科学研究

我院史新翠副教授Adv. Mater.：三嵌段热塑性聚酯弹性体构筑耐低温生物相容热熔胶

于2026-06-30录入

我院史新翠副教授Adv. Mater.：三嵌段热塑性聚酯弹性体构筑耐低温生物相容热熔胶

近日，我院史新翠副教授团队在国际顶级期刊《Advance Materials》上，发表了最新研究成果“Low-Temperature Resistant and Biocompatible Hot-Melt Adhesives Enabled by Triblock Thermoplastic Polyester Elastomers”。我院硕士生贺鹤为第一作者，史新翠副教授、天津大学王彬教授为论文共同通讯作者。

目前，市售胶粘剂大多源于石油基原料，不可生物降解，通常服役温度仅能维持在-50oC，难以耐受极地、西伯利亚等-70oC乃至-90oC的低温环境。另外，不可降解材料的累积对极寒地区生态环境构成严重威胁。因此，亟待开发兼具生物降解性和优异耐低温性能的新型高分子胶粘剂。该工作利用团队开发的苯胺基吡啶烷基铝配合物催化剂，通过聚合物链结构理性设计，成功合成了一系列三嵌段热塑性聚酯弹性体：聚(1,4-二氧杂环己烷-2-酮)-b-聚(γ-甲基-ε-己内酯)-b-聚(1,4-二氧杂环己烷-2-酮)(PPDO-b-PMCL-b-PPDO)。通过可控开环聚合(ROP)调节硬/软段的链长和体积分数(fhard)，可便捷地调控机械性能和粘弹性能。硬段PPDO含有密集的极性醚键(O)和酯键(COO)，可与多种表面形成强物理相互作用；软段PMCL具有极低的玻璃化转变温度(Tg ≈ -62°C)，保证低温下的粘流特性和应力传递；结晶性PPDO硬段与无定形PMCL软段之间发生微相分离，形成物理交联网络，有利于能量耗散和粘附性能提升。fPPDO至0.62 (TPEE-5)时，拉伸强度（σb）显著跃升至48.8 MPa，断裂伸长率（εb）仍保持1061%，体现出强而韧的特性。TPEE-5粘接的钢板，可悬挂约65 kg成人体重，经液氮（-196oC）浸泡处理30 min后，TPEE-5 试样的抗拉强度小幅提升至4.0 ± 0.1 MPa。该工作为通过分子水平设计开发高性能、耐低温、可持续聚酯胶粘剂提供了新思路，在极地探索、低温工程和绿色胶粘剂领域具有广阔前景。

图1. (a)代表性石油基胶粘剂、(b)生物基胶粘剂以及 (c)本工作中基于硬-软-硬三嵌段共聚酯的耐低温、可生物降解且生物相容的胶粘剂。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202521551

初审：史新翠

复审：王天奇

终审：王 爽