專利名稱：用于濕條件和干條件的可逆性干粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域通常涉及聚合物粘合劑，更具體涉及用于濕條件和干條件的可逆 性干粘合劑(reversible dry adhesive)。
背景技術(shù)：
干粘合劑是黏性的，用于將物體結(jié)合在一起。典型地，干粘合劑可以僅僅在干條件 (即，非水性條件)下應(yīng)用，或者以其它方式呈現(xiàn)非可逆性。已知貽貝在干條件和濕條件下粘附到多種表面上。相信貽貝在濕條件和干條件 (在這些條件下大多數(shù)粘合劑功能差)兩者下都能粘附的能力可能是由于含有高含量?jī)翰?酚(兒茶氨基酸3，4-二羥基-L-苯基丙氨酸(D0PA))的蛋白質(zhì)。Lee,H.等，Nature，448， pp. 338-342(2007) ；Lee，H.等，PNAS Vol. 103，No. 35，pp. 12999-13003 (8 月 29，2006)。含 有D0PA和其衍生物的天然粘合劑和合成粘合劑都已經(jīng)證明具有強(qiáng)的界面間粘合強(qiáng)度。研 究表明，D0PA可以和表面，尤其是氧化物表面，形成強(qiáng)的、但可逆的結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
示例性實(shí)施方案公開了干粘合劑材料，其包含化學(xué)附著到形狀記憶聚合物的表面 上的兒茶酚。兒茶酚含量可以允許干粘合劑用于干條件和濕條件中以將物體結(jié)合在一起。 形狀記憶聚合物可以允許所述干粘合劑可逆性附著到所述物體上。本發(fā)明的其它示例性實(shí)施方案由隨后提供的詳細(xì)描述變得明顯。應(yīng)該理解，所述 詳細(xì)描述和具體實(shí)施例在公開本發(fā)明的示例性實(shí)施方案時(shí)，僅僅旨在用于舉例說明目的， 而不是試圖限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明具體體現(xiàn)在如下方面1、用于干條件或濕條件的粘合劑材料，包含形狀記憶聚合物材料；和化學(xué)連接到所述形狀記憶聚合物材料上的高含量的兒茶酚表面基團(tuán)。2、根據(jù)方面1的粘合劑材料，其中所述形狀記憶聚合物材料包含含胺的形狀記憶 聚合物。3、根據(jù)方面1的粘合劑材料，其中所述形狀記憶聚合物材料包含共聚物，所述共 聚物包含和二乙烯基苯以及苯甲酰過氧化物反應(yīng)的3，4_ 二甲氧基苯乙烯。4、根據(jù)方面1的粘合劑材料，其中所述形狀記憶聚合物材料包含和二環(huán)氧化物以 及多胺固化劑混合的胡椒基胺。5、根據(jù)方面1的粘合劑材料，其中所述形狀記憶聚合物材料包含交聯(lián)的環(huán)氧形狀 記憶聚合物主鏈。6、方法，包括提供第一基體和第二基體；形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)，所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包含具有多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)的形狀記憶聚合物材料，所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)能夠從永久形狀 轉(zhuǎn)變成臨時(shí)形狀；將所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn)變成所述臨時(shí)形狀；和利用處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)將所述第一基體連接 到所述第二基體上。7、根據(jù)方面6的方法，其中將所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn) 變成所述臨時(shí)形狀包括通過在負(fù)載下加熱所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)到第一溫度，將所述形狀記憶 聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn)變成所述臨時(shí)形狀，所述第一溫度高于所述形狀記憶 聚合物基體材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；將處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)冷卻至低于所述第一溫 度；和去除所述負(fù)載；其中，當(dāng)所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)處于所述臨時(shí)形狀時(shí)，和處于所述永久 形狀時(shí)相比，所述多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)的至少一部分更易到達(dá)所述第一基體，或者更易到 達(dá)所述第二基體。8、根據(jù)方面7的方法，進(jìn)一步包括通過在沒有所述負(fù)載的情況下加熱所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)高于所述第 一溫度，將所述第一基體和所述第二基體解開連接。9、根據(jù)方面6的方法，其中形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包括形成形狀記憶聚合物；和在所述形狀記憶聚合物材料上形成多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)。10、根據(jù)方面9的方法，其中形成形狀記憶聚合物主鏈和在所述形狀記憶聚合物 材料上形成多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)包括在苯甲酰過氧化物引發(fā)劑中使3，4_ 二甲氧基苯乙烯和二乙烯基苯共聚，以制備 在表面上具有3，4- 二甲氧基苯的交聯(lián)的聚合物；通過將所述交聯(lián)的聚合物浸沒在三溴化硼溶液中，將所述交聯(lián)的聚合物的一個(gè)或
多個(gè)甲氧基基團(tuán)轉(zhuǎn)變成二羥基基團(tuán)；將具有所述一個(gè)或多個(gè)二羥基基團(tuán)的所述交聯(lián)的聚合物浸沒在酸性水中；和將所述交聯(lián)的聚合物在去離子水中沖洗。11、根據(jù)方面9的方法，其中形成形狀記憶聚合物材料和在所述形狀記憶聚合物 上形成多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)包括形成交聯(lián)的環(huán)氧材料；將支化的聚乙烯亞胺材料連接到所述交聯(lián)的環(huán)氧材料上，以形成聚乙烯亞胺接枝 的環(huán)氧形狀記憶聚合物材料；在苯甲酰過氧化物引發(fā)劑中共聚3，4_ 二甲氧基苯乙烯，以制備在表面上具有3， 4-二甲氧基苯的交聯(lián)的聚合物；將所述交聯(lián)的聚合物溶解在二氯甲烷中；和將所述聚乙烯亞胺接枝的環(huán)氧形狀記憶聚合物材料浸漬在所述交聯(lián)的聚合物的水溶液中。12、根據(jù)方面9的方法，其中形成形狀記憶聚合物材料和在所述形狀記憶聚合物 材料上形成至少一個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)包括混合胡椒基胺和二環(huán)氧化物和多胺固化劑，以形成混合物；固化所述混合物，以形成具有多個(gè)縮醛結(jié)構(gòu)的交聯(lián)的聚合物；和將所述多個(gè)縮醛結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成多個(gè)羥基結(jié)構(gòu)。13、根據(jù)方面9的方法，其中形成形狀記憶聚合物材料和在所述形狀記憶聚合物 材料上形成至少一個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)包括形成交聯(lián)的環(huán)氧材料；將支化的聚乙烯亞胺材料連接到所述交聯(lián)的環(huán)氧材料上，以形成聚乙烯亞胺接枝 的環(huán)氧形狀記憶聚合物材料；將所述聚乙烯亞胺接枝的環(huán)氧形狀記憶聚合物材料浸漬在含有3，4_亞甲二氧基 苯甲酸的水溶液中，以形成經(jīng)處理的、交聯(lián)的形狀記憶聚合物結(jié)構(gòu)；加熱所述經(jīng)處理的、交聯(lián)的形狀記憶聚合物結(jié)構(gòu)，以形成具有多個(gè)縮醛結(jié)構(gòu)的交 聯(lián)的形狀記憶聚合物；和將所述多個(gè)縮醛結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成多個(gè)羥基結(jié)構(gòu)。14、根據(jù)方面6的方法，其中利用處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合 劑系統(tǒng)將所述第一基體連接到所述第二基體上包括將所述第一基體連接到處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)的 所述多個(gè)兒茶酚側(cè)鏈的至少一個(gè)上；和將所述第二基體連接到處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)的 所述多個(gè)兒茶酚側(cè)鏈的至少另一個(gè)上。15、方法，包括提供第一基體；形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)，所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包含具有一個(gè) 或多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)的形狀記憶聚合物基體材料，所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)能夠 從永久形狀轉(zhuǎn)變成臨時(shí)形狀；將所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn)變成所述臨時(shí)形狀，其中在 所述臨時(shí)形狀時(shí)所述一個(gè)或多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)更易到達(dá)所述第一基體；和將所述第一基體連接到處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)的 所述一個(gè)或多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)上。16、根據(jù)方面15的方法，其中將所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀 轉(zhuǎn)變成所述臨時(shí)形狀包括在負(fù)載下加熱所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)到第一溫度，所述第一溫度高于所 述形狀記憶聚合物基體材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；將處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)冷卻至低于所述第一溫 度；和去除所述剪切負(fù)載；其中，當(dāng)所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)處于所述臨時(shí)形狀時(shí)，和處于所述永久形狀時(shí)相比，所述多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)的至少一部分更易到達(dá)所述第一基體。17、根據(jù)方面15的方法，其中形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包括在苯甲酰過氧化物引發(fā)劑中使3，4_ 二甲氧基苯乙烯和二乙烯基苯共聚，以制備 在表面上具有3，4- 二甲氧基苯的交聯(lián)的聚合物；通過將所述交聯(lián)的聚合物浸沒在三溴化硼溶液中，將所述交聯(lián)的聚合物的一個(gè)或
多個(gè)甲氧基基團(tuán)轉(zhuǎn)變成二羥基基團(tuán)；將具有所述一個(gè)或多個(gè)二羥基基團(tuán)的所述交聯(lián)的聚合物浸沒在酸性水中；和將所述交聯(lián)的聚合物在去離子水中沖洗。18、根據(jù)方面15的方法，其中形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包括形成交聯(lián)的環(huán)氧材料；將支化的聚乙烯亞胺材料連接到所述交聯(lián)的環(huán)氧材料上，以形成聚乙烯亞胺接枝 的環(huán)氧形狀記憶聚合物材料；在苯甲酰過氧化物引發(fā)劑中共聚3，4_ 二甲氧基苯乙烯，以制備在表面上具有3， 4-二甲氧基苯的交聯(lián)的聚合物；將所述交聯(lián)的聚合物溶解在二氯甲烷中；和將所述聚乙烯亞胺接枝的環(huán)氧形狀記憶聚合物材料浸漬在所述交聯(lián)的聚合物的 水溶液中。19、根據(jù)方面15的方法，其中形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包括混合胡椒基胺和二環(huán)氧化物和多胺固化劑，以形成混合物；固化所述混合物，以形成具有多個(gè)縮醛結(jié)構(gòu)的交聯(lián)的聚合物；和將所述多個(gè)縮醛結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成多個(gè)羥基結(jié)構(gòu)。20、根據(jù)方面15的方法，其中形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包括形成交聯(lián)的環(huán)氧材料；將支化的聚乙烯亞胺材料連接到所述交聯(lián)的環(huán)氧材料上，以形成聚乙烯亞胺接枝 的環(huán)氧形狀記憶聚合物材料；將所述聚乙烯亞胺接枝的環(huán)氧形狀記憶聚合物材料浸漬在含有3，4_亞甲二氧基 苯甲酸的水溶液中，以形成經(jīng)處理的、交聯(lián)的形狀記憶聚合物結(jié)構(gòu)；加熱所述經(jīng)處理的、交聯(lián)的形狀記憶聚合物結(jié)構(gòu)，以形成具有多個(gè)縮醛結(jié)構(gòu)的交 聯(lián)的形狀記憶聚合物；和將所述多個(gè)縮醛結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成多個(gè)羥基結(jié)構(gòu)。


從詳細(xì)描述和附圖中，本發(fā)明的示例性實(shí)施方案將得到更充分的理解，其中圖1是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方案的、處于其永久形狀的干粘合劑材料的示意圖， 所述干粘合劑材料具有化學(xué)附著到形狀記憶聚合物上的一個(gè)或多個(gè)兒茶酚分子。圖2是圖1的干粘合劑材料從其永久形狀變到臨時(shí)形狀的示意性圖示。圖3是圖2的干粘合劑材料連接到基體材料上的示意性圖示。圖4是連接在兩個(gè)基體材料之間的圖2的干粘合劑材料。圖5舉例示出了用于形成具有化學(xué)附著到形狀記憶聚合物上的一個(gè)或多個(gè)兒茶酚分子的干粘合劑材料的一種示例性反應(yīng)途徑。圖6舉例示出了用于形成具有化學(xué)附著到形狀記憶聚合物上的一個(gè)或多個(gè)兒茶 酚分子的干粘合劑材料的另一種示例性反應(yīng)途徑。圖7舉例示出了用于形成具有化學(xué)附著到形狀記憶聚合物上的一個(gè)或多個(gè)兒茶 酚分子的干粘合劑材料的另一示例性反應(yīng)途徑。圖8舉例示出了用于形成具有化學(xué)附著到形狀記憶聚合物上的一個(gè)或多個(gè)兒茶 酚分子的干粘合劑材料的又一示例性反應(yīng)途徑。
具體實(shí)施例方式下列對(duì)實(shí)施方案的描述本質(zhì)上僅僅是示例性(舉例說明性的)的，絕不意在限制 本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。形狀記憶聚合物(SMP)表示如下的響應(yīng)性聚合物(responsiv印olymer)其能夠 固定成變形的臨時(shí)形狀，并且能夠僅僅在受到外部刺激時(shí)恢復(fù)到其永久的(原始的)形狀。 可以獲得顯示出雙形狀記憶效應(yīng)(dual shape memory effect,DSME)的SMP，其中所述SMP 在每個(gè)形狀記憶循環(huán)中除了其永久形狀之外還能夠僅僅記住一個(gè)臨時(shí)形狀。還考慮可以獲 得顯示出三形狀記憶效應(yīng)(TSME)或更多形狀記憶效應(yīng)的SMP，其中所述SMP在每個(gè)記憶循 環(huán)中除了其永久形狀之外還能夠記住兩個(gè)不同的臨時(shí)形狀(對(duì)于TSME而言)。一般而言，為了將SMP從其永久形狀轉(zhuǎn)變成其臨時(shí)形狀，可以將所述永久形狀加 熱到第一升高的溫度，然后在應(yīng)力下變形以產(chǎn)生第一臨時(shí)形狀，所述第一臨時(shí)形狀在視覺 外觀上可以和所述永久形狀不同。從定義上而言，第一升高的溫度是高得足以確保SMP相 變的溫度(也即，是高于SMP的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度)。SMP隨后可以在應(yīng)力下冷 卻至低于一種SMP的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度，其中所述應(yīng)力可以解除同時(shí)保持第一臨時(shí)形 狀。為了從第一臨時(shí)形狀恢復(fù)成永久形狀，SMP可以在沒有應(yīng)力的情況下重新加熱到第一升 高的溫度。SMP材料也可以經(jīng)構(gòu)造以在不同于熱量的其它刺激(比如，電刺激，磁刺激等) 下轉(zhuǎn)變形狀。示例性的實(shí)施方案由SMP材料形成干粘合劑，利用了所述SMP的從永久形狀變成 臨時(shí)形狀的能力。而且，所述示例性實(shí)施方案將兒茶氨基酸(catecholic amino acid)(兒 茶酚，或者3，4-二羥基-L-苯基丙氨酸(D0PA))化學(xué)結(jié)合到SMP表面上，可以允許所述干 粘合劑用在干條件和濕條件兩者中。首先參見圖1，在一種示例性的實(shí)施方案中，可以形成具有形狀記憶聚合物(SMP) 材料12的干粘合劑材料10。高濃度的兒茶酚分子14 (兒茶氨基酸，或者3，4- 二羥基-L-苯 基丙氨酸(D0PA))可以化學(xué)附著到形狀記憶聚合物材料12的表面上的相應(yīng)活性基團(tuán) 上。在選擇的示例性的實(shí)施方案中，沿著SMP12表面的兒茶酚分子14的含量可以獲得約 1% -100%的表面覆蓋率。通過兒茶酚(正常情況下其溶于水)和SMP12表面上的相應(yīng)活 性基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)來制備不溶性的粘合劑10，兒茶酚分子14可以利用它的獨(dú)特性能以在 水性環(huán)境和非水性環(huán)境兩者中和一個(gè)或多個(gè)基體(比如，在下圖3和4中的基體22和24) 粘合。在一個(gè)非限制性示例性實(shí)施方案中，不同分子量的支化聚乙烯亞胺(BPEI)聚合 物可以接枝到交聯(lián)的環(huán)氧SMP材料上，以形成具有能夠用于和兒茶酚化學(xué)反應(yīng)的胺基團(tuán)的
8材料12。在另一非限制性示例性實(shí)施方案中，材料12可以由包含與二乙烯基苯(DVB)和 苯甲酰過氧化物反應(yīng)的3，4_ 二甲氧基苯乙烯(DMS)的共聚物形成，以形成表面上具有甲氧 基基團(tuán)的交聯(lián)的SMP，所述甲氧基基團(tuán)可以進(jìn)一步化學(xué)轉(zhuǎn)化成兒茶酚。在一個(gè)實(shí)施方案中， DMS、DVB和苯甲酰過氧化物的重量比可以是90/5/5。在另一示例性實(shí)施方案中，可以形成 如下的形狀記憶聚合物12 所述形狀記憶聚合物12基于和二環(huán)氧化物以及多胺固化劑混 合的胡椒基胺(1，3-苯并二氧雜環(huán)戊烯-5-基-甲胺)，包括能夠化學(xué)轉(zhuǎn)化成兒茶酚的縮醛 表面基團(tuán)。下面將結(jié)合實(shí)施例1-4和圖5-8對(duì)這些材料進(jìn)行描述。當(dāng)然，本文沒有列出的 許多其它聚合物材料可以用作聚合物材料12，前提是它們能夠化學(xué)反應(yīng)以在其表面上產(chǎn)生 兒茶酚并且所形成的粘合劑材料10不溶于水。為了利用形狀記憶聚合物粘合劑材料10的干粘合劑性質(zhì)，粘合劑材料10可以在 負(fù)載下熱壓并在負(fù)載下冷卻。熱壓過程可以將具有形狀記憶聚合物主鏈12的干粘合劑材 料10從其如圖1所示的永久形狀10A轉(zhuǎn)變成如圖2所示的其臨時(shí)形狀10B。在其臨時(shí)形狀 10B中，位于材料12表面上的含有羥基的兒茶酚分子14可以更易用于和單一基體材料22 相互作用，如圖3所示，或者在兩個(gè)基體材料22和24之間相互作用，如圖4所示。基體材料22和24可以用相同材料或不同材料形成?；w材料22和24的非限制 性實(shí)例包括玻璃基體、聚合物基體、金屬基體和其它非金屬基體。兒茶酚分子14的羥基官能團(tuán)可以和基體材料22或24相互作用，以產(chǎn)生具有不同 粘合強(qiáng)度的粘合或結(jié)合水平，具體取決于基體材料22和24的本質(zhì)。例如，羥基官能團(tuán)可以 在粘合劑材料10和基體22、24之間形成氫鍵。進(jìn)而，羥基官能團(tuán)可以和基體材料22或24 的表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比如經(jīng)由縮合反應(yīng)等等。而且，羥基官能團(tuán)可以產(chǎn)生粘合劑領(lǐng)域中技 術(shù)人員公知的其它類型的相互作用。更具體而言，兒茶酚分子14被認(rèn)為當(dāng)用于粘合到含有氧化物的基體材料22、24時(shí) 提供至多大約9N/cm2的粘合強(qiáng)度。通過提高這種和基體22或24的相互作用的可能性(這種相互作用是在將粘合劑 材料10轉(zhuǎn)變成臨時(shí)狀態(tài)10B并且羥基發(fā)生移動(dòng)使得和基體22或24具有更多可能的相互 作用時(shí)發(fā)生)，和當(dāng)粘合劑材料10處于其永久狀態(tài)10A相比，粘合強(qiáng)度可以提高。兒茶酚分子14可以以許多不同方式化學(xué)連接到SMP12的表面上，以形成在干條件 和濕條件下都能夠使用的干粘合劑材料10。下面公開了四種示例性反應(yīng)途徑。實(shí)施例1圖5示出了用于形成干粘合劑材料的一種示例性反應(yīng)途徑，所述干粘合劑材料包 括具有兒茶酚表面基團(tuán)的SMP聚合物。3，4_ 二甲氧基苯乙烯或者DMS 30，和少量交聯(lián)劑 (比如二乙烯基苯或DVB 32)采用苯甲酰過氧化物引發(fā)劑或BP0 34發(fā)生共聚，以制備表面 上具有3，4_ 二甲氧基苯(也即，甲氧基基團(tuán))的交聯(lián)的聚合物36。為了完成這種過程，在 一種示例性配方中，DMS 30、DVB 32和BP0 34以90/5/5的重量比混合并在氮?dú)庀鲁龤?0 分鐘。然后，在氮?dú)猸h(huán)境中在密封模具中在大約80攝氏度固化所述混合物大約24小時(shí)，然 后脫模以獲得交聯(lián)的聚合物36。交聯(lián)的聚合物36的甲氧基基團(tuán)隨后通過將所述交聯(lián)的聚合物36在氮?dú)猸h(huán)境中浸 沒在三溴化硼溶液或BBr3 40 (在1M 二氯甲烷中)大約18小時(shí)轉(zhuǎn)變成二羥基基團(tuán)。隨后， 將所述混合物浸沒在酸性水(PH為大約1)大約24小時(shí)并在去離子水中沖洗，以得到在表面上具有兒茶酚基團(tuán)14的交聯(lián)的SMP聚合物10。實(shí)施例2在用于形成包含具有兒茶酚表面基團(tuán)的SMP聚合物的干粘合劑材料的另一示例 性實(shí)施例中，如圖6所示，胡椒基胺50 (1,3-苯并二氧雜環(huán)戊烯-5-基-甲基胺)首先和二 環(huán)氧化物52以及多胺固化劑54混合。所述混合物熱固化，形成包含縮醛結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)56。 縮醛結(jié)構(gòu)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化以形成具有兒茶酚表面基團(tuán)58的交聯(lián)的SMP聚合物。實(shí)施例3在用于形成包含具有兒茶酚側(cè)基的SMP聚合物的干粘合劑材料的另一示例性實(shí) 施例中，通過在80攝氏度熔融4. 68g EP0N 826并將所述熔融的環(huán)氧化物和1. 51g NGDE以 及2. 16g Jeffamine D-230混合，來合成交聯(lián)的環(huán)氧材料。所述液體混合物在真空下除氣 30分鐘，在鋁盤中于100攝氏度在環(huán)境壓力下固化1小時(shí)。在冷卻到室溫之后，將所述固化 的環(huán)氧聚合物脫模。然后，將支化的聚乙烯亞胺(BPEI)接枝到交聯(lián)的環(huán)氧表面上。將過量的 BPEI(50wt%&水溶液)鋪展到所述環(huán)氧表面上，接枝反應(yīng)在80攝氏度進(jìn)行2小時(shí)。隨后， 將樣品在室溫在甲醇中超聲10分鐘，用新鮮甲醇再重復(fù)該過程2次。樣品在130攝氏度后 固化1小時(shí)，用異丙醇沖洗，吹干，然后用于形成PEI接枝的環(huán)氧SMP，如圖7中的60所示。接下來，將PEI接枝的環(huán)氧SMP 60浸沒到含有3，4_亞甲二氧基苯甲酸 (piperonylic acid) 62的水溶液中。在PEI接枝的環(huán)氧SMP上的胺基團(tuán)隨后和3，4_亞甲 二氧基苯甲酸上的羧酸基團(tuán)反應(yīng)，以形成經(jīng)處理的交聯(lián)的SMP。加熱所述經(jīng)處理的交聯(lián)的 SMP，以促進(jìn)脫水反應(yīng)，從而形成具有縮醛結(jié)構(gòu)的交聯(lián)的SMP 64。最后，交聯(lián)的SMP 64的縮 醛基團(tuán)轉(zhuǎn)化成羥基，以形成具有兒茶酚表面基團(tuán)的交聯(lián)的SMP 66。實(shí)施例4在用于形成包含具有兒茶酚表面基團(tuán)的SMP的干粘合劑材料的另一示例性實(shí)施 例中，首先根據(jù)實(shí)施例3形成PEI接枝的SMP。如圖8中的附圖標(biāo)記70所述。接下來，以和上面實(shí)施例1中制備DHS的實(shí)質(zhì)上相同的方式制備DHS的未交聯(lián)形 式(如圖8中的結(jié)構(gòu)72所述)，不同之處在于在聚合過程中沒有DVB而且在脫保護(hù)步驟中 聚(DMS)溶解在二氯甲烷中。接下來，將PEI接枝的SMP 70浸沒在結(jié)構(gòu)72的水溶液中，并干燥以形成具有兒茶 酚表面基團(tuán)的交聯(lián)的SMP 74。上面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，因此，其變體不應(yīng)認(rèn)為是 偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
用于干條件或濕條件的粘合劑材料，包含形狀記憶聚合物材料；和化學(xué)連接到所述形狀記憶聚合物材料上的高含量的兒荼酚表面基團(tuán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的粘合劑材料，其中所述形狀記憶聚合物材料包含含胺的形狀記憶 聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的粘合劑材料，其中所述形狀記憶聚合物材料包含共聚物，所述共 聚物包含和二乙烯基苯以及苯甲酰過氧化物反應(yīng)的3，4_ 二甲氧基苯乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的粘合劑材料，其中所述形狀記憶聚合物材料包含和二環(huán)氧化物以 及多胺固化劑混合的胡椒基胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的粘合劑材料，其中所述形狀記憶聚合物材料包含交聯(lián)的環(huán)氧形狀 記憶聚合物主鏈。
6.方法，包括提供第一基體和第二基體；形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)，所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包含具有多個(gè)兒茶 酚表面基團(tuán)的形狀記憶聚合物材料，所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)能夠從永久形狀轉(zhuǎn)變 成臨時(shí)形狀；將所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn)變成所述臨時(shí)形狀；和利用處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)將所述第一基體連接到所述第二基體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中將所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn) 變成所述臨時(shí)形狀包括通過在負(fù)載下加熱所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)到第一溫度，將所述形狀記憶聚合 物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn)變成所述臨時(shí)形狀，所述第一溫度高于所述形狀記憶聚合 物基體材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；將處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)冷卻至低于所述第一溫度；和去除所述負(fù)載；其中，當(dāng)所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)處于所述臨時(shí)形狀時(shí)，和處于所述永久形狀 時(shí)相比，所述多個(gè)兒荼酚表面基團(tuán)的至少一部分更易到達(dá)所述第一基體，或者更易到達(dá)所 述第二基體。
8.方法，包括提供第一基體；形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)，所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包含具有一個(gè)或多 個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)的形狀記憶聚合物基體材料，所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)能夠從永 久形狀轉(zhuǎn)變成臨時(shí)形狀；將所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn)變成所述臨時(shí)形狀，其中在所述 臨時(shí)形狀時(shí)所述一個(gè)或多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)更易到達(dá)所述第一基體；和將所述第一基體連接到處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)的所述 一個(gè)或多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中將所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)從所述永久形狀轉(zhuǎn)變成所述臨時(shí)形狀包括在負(fù)載下加熱所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)到第一溫度，所述第一溫度高于所述形 狀記憶聚合物基體材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；將處于所述臨時(shí)形狀的所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)冷卻至低于所述第一溫度；和 去除所述剪切負(fù)載；其中，當(dāng)所述形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)處于所述臨時(shí)形狀時(shí)，和處于所述永久形狀 時(shí)相比，所述多個(gè)兒茶酚表面基團(tuán)的至少一部分更易到達(dá)所述第一基體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中形成形狀記憶聚合物粘合劑系統(tǒng)包括 在苯甲酰過氧化物引發(fā)劑中使3，4_ 二甲氧基苯乙烯和二乙烯基苯共聚，以制備在表 面上具有3，4-二甲氧基苯的交聯(lián)的聚合物；通過將所述交聯(lián)的聚合物浸沒在三溴化硼溶液中，將所述交聯(lián)的聚合物的一個(gè)或多個(gè) 甲氧基基團(tuán)轉(zhuǎn)變成二羥基基團(tuán)；將具有所述一個(gè)或多個(gè)二羥基基團(tuán)的所述交聯(lián)的聚合物浸沒在酸性水中；和 將所述交聯(lián)的聚合物在去離子水中沖洗。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于濕條件和干條件的可逆性干粘合劑。一個(gè)實(shí)施方案包括干粘合劑材料，所述干粘合劑材料包括化學(xué)附著到形狀記憶聚合物分子表面上的兒茶酚。兒茶酚含量可以允許所述干粘合劑用于干條件和濕條件兩者中以將物體結(jié)合在一起。形狀記憶聚合物可以允許所述干粘合劑可逆性地附著到所述物體上。
文檔編號(hào)C09J9/00GK101864254SQ201010126208
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者T·謝, X·肖 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司