一种光控粘合-脱粘水下超支化粘合剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种光控粘合

【技术实现步骤摘要】
一种光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于粘合剂和包装材料领域，尤其是涉及一种光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]全球气候变暖严重影响人类的生存和发展，也是我国面临的重大问题之一。实现碳中和，推动节能减排和能源的绿色转型可有效控制气温快速变化。在我们之前专利中(专利号：202011300388.9)介绍的水下粘合剂虽然其湿粘合强度优异，但是熔融温度高，需外加热源才能搭接粘合。此外，该粘合剂无法按需脱粘，粘合剂和基材不能回收，与碳中和理念相悖。
[0003]偶氮苯是一个常见的光响应化合物，在紫外光的照射下，其结构从反式转变为顺式，熔融温度明显下降。除了光异构化，偶氮苯还表现出紫外光热效应。在顺反异构和光热效应的协同作用下，偶氮苯类聚合物无需外加热源，紫外光照射即可熔融。在可见光下，结构恢复，熔融温度上升，液化的聚合物重新固化。而目前的水下粘合剂很难实现光控粘合
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脱粘。因此，如何设计粘合剂结构，既能光控粘合
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脱粘又能有优异的湿粘合性能，仍然是一个巨大的挑战。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂的制备方法：主要步骤如下，
[0005](1)利用去离子水在第一催化剂作用下开环己内酯，制备聚己内酯；其中，投料质量份数为：己内酯单体1份、去离子水0.001～0.01份、第一催化剂0.001～0.005份；
[0006](2)将没食子酸单体和聚己内酯在第二催化剂作用下进行预聚合，然后，升温、抽真空，继续进行缩聚反应，制备得到生物基聚酯；其中，投料质量份数为：没食子酸单体1份、聚己内酯0.5～2.5份、第二催化剂0.01～0.05份；
[0007](3)将生物基聚酯溶解到溶剂中，并与偶氮苯类化合物反应，接枝至生物基聚酯链上，反应结束后纯化即得光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂；其中，投料质量份数为：生物基聚酯1份、偶氮苯类化合物0.01～0.05份；所述溶剂选自如下任意一种：二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃或二甲亚砜。
[0008]优选地，所述步骤(1)中第一催化剂选自如下任意一种：CF3SO3CH3、Sc(OTf)3、Sn(Oct)2、或C
20
H
18
O2Sn。
[0009]优选地，所述步骤(1)中制得的聚己内酯的分子量为2500～5000。
[0010]优选地，所述步骤(2)第二催化剂为Na2HPO4。
[0011]优选地，所述步骤(2)中加入缩合剂乙酸酐。
[0012]优选地，所述步骤(3)中偶氮苯类化合物选自如下任意一种：4
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苯基偶氮苯甲酰氯、4
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苯偶氮基苯甲酸、4
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氨基偶氮苯或4
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羟基偶氮苯。
[0013]优选地，所述步骤(3)中加入缚酸剂，所述缚酸剂选自如下任意一种：三乙胺、吡啶、醋酸钠、碳酸钠或碳酸钾。
[0014]本专利技术的第二个目的在于提供一种光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂，采用上述的制备方法制备而成。
[0015]具体地，所述光控可逆水下粘合剂的分子量范围为4000～10000。粘合剂中的疏水己内酯链段驱除基材界面处的水分子；末端的邻苯多酚基团提供优异的界面粘附力；偶氮苯在紫外光照后发生顺反异构和光热效应，使粘合剂在光照下即可粘合，并且在可见光和紫外光的交替照射下实现可逆粘附。
[0016]本专利技术的第三个目的在于提供上述的光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂在包装材料、生物传感器和智能绷带领域的应用。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术利用多酚、聚己内酯和偶氮苯类有机物作为原料合成光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂。粘合剂中的长脂肪链己内酯有效驱除基材界面处的水化层；末端的酚羟基与基材充分接触，提供优异的界面粘附力。粘合剂在没食子酸多酚和己内酯的共同作用下实现水下强粘附。偶氮苯基团在紫外光照后发生顺反异构和光热效应，使得粘合剂发生光液化，与基材充分浸润；在可见光下，液化的粘合剂固化粘合。此外，在紫外光和可见光的交替照射下实现可逆粘附。本专利技术制备的粘合剂在包装材料、生物传感器和智能绷带等重要领域有广泛的应用前景。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为实施例1所制备粘合剂紫外
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可见光谱图；
[0021]图2为实施例6所制备粘合剂光控固液转变图片；
[0022]图3为实施例6～9所制备粘合剂紫外光照下的温度变化图；
[0023]图4为实施例6所制备粘合剂在不同基材上的粘附强度；
[0024]图5为实施例6所制备粘合剂可逆粘合强度；
[0025]图6为实施例6所制备粘合剂光诱导可逆开关PET环的示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。
[0027]实施例1
[0028]一种聚己内酯的制备方法：
[0029]以质量份数比，己内酯∶去离子水∶Sn(Oct)2＝300∶1∶0.5，其中，Sn(Oct)2为第一催化剂进行投料，在110℃氮气条件下搅拌反应8h后，即可得聚己内酯，聚己内酯的摩尔质量为3600g/mol。
[0030]实施例2
[0031]一种生物基聚酯的制备方法：
[0032]以质量份数比：没食子酸(GA)∶聚己内酯(PCL)∶Na2HPO4＝1∶1∶0.02，其中，Na2HPO4为第二催化剂进行投料，并加入缩合剂乙酸酐Ac2O，在120℃氮气条件下搅拌反应2.5h。随后，抽真空至真空度1000Pa以下，升温到140℃，继续反应4h后，即可得生物基聚酯。
[0033]实施例3
[0034]一种生物基聚酯的制备方法：
[0035]以质量份数比：没食子酸(GA)∶聚己内酯(PCL)∶Na2HPO4＝1∶2.3∶0.033，其中，Na2HPO4为第二催化剂进行投料，并加入缩合剂乙酸酐Ac2O，在120℃氮气条件下搅拌反应2.5h。随后，抽真空至真空度1000Pa以下，升温到140℃，继续反应4h后，即可得生物基聚酯。
[0036]实施例4
[0037]一种生物基聚酯的制备方法：
[0038]以质量份数比：没食子酸(GA)∶聚己内酯(PCL)∶Na2HPO4＝1∶1.5∶0.025，其中，Na2HPO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂的制备方法，其特征在于，主要步骤如下，(1)利用去离子水在第一催化剂作用下开环己内酯，制备聚己内酯；其中，投料质量份数为：己内酯单体1份、去离子水0.001～0.01份、第一催化剂0.001～0.005份；(2)将没食子酸单体和聚己内酯在第二催化剂作用下进行预聚合，然后，升温、抽真空，继续进行缩聚反应，制备得到生物基聚酯；其中，投料质量份数为：没食子酸单体1份、聚己内酯0.5～2.5份、第二催化剂0.01～0.05份；(3)将生物基聚酯溶解到溶剂中，并与偶氮苯类化合物反应，接枝至生物基聚酯链上，反应结束后纯化即得光控粘合
‑
脱粘水下超支化粘合剂；其中，投料质量份数为：生物基聚酯1份、偶氮苯类化合物0.01～0.05份；所述溶剂选自如下任意一种：二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃或二甲亚砜。2.根据权利要求1所述的一种光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一催化剂选自如下任意一种：CF3SO3CH3、Sc(OTf)3、Sn(Oct)2、或C
20
H
18
O2Sn。3.根据权利要求1所述的一种光控粘合
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脱粘水下超支化粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中制得的聚已内酯的分子量为2500～5000。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：施冬健，陈明清，庄伟，姜越，倪忠斌，东为富，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：