[发明专利]一种多响应聚合物粘附胶材料及其应用

说明书

本发明公开了一种多响应聚合物粘附胶材料，该材料通过以下方法来制备：以多巴胺单体、温敏性单体N，N‑二甲基丙烯酰胺和丙烯酸烷基酯单体为原料，采用偶氮二异丁腈作为引发剂、无水有机溶剂作为反应介质，在氮气下于75~85℃常压反应12小时，经过常规分离得到多响应水下聚合物粘附胶；多巴胺单体、丙烯酸烷基酯单体和温敏性丙烯酸类单体的摩尔比为：1/25/75~1/75/25；偶氮二异丁腈与多巴胺单体的摩尔比为：2/25~31。本发明通过几种功能性单体的共聚，制备得到具有多响应特性的水下聚合物粘附胶材料，区别于传统水下粘附胶材料的粘附特性，实现粘附强度的动态调控，实现被粘合材料之间的有效分离。

技术领域

本发明涉及一种多响应聚合物粘附胶材料及其应用，属于工程技术领域。

背景技术

水下粘附胶材料是一种常见的工程材料，主要用于水下作业中材料之间的相互粘接以及运动部件的密封。相比于传统的机械加固及垫圈密封技术，通过化学合成制备得到的水下粘附胶材料具有可靠、稳定、持久的粘合性能。

市面上的大部分水下粘合胶通常都基于环氧树脂体系。其制备方法通常是将助剂分别和环氧树脂A组分和固化剂B组分搅拌分散均匀，然后把含助剂的A组分和B组分进行均匀混合即可。虽然这类胶水下粘附性能优异，但是其制备过程较为繁琐，对分散和混合工艺要求较高，且助剂的微小差异也会极大的影响其粘附性能。例如中国专利CN101619201，CN104263288A， CN103555243A及CN104277750A。随着相关技术的发展，水下粘附胶材料出现了新的体系，比如交联型聚合物胶黏剂。具体而言，就是将丙烯酸酯类单体与其它无机助剂、活性单体及亲水性生物大分子进行一锅法混合，在偶联剂与引发剂存在下聚合反应，得到交联型聚合物胶黏剂材料。例如中国专利CN104277750A公开的一种适用于金属材料的水下胶。该金属胶水下初粘性较强，但由于淀粉大分子的存在，经过长时间的适用，容易水化而导致粘附性能下降，并且对各种材料的适用性不强，因此制备具有稳定的粘附性能以及普适性的粘附胶显得极为迫切的。此外，水下粘附胶材料的循环利用问题也是一个挑战。使用水下粘附胶材料对相关部件进行密封后，当部件需要更换时，需要采用机械手段去密封，势必对部件造成损害，再者导致粘附胶浪费，没法回收利用。近些年来，水性粘附胶在医疗方面应用也非常广泛，如敷料、特殊医疗器械和体外伤口粘附贴的需求等。虽然，目前的水性粘附胶能够很好地满足敷料、伤口等遇水的稳定性粘附目的。但是在更换敷料或者拆除伤口贴时都会面临着对皮肤或者伤口的二次损伤。因此，无论对于水下粘接与密封作业来说，还是从临床医学上来讲，都迫切需求一种粘附性能可随环境及使用状况而动态变化的智能水下粘附胶材料。在初使时能够展现出高粘性特性，在回收时或分离时能够展现出低粘性特征。经过专利和文献调研发现，迄今为止还没有任何一种水下粘附胶材料能实现动态的粘合与去粘合。

发明内容

本发明的目的在于为了解决传统水下粘附胶材料粘附性能不佳、粘附性能不可逆、没法循环利用以及由此引发的密封部件再分离较难等问题提供了一种多响应聚合物粘附胶材料及其应用。

本发明将智能可控概念引入到水下粘附胶材料体系中，即通过自由基交联共聚合成一种具有多刺激响应的聚合物粘附胶体系。该聚合物粘附胶材料在水下显示出超高的粘附性能，可实现两种材料的可靠粘合，粘附性能稳定、持久、可靠。当水环境中离子种类、pH值、温度（降低）以及光发生变化时，粘附胶的粘附性能变化，实现两种材料的有效分离。该智能粘附胶控制界面结合特性的能力有望应用于各个领域，包括制造业（实现可连续包装）、医疗（实现伤口贴和伤口敷料的无痛拆除）等。

一种多响应聚合物粘附胶材料，其特征在于该材料通过以下方法来制备：

以多巴胺单体、温敏性单体N，N-二甲基丙烯酰胺和丙烯酸烷基酯单体为原料，采用偶氮二异丁腈作为引发剂、无水有机溶剂作为反应介质，在氮气下于75~85℃常压反应12小时，经过常规分离得到多响应水下聚合物粘附胶；所述多巴胺单体、丙烯酸烷基酯单体和温敏性丙烯酸类单体的摩尔比为：1/25/75~1/75/25；所述偶氮二异丁腈与多巴胺单体的摩尔比为：2/25~31。