Wenhe Jiang#, Zhongwen Sun#, Ruitong Wang#, Xiaozhu Zhao, Xianshu Zhou, Yanlin Wei, Chaowen Shen, Yongsheng Fang, Li Niu, Xinling Deng, Xinai Guo, Hongtao Bian, Hua Xu, Pujun Jin, Hui Yang, Kaiqiang Liu*, Yu Fang. Mater. Today, 2025, DOI: 10.1016/j.mattod.2025.11.011

文物材料修复对胶黏剂性能要求严苛，需胶黏剂兼具优异界面润湿性、较强粘接力与环境耐受性。传统聚氨酯胶黏剂虽界面黏接强度突出，但通常依赖有机溶剂提升基材的界面润湿性——这既给文物修复操作带来不便，也会对环境、操作人员健康带来不同程度的危害。因此，发展高粘接强度、强润湿性且环境友好的聚氨酯胶黏剂，成为文物保护领域的一项重要课题。

图1 分子设计与可能的超分子作用模式

图2 组合前后粘接界面的环境耐受性

针对这一挑战，本研究提出了两步法超分子作用组合策略，发展了系列高性能环保型聚氨酯胶黏剂。首先，通过共价键合，研究将含静电作用位点的咪唑鎓离子片段与提供氢键作用位点的氨酯键引入线性聚合物骨架，设计合成系列离子型聚氨酯（图1），显著改善了界面润湿性与初始粘附力。为解决溶剂化效应导致的分子内聚力下降、界面易失效问题，研究进一步引入超分子组合策略：通过调控水、聚丙烯酸等组分，精准平衡离子型聚氨酯与添加剂间的分子间相互作用（氢键、π-π堆积、阳离子-π相互作用及静电力等）。以此所得复合胶黏剂具有高强的界面粘接力以及优良的环境耐受性（水、有机溶剂、液氮等），其性能已超越了多数有机溶剂辅助的商用胶黏剂以及已报道的超分子胶黏剂（图2）。研究采用核磁滴定、变温核磁及分子动力学模拟等技术，揭示了超分子组合前后分子作用平衡的变化规律与作用机制。

图3 悬挂持久性与性能比较、以及破碎文物材料的粘接

研究表明，该类胶黏剂在文物修复中表现出显著的应用潜力，即可通过简单间歇性预热处理方式，实现纸张、木头、泥塑、陶瓷、玉石等材质的有效粘接（图3），为文化遗产保护领域功能性胶黏剂的设计开发提供了新思路。

第一作者：陕西师范大学硕士研究生姜闻赫、孙中文和王瑞彤

通讯作者：陕西师范大学刘凯强教授

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.mattod.2025.11.011