环境友好型胶黏剂的现状与发展

环境友好型胶黏剂的现状与发展

高鹏 胡晓 孙启博

淄博市三共泰山涂附磨具有限公司 山东省 255022

摘要：胶黏剂作为具有粘合性能的重要物质，不仅能够实现对不同材料的物理连接，还可在固化后提高整体强度，保证连接的牢固性，基于此在航空及汽车等多个领域中都得到了广泛应用。随着可持续发展及资源循环利用理念的逐步深化，环境友好型胶黏剂的需求量也在持续上升，需通过加强研究，进一步明确各类胶黏剂的现状及发展，促进环境友好型胶黏剂的多领域应用。

关键词：环境友好型胶黏剂；PLA基胶黏剂；发展

1PLA基胶黏剂

1.1PLA基组织工程胶

PLA的加工制作中，一般将乳酸作为重要原料，在组织工程中发挥着优势作用，可基于其生物相容性及可降解特性，展现出其独特的应用价值。例如：在外科缝合固定中，为了促进组织的连接，则可应用组织胶黏剂，随着组织的不断愈合，胶黏剂也能够排出患者体外，不会产生对身体健康的不良影响及危害，应用中需先借助其基础胶黏作用，促进组织连接，而后可通过生物体自行降解，简化治疗及痊愈郭长城，再加之PLA胶黏剂中的单体为乳酸，不会产生对人体的二次伤害，现如今已经成为组织胶黏剂领域中的研究重点。随着生物医学工程领域的不断发展，PLA基组织工程胶的研究也在逐步深化、拓展，现阶段更多的研究将致力于提高PLA基组织工程胶的生物相容性、可降解性与机械性能等方面，以满足更广泛的临床应用需求，并探索将PLA基组织工程胶与其他生物活性物质相结合，以制备出具有更多功能的复合材料。例如：将PLA低聚物与活性中心分子有机结合，可在人体温度正常的情况下，保持较高的粘结强度。

1.2PLA基热熔胶

PLA基热熔胶是以聚乳酸（PLA）为原料，通过特定的加工技术制成的一种热熔胶，聚乳酸是一种来源于可再生资源的生物基高分子材料，主要由玉米淀粉等生物高分子经过发酵、聚合等工艺制成。因此，PLA基热熔胶具有优异的环保性能，可降解、无污染。PLA基热熔胶在包装行业中的应用最为广泛，通常用于制作各种包装材料的粘接剂，如纸制品、塑料薄膜等，由于其可降解性，能够有效减少包装废弃物对环境的污染。基于不同的原料及制备过程，可形成功能作用具有显著差异的胶黏剂，例如：将三羟甲基丙烷（TMP)作为中心分子，在过程中应用接枝法，就能够基于原料制备出聚乳酸一聚已内酯热熔胶，可通过调整及控制CL链段长度及聚合时间等基础指标，选择适合类型的催化剂，制作出粘接性能优良的医用胶黏剂，在特定的温度下保持稳定的粘接性。

2淀粉基胶黏剂

2.1混改性淀粉胶黏剂

淀粉作为天然物质，可提取的源头多，在自然界中的含量丰富，一般可区分为高粱淀粉、玉米淀粉等不同类型，基于其结构的差异性，还可划分为支链淀粉及直链淀粉这两大类，由于受到淀粉特性的影响，在与水接触后，能够大量吸收水分，促使羟基基团大规模的存在于分子链中，促使羟基之间产生氢键作用力，羟基与水之间的作用力明显高于羟基分子间的作用力，致使胶黏剂的作用效果有所下降，无法保证其粘接性能，其使用性能也会受到限制。因此，为了改善淀粉类胶黏剂的性能，可选择对应类型基体树脂按比例混合，改善其性能，通过结合不同材料的优点，实现性能上的互补，从而拓宽淀粉胶黏剂的应用范围。例如：将PVA(聚乙烯醇）与将羟甲基改性淀粉共混，可基于聚乙烯醇的性能作用，将淀粉的黏度降低，同时改善及提升热性能、固含量，促使胶黏剂能够在木材颗粒之间保持较强的分散性，提高粘接效果。

2.2氧化改性淀粉胶黏剂

氧化改性淀粉胶黏剂是以淀粉为原料，通过氧化剂如双氧水、高锰酸钾等对淀粉进行氧化反应而制得。在氧化过程中，淀粉分子链上的羟甲基被氧化成羧基等活性基团，使得胶黏剂的稳定性得到明显改善，与此同时，氧化反应能够减少淀粉分子中羟基的数量，减弱了分子间氢键的结合能力，使得淀粉胶黏剂的黏度有所提高，流动性增强，反应过程中糖苷链的断裂使大分子降解，进一步提高了胶黏剂的耐水性、干燥速度。例如：在将马铃薯淀粉作为胶黏剂的主要原料时，可选择双氧水作为氧化剂，而后通过分析及研究影响胶黏剂性能的关键因素，如反应时间、温度、氧化剂与淀粉含量等，就能够经过优化调整，确定性能最符合要求的氧化淀粉配方。另外，通过应用高锰酸钾氧化剂、淀粉，与尿素缩聚制备，则能够形成氧化淀粉胶黏剂，将纳米TiO2与之相混合，则能够制作出改性尿素氧化淀粉，基于纳米TiO2的多羟基结构，再加之其表面活性高，可促进纳米TiO2与附着剂之间的相互作用，增强物理及化学吸附力，改善胶黏剂的基础性能，促使其粘接能力有所提高，同时减少环境污染问题，将甲醛的排放量降为零。

3木质素基胶黏剂

木质素的来源广泛，属于天然高分子聚合物，内含大量的活性基团，基于其特性可在酚醛树脂胶黏剂合成中，对苯酚进行部分替代，将苯酚及游离甲醛的含量降低，促使其更符合绿色环保要求。虽然木质素中存在的苯丙烷单元，可促进苯酚-甲醛的热固化反应控制，但是由于其结构相对复杂，与甲醛的反应活性始终处于较低水平，为了提升其粘接能力，就需通过改性将反应活性提高。

3.1脱甲基与羟甲基改性木质素

脱甲基改性主要是将木质素芳环上的甲氧基转化为酚羟基，从而提高木质素的反应活性，通过改变木质素的化学结构，使其更易于与其他材料发生化学反应，形成稳定的粘接效果；羟甲基改性是在碱性条件下，使木质素与甲醛反应生成羟甲基，直接增加木质素分子上的羟甲基数量，从而提高其水溶性、粘接性能，羟甲基改性通常使用甲醛作为反应物，在碱性条件下对木质素进行处理。反应过程中，甲醛与木质素分子上的羟基发生反应，生成羟甲基木质素。由于引入了羟甲基官能团，改性后的木质素基胶黏剂能够更好地溶解于水中，便于施工与使用，羟甲基的引入也增加了木质素基胶黏剂的交联点数量，提高了其粘接强度和稳定性。

3.2酶解改性和酚化改性木质素

酶解改性能够利用特定的酶对木质素进行催化降解，从而改变其分子结构与性质，漆酶作为一种多酚氧化酶，能够催化木质素中的酚型结构，生成酚自由基与水，使木质素发生降解并提升其反应活性，在酶解改性过程中，通常将木质素与漆酶在适宜的温度、pH值和反应时间下进行反应，反应条件的选择对改性效果具有重要影响。漆酶催化降解木质素后，木质素的反应活性得到显著提升，有利于与其他材料形成稳定的粘接。酶解改性过程条件温和、较为环保，有利于实现木质素基胶黏剂的绿色生产；酚化改性通过在木质素分子中引入酚羟基等官能团，改变其分子结构和性质，从而提高其反应活性与胶接性能。酚化改性后，木质素中的酚羟基数量增加，反应活性得到显著提升，有利于形成稳定的粘接。通过优化反应条件与工艺，能够有效减少改性过程中酚类物质的使用量，降低产物中游离苯酚的残留量，减轻环境污染。

4结束语

综上所述，胶黏剂作为重要的粘接材料，在多领域中发挥着多重作用，为了迎合绿色环保的发展趋势，环境友好型胶黏剂的研究及应用也逐步成为重点工作，再加之传统生物基材料在性能上存在相应不足，需通过改性提高其反应活性及粘接能力，保证胶黏剂的环保性，减少污染问题。

参考文献：

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