开发可完全闭环回收利用且具有多功能的高性能黏合剂是黏附科学和材料工程领域的巨大挑战。

近日,我院汪秀丽/赵海波教授团队报道了一种可以完全回收利用的多功能黏合剂,其特点是具有高耐久性、高透明性和优异的阻燃性,并且可耐多种苛刻环境。该工作所设计的芳香硅氧烷黏合剂可以通过π-π堆叠作用驱动其本身发生可逆组装过程。在乙醇挥发过程中,黏合剂分子内部形成有序的分层组装结构,从而产生高透光率(~98%)、低雾度(~2.5%)以及强大的内聚能。对水不敏感的硅氧烷黏合剂在各种材料上表现出强大而持久的黏附力(高达3.5 MPa),即使在高湿度(85% RH)、水下、盐和强酸/碱溶液(pH 1-14)以及低/高温(-10-90 ℃)等恶劣条件下也能实现长期稳定的强黏附性能。尤其可贵的是,通过可逆组装/解组装,该黏合剂可以实现完全闭环回收(~100%),且重复使用超过100次而不损失其黏附性能。此外,结合其本身具有的高阻燃性,该黏合剂可直接用作高耐久的保护性涂层,在诸多具体应用中表现出独特的优势。

该研究成果以“Fully recyclable multifunctional adhesive with high durability, transparency, flame retardancy, and harsh-environment resistance”为题发表在Science Advances上。四川大学为论文唯一署名单位,环保型高分子材料国家地方联合工程实验室汪秀丽教授和赵海波教授为共同通讯作者,2020级博士研究生王子豪为第一作者。该工作得到国家自然科学基金、中国科协青年精英科学家资助计划、111计划(B20001)、中央高校基础研究经费和四川大学机构研究基金(2021SCUNL201)的支持。

文章链接: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add8527

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