一种环保型纳米纤维素交联的多巴胶黏剂的制备方法

1.本发明涉及一种多巴胶黏剂的制备方法，特别指一种可重复使用的环保导电胶黏剂的制备方法。


背景技术：

2.胶黏剂是通过黏合作用，能使被黏物结合在一起的物质，已被广泛地应用于日常生活中。现如今人们主要使用脲醛胶、酚醛胶、环氧树脂、三聚氰胺树脂等合成树脂的胶黏剂，但它们危害环境和人体健康等缺点。因此研发一种具有环保型、健康无毒害、优异胶黏性能的胶黏剂是亟待解决的问题。
3.多巴的邻苯二酚基团具有优异的生物相容性和粘附性能，可用来进行聚合制备多巴胶黏剂。纳米纤维素是常见的有机高分子，具有易得、环境友好、优异的生物相容性等优点。本发明用纳米纤维素交联多巴胶黏剂，制备无毒无害的多巴胶黏剂，应用于生物医疗、组织工程、家具、建筑、电子工业等领域。


技术实现要素：

4.本发明要目的在于提供一种环保型纳米纤维素交联的多巴胶黏剂的制备方法。
5.为了达到上述目的，本发明采取乙烯技术方案：
6.一种环保型纳米纤维素交联的多巴胶黏剂的制备方法，通过以下步骤制备：
7.(1)多巴胶黏剂的制备：将多巴类单体和丙烯酸类单体加入到乙醇和偶氮二异丁腈混合溶液中，在n2条件下70℃共聚14小时得到受保护的多巴胶黏剂，最后用盐酸脱保护后，得多巴胶黏剂；
8.(2)纳米纤维素交联的多巴胶黏剂的制备：将步骤(1)制得的多巴胶黏剂用乙醇溶解，再将纳米纤维素加入到多巴胶黏剂溶液中，常温搅拌制得环保型纳米纤维素交联的多巴胶黏剂。
9.步骤(1)多巴类单体与丙烯酸类单体的摩尔比是1：9、多巴类单体与乙醇的摩尔比是1：170～1000、多巴类单体与偶氮二异丁腈的摩尔比是1：0.5～3.0。
10.进一步地，所述的多巴类单体包括多巴丙烯酰胺、多巴甲基丙烯酰胺(参考文献h.xu,acs macro letters,2012,1(4):457
‑
460合成)中的任一种。
11.进一步地，所述的丙烯酸类单体包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸2
‑
羟基丁酯中的任一种。
12.进一步地，所述的纳米纤维素包括纤维素纳米晶、微晶纤维素、细菌纳米纤维素、tempo氧化纳米纤维素(参考文献a.isogai,nanoscale,2011,3(1):71
‑
85合成)中的任一种。
13.进一步地，多巴类单体单元的摩尔百分含量为1～33％。
14.进一步地，纳米纤维素的含量为0.1～1.0wt％。
15.本发明的优点在于：通过自由基聚合将多巴类单体和丙烯酸类单体共聚成多巴胶
黏剂，再将多巴胶黏剂与纳米纤维素共混交联，赋予胶黏剂具有环保性和强的胶黏性。
16.说明书附图
17.图1多巴胶黏剂的反应示意图。
18.图2不同纳米纤维素含量的胶黏强度。
19.图3cck
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8检测黏合剂上的细胞增殖。
具体实施方式
20.实施例1
21.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
22.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.045g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
23.实施例2
24.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
25.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.095g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
26.实施例3
27.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
28.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.148g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
29.实施例4
30.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
31.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.207g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
32.实施例5
33.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
34.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.272g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
35.实施例6
36.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙
醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
37.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.344g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
38.实施例7
39.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
40.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.423g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
41.实施例8
42.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
43.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.512g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
44.实施例9
45.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
46.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.612g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
47.实施例10
48.将0.45g(1mmol)多巴丙烯酰胺和1.035g(9mmol)甲基丙烯酸羟乙酯加入到30ml乙醇中，再加入0.164g偶氮二异丁腈，向其中充入n2，于70℃反应14小时，后用乙醚沉淀并真空干燥得到多巴胶黏剂。
49.称取0.3g多巴胶黏剂溶解在1ml乙醇中，向其中加入0.726g纳米纤维素溶液，搅拌10分钟，制得纳米纤维素交联的环保型的多巴胶黏剂。
50.本发明制得的多巴胶黏剂具有强的胶黏强度和良好的环保性。
51.将上述实施例制得的多巴胶黏剂进行胶黏强度测试。胶黏强度最强的是在不锈钢基材上测得的，其后依次是木材、铝片、玻璃，最弱的是塑料。对于塑料基材，纳米纤维素加入到胶黏剂中，对胶黏剂的胶黏强度影响没有明显的改变。然而对于玻璃、木材、铝片和不锈钢基材，纳米纤维素加入到胶黏剂中，对胶黏剂的胶黏强度影响具有明显的改变。随着纳米纤维素含量逐渐增大，其胶黏强度逐渐增强。当纳米纤维素含量为0.5wt％时，胶黏强度达到最大，在玻璃、铝片、木材和不锈钢上分别为2.05mpa、2.50mpa、2.75mpa和5.50mpa，其中在不锈钢基材上最强(5.50mpa)。然而随着纳米纤维素含量继续增加，其胶黏强度反而逐渐降低(图2)。此结果表明纳米纤维素交联的胶黏剂可以增大其胶黏强度。
52.将上述实施例制得的多巴胶黏剂进行生物相容性测试。用nih 3t3细胞进行实验评估，一小块胶黏剂(1
×1×
2mm)用去离子水和pbs缓冲液冲洗，然后再用紫外灯杀菌30分
钟，最后培养在细胞中。培养1天和5天后，用cck
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8检测胶黏剂上的细胞生长。经过1天培养后，细胞的相对存活率和对照组相似，都约为93.0％，但是经过5天培养后，对照组的细胞相对存活率为260％，而多巴胶黏剂与纳米纤维素交联的多巴胶黏剂的细胞相对存活率是290％，说明纳米纤维素交联的多巴胶黏剂对环境和人体健康无毒无害，具有优异的环保性(图3)。