[发明专利]一种智能光响应可逆胶粘剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种智能光响应可逆胶粘剂及其制备方法和应用，其由4‑(对甲苯基二氮烯基)苯基丙烯酸酯、N‑异丙基丙烯酰胺和丙烯酸酯化合物进行共聚所得，所述4‑(对甲苯基二氮烯基)苯基丙烯酸酯、N‑异丙基丙烯酰胺和丙烯酸酯化合物的摩尔比为(0.5‑2):6:14，本发明提供了条件温和的自由基聚合合成偶氮苯基丙烯酸酯共聚物的方法，实现聚合物的光致固液相态转换，同时利用含有杂原子的商业化丙烯酸酯与偶氮苯衍生物聚合，提高光致相变速度和粘附能力，实现了胶粘剂可逆的光致粘附/脱附过程。

技术领域

本发明属于人工智能、刺激响应材料领域，具体来说，涉及一种光响应可逆胶粘剂及其制备方法和应用。

背景技术

胶粘剂是一种可以通过化学键或者物理粘附等方式使物体与物体粘接成一体的功能性媒介。商业化的胶粘剂由于本身优异的性能而被广泛的应用于各个领域，它能使金属、玻璃，陶瓷，和塑料等不同材质或同一材质粘接成一体，赋予各物体有各自的应用功能。进入21世纪以来，随着现代化工业和智能高精尖技术的快速发展，传统的商业化胶粘剂已经逐渐不能满足人们的要求，近年来发展具有较强黏附强度的可逆胶粘剂被广泛关注。可逆胶粘剂是一类具有可控剥离并循环使用性能的新型智能胶粘剂，可以满足特定胶黏工艺条件的需求。但是已有的商业化可逆胶粘剂其黏附强度和重复使用性较差，黏附/脱附几次后便失去活性，因此发展具有较强黏附强度的可逆胶粘剂引起了广泛关注。

由于材料的力学性能在不同相中有着显著差异，因此实现材料的可逆固液转换是获得可逆胶粘剂的关键。目前，一些具有形状记忆聚合物或合金，在温度，光，磁，电，pH值等外部刺激条件下，可以发生可逆的固液相态转换，进而实现两物体间的黏附和脱附过程。在众多外部刺激条件中，光因其操作简单、控制精确、环境友好、能耗低、条件温和等独特的优点而被广泛应用于调控分子异构化，进而改变分子自身的相态、溶解度、颜色、极性、手性等特征物理化学性质，这一类材料被称为光响应材料。

偶氮苯及其衍生物作为最典型的光响应材料，可以在不同波长光照射或者热效应刺激下可逆地进行构象翻转，具有循环性能佳、能耗低、无副反应发生等优势，被应用于光驱动器、太阳热能燃料、纳米印刷、自修复材料和全息记录等领域。这类材料在紫外灯辐照下由反式构象（稳定态）向顺式构象（亚稳态）进行转换，响应速度极快，效率极高，在热或者可见光刺激下可以由顺式构象向反式构象转换，并且这种顺反异构过程具有非常良好的可逆性。在这种顺反异构过程中，偶氮苯分子顺反异构体的熔点和玻璃态转变温度也会发生较大的变化，顺式状态的熔点和玻璃态转变温度低于室温，而反式状态的熔点和玻璃态转变温度高与室温，这就意味着一些偶氮苯衍生物可以在一定的光照状条件下发生可逆的固液转换，为可逆胶粘剂的开发提供了理论基础。先有的光致可逆胶粘剂的方案如CN112010775A其通过偶氮苯基团和3,4,5-三戊氧基苯甲酸或3,4,5-三十二氧基苯甲酸与2,2'-二羟基-1,1'-双萘酚发生酯化反应得到，经验证，固化后粘结强度为1.34 MPa。

鉴于先有的光致可逆胶粘剂均存在光致相态转换速度慢，粘附性能较弱的缺点，并且关于如何提高光致可逆胶粘剂的粘附强度鲜有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种粘附性强的光响应胶粘剂，并同时提供其制备方法和应用。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

本发明一方面提供了一种光响应胶粘剂，其由4-(对甲苯基二氮烯基)苯基丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸酯化合物进行共聚所得，所述4-(对甲苯基二氮烯基)苯基丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸酯化合物的摩尔比为(0.5~2): (4~7) : 14。

作为本发明的一些优选实施方案，所述丙烯酸酯化合物选自丙烯酸-2-甲氧乙基酯、丙烯酸乙氧基乙基酯、2-丙烯酸十二烷基酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或两种及以上的组合。

本发明另一方面提供了上述光响应胶粘剂的制备方法，具体包括如下步骤：