CN110791223B - 小分子粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小分子粘合剂及其制备方法，所述粘合剂主要是通过氢键作用力相互连接的氢键供体和氢键受体形成；其中，所述氢键供体选自柠檬酸、氯化胆碱和苹果酸中的至少一种；所述氢键受体选自D‑果糖、D‑蔗糖、葡萄糖、D‑(+)‑海藻糖、D‑山梨醇、D(+)甘露糖、麦芽糖、水苏糖和棉子糖中的至少一种。相比现有的粘合剂，本发明的粘合剂具有原料成本低、制备流程简单、环保、可重复使用、不含易挥发有机溶剂等优点，可以实现工业化生产。

Description

小分子粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及粘合剂技术领域，更具体地，涉及一种小分子粘合剂及其制备方法。
背景技术
粘合剂在生产、生活中具有重大的作用。目前，常用的粘合剂主要是传统天然或者人工合成的粘合剂，其大部分是由高分子等物质构成。然而传统粘合剂，比如淀粉、蛋白质、糊精等适用范围窄、粘性差等问题；而人工合成的粘合剂具有不可重复使用、生物适应性差和含有易挥发组分等缺点。
发明内容
基于此，针对上述传统粘合剂和人工合成的粘合剂存在的技术问题，提供一种小分子粘合剂。
一种小分子粘合剂，所述粘合剂主要是通过氢键作用力相互连接的氢键供体和氢键受体形成的；
其中，所述氢键供体选自柠檬酸、氯化胆碱和苹果酸中的至少一种；所述氢键受体选自D-果糖、D-蔗糖、葡萄糖、D-(+)-海藻糖、D-山梨醇、D(+)甘露糖、麦芽糖、水苏糖和棉子糖中的至少一种。
在一些实施方式中，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:1～2。
在一些实施方式中，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:1。
在一些实施方式中，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:2。
本发明还提供了一种粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将所述氢键受体和氢键供体加入水中溶解，得到溶液；
S2、干燥所述溶液，得到所述粘合剂；
其中，所述氢键供体选自柠檬酸、氯化胆碱和苹果酸中的至少一种；所述氢键受体选自D-果糖、D-蔗糖、葡萄糖、D-(+)-海藻糖、D-山梨醇、D(+)甘露糖、麦芽糖、水苏糖和棉子糖中的至少一种。
在一些实施方式中，所述干燥的温度为60～90℃。
在一些实施方式中，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:1～2。
在一些实施方式中，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:1。
在一些实施方式中，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:2。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1)相比现有的粘合剂，本发明的粘合剂具有原料成本低、制备流程简单、环保、可重复使用、不含易挥发有机溶剂等优点，可以实现工业化生产。
2)大部分现有的粘合剂在有机溶剂中出现易溶解或溶胀等现象，故其黏附性能大大降低，限制了现有的黏附剂在极端恶劣的条件下的应用，如商用的3M胶在二氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、乙腈等有机溶剂中易溶解，放置7天，完全失去其粘性。而本发明的粘合剂在不同有机溶剂中长时间仍具有较强的粘性。
附图说明
图1为本发明粘合剂的制备方法的流程示意图；
图2为本发明的6号样品的核磁共振图谱图；
图3为本发明的6号样品的红外光谱图；
图4为本发明的6号样品的热分析图；
图5为本发明的6号样品的X-射线衍射图；
图6为本发明的6号样品的流变学测试图；
图7为本发明的一实施例所制备的粘合剂在二氯甲烷中浸泡对玻璃的黏附力图。
图8为本发明的一实施例所制备的粘合剂对生物组织的粘附性能图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
如表1和图1所示，将一定摩尔比的氢键供体和氢键受体加入圆底烧瓶，然后加入一定量的水，搅拌溶解原料，最后放入80℃烘箱中烘干，即可得到不同组分的小分子粘合剂。其中，所述氢键供体选自柠檬酸、氯化胆碱和苹果酸中的至少一种；所述氢键受体选自D-果糖、D-蔗糖、葡萄糖、D-(+)-海藻糖、D-山梨醇、D(+)甘露糖、麦芽糖、水苏糖和棉子糖中的至少一种。
表1
Figure BDA0002273924530000031
Figure BDA0002273924530000041
试验测试
1、结构表征
1)采用核磁氢谱和傅里叶红外光谱，确定6号样品粘合剂的化学结构，如图2和3所示；
2)采用粉末X单晶衍射仪，热重分析仪和差热扫描仪，研究了6号样品粘合剂的晶型，热稳定性以及玻璃转化温度等物理性质，如图4和5所示。
3)采用流变仪，研究6号样品粘合剂在25℃下的粘弹性性能，且研究了6号(简写为CA-TR)样在不同温度下的粘弹性性能，且测试在15-80℃下温度循环下的粘弹性性能，如图6所示。
4)测试了6号(简写为CA-TR)样在二氯甲烷，四氢呋喃，乙酸乙酯，乙腈丙酮和甲醇等溶剂中溶解和粘附情况。
2、粘性性能测试
1)采用拉伸仪，在25℃和湿度50-70％下，测试18种低共熔剂对玻璃，有机玻璃，聚四氟乙烯和铁块四种材料的粘附性能。结果表明基于低共熔溶剂的粘合剂对4种材料都具有较好的粘合性能，如表2所示，6号样的粘附性能是最强。
表2
Figure BDA0002273924530000051
Figure BDA0002273924530000061
2)采用拉伸仪，测试了6号样在不同温度下(-80℃、-20℃、4℃，55℃和80℃)和不同湿度下(湿度5％和95％)，6号样对各种材料(玻璃、有机玻璃、聚四氟乙烯和铁块)的粘附性能，如表3和表4所示。
表3
-80℃ -20℃ 4℃ 55℃ 80℃
玻璃 0.542MPa 1.176MPa 2.232MPa 0.34MPa 0.085MPa
铁块 1.446MPa 2.39MPa 2.955MPa 4.095MPa 0.38MPa
有机玻璃 0.806MPa 0.517MPa 0.342MPa 0.013MPa 0.196MPa
聚四氟乙烯 0.246MPa 0.257MPa 0.262MPa 0.077MPa 0.082MPa
表4
湿度5％ 湿度95％
玻璃 1.55MPa 0.245MPa
铁块 1.26MPa 0.017MPa
有机玻璃 0.227MPa 0.395MPa
聚四氟乙烯 0.242MPa 0.137MPa
3)通过测试了6号样在二氯甲烷，四氢呋喃，乙酸乙酯，乙腈，丙酮和甲醇等溶剂中的溶解度，发现6号样除了能在甲醇中能完全溶解，在其余的有机熔剂中的溶解度较低，故测试6号样在二氯甲烷，四氢呋喃，乙酸乙酯，乙腈和丙酮溶剂中的粘附性能，其中商用的AB胶和3M胶在二氯甲烷中浸泡14天对玻璃的黏附力值为零。实验过程如下：
将粘附好的材料，放入有机溶剂中浸泡，浸泡一段时间取出，采用拉伸仪，测试其粘附强度。检测结果表明该粘合剂具有较好的抗有机溶剂性能。有机玻璃在有机溶剂中易溶解，而聚四氟乙烯上黏附性能较低，故选用玻璃和铁块材料，测试6号样在不同有机溶剂中的黏附力值，如表5所示，图2为在二氯甲烷中浸泡对玻璃的黏附力图。
表5
丙酮 二氯甲烷 四氢呋喃 乙腈 乙酸乙酯
玻璃片 1.447 1.09 1.07 1.31 1.492
铁片 1.337 1.397 1.777 1.257 2.207
4)测试了6号样(简写为CA-TR)对鸡肝、鸡肾、鸡心和猪皮的粘附性能，发现其对生物组织也具有良好的粘附效果，如图8(a)、(b)、(c)和(d)所示。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种低共熔溶剂作为小分子粘合剂的应用，其特征在于，所述低共熔溶剂作为小分子粘合剂在粘合玻璃、有机玻璃、聚四氟乙烯或铁块上的应用，所述低共熔溶剂是通过氢键作用力相互连接的氢键供体和氢键受体形成的；
其中，所述氢键供体选自柠檬酸和苹果酸中的至少一种；所述氢键受体选自D-果糖、D-蔗糖、葡萄糖、D-(+)-海藻糖中的至少一种；所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:1~2；
所述低共熔溶剂的制备方法包括如下步骤：
S1、将氢键受体和氢键供体加入水中溶解，搅拌得到溶液；
S2、干燥所述溶液，得到所述低共熔溶剂。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:1。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氢键供体与所述氢键受体的摩尔比为1:2。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述干燥的温度为60~90℃。
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Assignee: Foshan Aiweidun Technology Co.,Ltd.

Assignor: INSTITUTE OF BAST FIBER CROPS, CHINESE ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES

Contract record no.: X2023980032129

Denomination of invention: Small molecule adhesive and its preparation method

Granted publication date: 20210702

License type: Common License

Record date: 20230215