9月11日消息,美国弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)化学家研制出一种粘接力超过Scotch透明胶带和布基胶带(duct tape)、使用后可完全回收的新型胶带,相关成果发表于《Advanced Functional Materials》(Adv. Funct. Mater. 2026, DOI: 10.1002/adfm.77687)。
传统胶带与食品包装类似,由多种聚合物多层复合而成:柔软的丙烯酸类压敏胶粘剂附着在PET背衬上,多材质结构使其难以回收。该校可持续高分子研究员Joshua C. Worch团队的做法是让胶粘层与背衬层采用同一种可回收聚合物——聚二硫醚(polydisulfide)。这类聚合物含可反复断裂与重建的硫-硫键,在化学刺激下即可解聚回收;其单体可通过绿色化学路线从生物基分子制备,此前已被用于药物递送等生物医学方向研究。
研究团队的聚合物原料是硫辛酸(lipoic acid)——一种存在于菠菜、西兰花中并作为保健品合成的天然化合物。Worch指出,多数用此类原料制聚合物的方法只能得到黏稠而无结构的产物;团队开发的聚合技术则可由α-硫辛酸及其酯衍生物乙基硫辛酸酯两种单体,制备出分子量极大、内聚强度高的共聚物——超长分子链带来更多链缠结,从而赋予材料高内聚强度。聚合使用无毒催化剂、非氯溶剂、室温条件(该聚合方法此前发表于ChemSusChem 2025, DOI: 10.1002/cssc.202500194)。
性能上,实测该胶带的粘接表现优于Scotch胶带与布基胶带;回收上,因胶层与背衬为同一聚合物,用后可整体进入化学回收流程,硫-硫键断裂重组后重新制成新材料,避免了多层复合材料只能填埋或降级回收的困境。
对行业而言,胶带与标签是多材质软包装回收链中的典型干扰物,同材质化(mono-material)正是包装行业当前的主流减塑方向。该工作展示了将生物基动态共价化学用于大宗胶粘制品的可行性,若成本可控,可为包装胶带、电子组装临时固定等场景提供兼具性能与循环性的材料选项。
(来源:C&EN)