离子液体强化胶粘剂

胶粘剂的耐有机溶剂性能在一些关键行业中至关重要，如化学运输、航空航天、工业制造和建筑设计。尽管大多数商业化胶粘剂在非溶剂环境下表现出色，但当接触有机溶剂、油和碱液时，它们的粘附强度会显著降低甚至出现粘附失效。开发具有强有机溶剂耐受性的新型胶粘剂是十分必要的。传统胶粘剂通常使用聚合物作为主要成分。当长时间接触有机溶剂时，由于相似相溶原理，溶剂分子会自发扩散进入聚合物网络，增大高分子链间距，减弱链缠结作用，增强链段运动能力，破坏高分子材料原有的结构形态，导致胶粘剂的内部作用力和界面作用力都大幅度减弱，从而导致粘附失效。

为了实现胶粘剂能够在强有机溶剂环境下的耐受性, 湖南大学材料科学与工程学院张世国教授团队制备了一种两性聚离子液体（ZPIL）胶粘剂，该胶粘剂在室温下具有超强粘附性和有机溶剂耐受性

作者利用自由基聚合和季铵化等手段制备了ZPIL胶粘剂，得益于其独特的动态静电络合交联结构，所得胶粘剂在室温下具有超强粘附性和有机溶剂耐受性。通过对其在不同溶剂环境（强、弱极性有机溶剂）中长时间浸泡后的粘附性能进行定量测试，并结合非离子型聚合物对比样的性能差异，研究了ZPIL作为粘附材料使用时对整体性能（耐溶剂性与粘附性）的影响规律。

此外，作者还利用变温FT-IR光谱、ATR-IR光谱、分子动力学模拟等研究手段对ZPIL内部偶极-偶极相互作用力形成的动态静电络合交联结构和有机溶剂对ZPIL长时间尺度下的扩散过程进行了深入分析。

作者利用内部极强的偶极-偶极相互作用形成动态静电交联结构，成功制备了具有极强有机溶剂耐受性的ZPIL胶粘剂。ZPIL与水分子之间存在极强相互作用，能保证多种环境条件样品中结合水含量始终稳定在2 wt%左右。与非离子型聚合物不同，所得ZPIL材料在几乎所有的有机溶剂中都具有极高的稳定性。即使经过长时间（2个月）有机溶剂浸泡，ZPIL材料也不会出现任何溶解或溶胀现象。ZPIL 对多种材料具有极强的粘附性，剪切强度最高能够达到7.2 MPa。在循环回收使用过程中ZPIL胶粘剂经过8次重复粘附使用，其性能依然维持在6.1MPa附近。