本發(fā)明屬于一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑及其制備方法，涉及水下膠粘劑領域。

背景技術：

1、水下膠粘劑作為膠粘劑領域的重要分支被廣泛地應用于生物醫(yī)學、海洋工程、可穿戴設備等領域。盡管現(xiàn)今各種各樣的膠黏劑被先后開發(fā)與應用，但是在水下環(huán)境中實現(xiàn)高強的粘附界面仍是十分具有挑戰(zhàn)性的。水下環(huán)境中基材表面水化層的存在阻礙著膠粘劑與基材之間的有效粘附作用的產(chǎn)生，于此同時，界面水的存在會減少基材和膠粘劑之間的接觸面積，此外，環(huán)境中的水分子在一定程度上會擴散到膠粘劑中，降低膠黏劑的內聚強度。因此，開發(fā)一種高強度水下膠黏劑對于實際應用具有重要意義。

2、研究人員通過對自然界中貽貝等海洋生物的研究，發(fā)現(xiàn)其分泌的粘性蛋白中的鄰苯二酚基團可以在基材表面形成化學鍵作用以及多種物理相互作用等粘結作用而實現(xiàn)粘合界面構建。具體來說，鄰苯二酚基團可與有機和無機表面形成多種粘附相互作用，包括可逆的非共價鍵作用和不可逆的共價相互作用以促進其對固體材料以及生物組織表面的粘附。但鄰苯二酚基團的酚羥基基團極易被氧化致使膠粘劑喪失長期粘附性，這在一定程度上限制著鄰苯二酚類水下膠粘劑的實際應用。

3、核苷酸是dna和rna的重要組成部分，其具有豐富的結構多樣性，包括堿基、五碳糖和磷酸基團。核苷酸憑借良好的生物相容性和水溶性等特點在封裝、酶模擬和傳感等領域得到了廣泛的應用。核苷酸含有氨基、帶負電的磷酸基團以及氮雜環(huán)等官能團，可在聚合物網(wǎng)絡間以及基材之間形成靜電相互作用和氫鍵等物理作用，因此，核苷酸分子具有賦予聚合材料良好粘附性的潛力。

4、天然的生物分子硫辛酸具有動態(tài)共價二硫鍵和羧基，這使硫辛酸單體能夠以分層自組裝的方式構建超分子聚合物網(wǎng)絡?，F(xiàn)今以硫辛酸分子為原料設計的粘附性材料被廣泛地應用傷口敷料與藥物緩釋等領域，但報道的大多數(shù)硫辛酸基粘附性材料仍然無法應用于水下環(huán)境。然而硫辛酸單體有成為水下膠粘劑的巨大潛力，原因在于硫辛酸聚合物網(wǎng)絡主鏈中的動態(tài)共價二硫鍵作為疏水基團可以有效的驅離基材表面上的界面水，進而使聚硫辛酸流體與基材形成良好的界面接觸。側鏈上的羧基可與基材形成氫鍵作用、金屬配位作用等作用，形成良好的水下粘合。

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了解決膠粘劑材料在水下環(huán)境下無法實現(xiàn)有效粘合以及粘合強度低的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑及其制備方法，為水下膠粘劑的制備提供了一種新的思路。

2、技術方案：一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的制備方法，步驟和條件如下：

3、（1）將腺苷酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、硫辛酸三種單體按順序溶解于去離子水與二甲基亞砜的混合溶液中，在室溫下加以攪拌至完全溶解，得到核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的前驅體溶液；溶液中腺苷酸單體的質量濃度為10～50?g/l、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨單體的質量濃度為50~70?g/l、硫辛酸單體的質量濃度為60~100?g/l；

4、（2）將上述核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的前驅體溶液緩慢倒入反應模具中，將反應模具密封好之后置于50?℃的烘箱中反應5小時，最終制得核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑。

5、創(chuàng)新點：本發(fā)明的創(chuàng)新點在于將腺苷酸作為粘附因子引入到硫辛酸聚合物網(wǎng)絡之中，腺苷酸單體固有的氮雜環(huán)基團與氨基可以有效地與各種基材形成氫鍵等作用，以實現(xiàn)膠粘劑與基材表面的強粘附；另一方面，硫辛酸聚合物主鏈上的動態(tài)二硫鍵本質上是疏水基團，這就為實現(xiàn)水下粘合提供了條件，側鏈上的羧基也可形成氫鍵作用，腺苷酸自身之間可以形成氫鍵作用與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨可以形成靜電作用，這就實現(xiàn)了膠粘劑內聚力的提升，提高了水下粘合黏附強度，解決膠粘劑材料在水下環(huán)境下無法實現(xiàn)有效粘合以及粘合強度低的問題。

6、有益效果：

7、（1）本發(fā)明制備了一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑，制備所需的單體成本低廉、易于獲取、制備流程安全簡便，在實現(xiàn)水下粘合的同時，兼顧了材料成本、生物相容性等；

8、（2）本發(fā)明制備的一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑實現(xiàn)了與多種基材的水下強黏附作用，包括：金屬、塑料、玻璃、木材等；與傳統(tǒng)的鄰苯二酚類粘合劑相比，可實現(xiàn)水下的長時間粘附；

9、（3）本發(fā)明制備的一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑為新型水下粘合劑的設計與制備提供了全新的思路與方法。

技術特征：

1.一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的制備方法，其特征在于，步驟和條件如下：

2.如權利要求1所述的一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的制備方法，其特征在于，步驟和條件如下：

3.如權利要求1所述的一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的制備方法，其特征在于，步驟和條件如下：

4.如權利要求1所述的一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的制備方法，其特征在于，步驟和條件如下：

5.如權利要求1所述的一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的制備方法，其特征在于，步驟和條件如下：

6.如權利要求1所述的一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的制備方法，其特征在于，步驟和條件如下：

技術總結
本發(fā)明公開了一種核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑的制備方法，屬于水下膠粘劑領域。本發(fā)明將腺苷酸、硫辛酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨三種單體溶解于二甲基亞砜與水的混合溶液在50℃加熱條件下進行聚合反應，最終制得核苷酸增粘聚硫辛酸基水下膠粘劑。腺苷酸單體的引入顯著提升了硫辛酸聚合物的粘附性能。本發(fā)明制備的膠粘劑在高濕度環(huán)境以及水下環(huán)境中對多種材料（金屬、塑料、玻璃、木材）均展示出優(yōu)異的粘合能力，水下黏附強度可以達到130.47?kPa。本發(fā)明實現(xiàn)了膠粘劑材料在水下環(huán)境的高強度粘合，擴寬了膠粘劑的應用范圍，有望應用于組織粘合劑、水下機器人以及可穿戴設備等領域。

技術研發(fā)人員：劉鑫,黃銘淞,張欽,郭偉,崔莉迎
受保護的技術使用者：長春工業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30