聚合物组成与基材对仿生交联聚合物粘合的影响

层次结构的生物材料如骨骼、海洋贝壳和海洋生物粘合剂为合成分子的组装提供了灵感。近年来，海洋贻贝的粘合系统受到了广泛关注。几种含儿茶酚的聚合物正在开发中，以模拟壳菜类用于粘附岩石的3,4-二羟基苯丙氨酸（DOPA）蛋白的交联。这些仿生聚合物系统中的许多已被证明可以形成表面涂层或水凝胶；然而，体积粘附的表现则不那么常见。开发粘合剂需要解决设计问题，包括寻找内聚和粘附相互作用之间的良好平衡。尽管模仿贻贝的聚合物数量在增加，但在生成结构-性能关系和深入了解哪些化学特性产生最佳粘合剂方面的努力却很少。在本报告中，我们研究了这些仿生聚合物中最简单的聚（3,4-二羟基苯乙烯）-共聚苯乙烯。侧基儿茶酚基（即3,4-二羟基苯乙烯）分布在聚苯乙烯骨架上。准备了几种聚合物衍生物，每种的3,4-二羟基苯乙烯含量不同。体积粘附测试显示内聚和粘附的最佳平衡点。粘附性能与商业粘合剂以及活贻贝生产的真正材料进行基准比较。在最佳情况下，粘合效果与氰基丙烯酸酯“疯狂胶”相似。性能还在低能量（例如，塑料）和高能量（例如，金属、木材）表面上进行了测试。聚（3,4-二羟基苯乙烯）-共聚苯乙烯的粘合可能是已报道的贻贝蛋白模仿物中最强的。这些见解应有助于我们设计未来的仿生系统，从而使我们更接近于开发骨水泥、牙科复合材料和外科胶水。