论文部分内容阅读
海洋生物贻贝(Mussel),通过分泌贻贝粘附蛋白(MAPs)将自己强有力地附着在有机、无机等各种材料表面,具有超强的防水粘附力和万能粘附性。研究表明,贻贝粘附蛋白中多巴的儿茶酚基团是其具有神奇粘附性能的关键。但其制备量超低、工艺复杂、价格昂贵,因此寻找廉价的贻贝仿生材料尤为重要。 本文以涂料工业中常用的苯丙共聚物为高分子基体,将含儿茶酚功能单元的多巴胺(Dopamine)引入到共聚物中,制得多巴胺改性苯丙共聚物,以期望获得工艺简单、价格低廉、粘接性能优异的粘接剂。 在大量实验的基础上,确定以苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(n-BA)、丙烯酸(AA)为共聚单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过溶液聚合法合成含/不含AA单体单元的初始苯丙共聚物;然后利用碳二亚胺法,通过酰胺化反应将多巴胺接枝到含 AA的初始苯丙共聚物的侧链上,制得多巴胺改性苯丙共聚物,改性前后聚合物的结构均被全面表征。紫外可见分光光度(UV-vis)定量分析表明改性共聚物内多巴胺的浓度与理论值相当。通过酰胺化过程中定时取样分析可知,酰胺化改性最佳反应条件为25℃、12h。差示扫描量热(DSC)分析结果表明多巴胺的引入使共聚物的Tg升高,且随着多巴胺含量的增加而增大,扩大了材料的使用范围。含多巴胺的改性苯丙共聚物与 Fe3+的络合程度与铁离子、儿茶酚的浓度有关。而搭接剪切强度测试结果表明,初始苯丙共聚物对铁片的搭接剪切强度随羧基含量的增加而增加,增幅最大为140%;多巴胺的引入进一步增强了它们的粘接性能,增幅约为20~36%;且多巴胺含量越高,粘接性能越好,最高强度达3.69MPa。引入适量的Fe3+,可以大幅度提高改性苯丙共聚物的搭接剪切性能,最高强度达5.03MPa。由此推断,适当量 Fe3+的引入可以降低体系内多巴胺的使用量,从而降低成本、提高经济效益。