Page 92 - 摩擦学学报2025年第5期

726 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

氧化剂温度和紫外光等，这就大大限制了其应用范 数为98%，购自Aladdin公司；1,8-二氮杂双环[5.4.0]十
围，在一些深水或者海底作业中，外界能量的引入可 一 碳 -7-烯 (1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, DBU)，
能受到限制. 另外，紫外光固化的胶黏剂只适用于透明 质量分数为98%，购自于J & K Scientific公司；二甲亚
或半透明的基材，对于不透明的基材，紫外线无法穿 砜(Dimethyl sulfoxide, DMSO)，质量分数为99%，购自
透以引发固化，限制了胶黏剂的使用范围. 因此，亟需 J & K Scientific公司；甲基叔丁基醚(Methyl tert-butyl
开发1种无需外界能量引发，不受水深、温度、压力、 ether, MTBE)，分析纯，购自成都市科隆化学品有限公司；
或光照强度的限制，可以水下自适应凝聚固化的水下 N,N-二甲基甲酰胺(N,N-Dimethylformamide, DMF)，

胶黏剂，这对于深海或其他特殊水域的应用至关重要. 分析纯，购自利安隆博华天津医药化学有限公司；异
为了解决这个问题，本文中提出了1种新的策略， 丙醇，化学纯度，购自四川西陇科学有限公司.

将DOPA、超支化聚合物、疏水相互作用和主客体相互 1.1.2 含AD的超支化聚合物P1制备
作用结合在1个系统中，以水为触发开关，该体系进入水 根据先前报道的文献[25]，超支化聚合物是在弱碱介
中后可以实现自适应的固化. 为此，设计制备了2种聚 质中通过Michael加成反应合成. 将DPEHEA (2.603 5 g,
合物，1种是含有黏附基团DOPA和金刚烷(AD)的超 4.5 mmol)、PEGDA-200 (1.3 g, 6.5mmol)、DOPA (1.327 5 g,
支化聚合物，1种是β-环糊精(β-CD)封端的PDMS聚合 7 mmol)、BENA (1.005 3 g, 7 mmol)、ADAA (0.375 4 g,
物. 2种聚合物在水中通过AD和β-CD的主客体作用交 2 mmol)和23 g DMSO混合加入烧瓶中. 待搅拌溶解
联在一起，由于β-CD具有内腔疏水、外部亲水的特性， 后，加入TEA (4.5 mL)，然后放入80 ℃油浴锅中，避光
在AD与β-CD的主客体包合物形成过程中，AD等疏水 反应10 h. 反应物用MTBE至少洗涤5次，放入室温真
性分子倾向于进入β-CD的内腔，从而将β-CD内腔中的 空烘箱24 h，获得产物，放入冰箱储存备用.

水分子挤出，以减少AD暴露于水中的表面积，形成稳定 1.1.3 β-CD封端的PDMS聚合物P2制备
的包合结构. 这个过程既实现了分子链疏水排斥，又 根据先前报道的文献[26-27]，略微修改合成. 在
惰性气氛下，将β-CD (5.6 g, 4.9 mmol)、PDMS-DGE
实现了AD与β-CD的有效结合，提升了内聚能，实现了
水下的自适应黏附. 这种黏附材料在多种无机及有机 (2.548 g, 3.185mmol)、DBU (0.05 g, 0.33 mmol)和24.5 g
DMF混合加入烧瓶中，待搅拌溶解后，放入98 ℃油浴
基材上具有良好的润湿性和出色的黏合强度，同时在
锅中反应2.5 h，用异丙醇沉淀离心，然后放入室温真
较宽pH范围和海水环境中表现出稳定的黏合能力.

空烘箱24 h获得产物，放入冰箱储存备用.

1 试验部分 1.1.4 主客体胶黏剂P3的制备
将2.4 g 聚合物P1溶解在1.2 g DMSO中，超声溶

1.1 试剂及材料制备

解备用；将1.809 6 g聚合物P2溶解在0.904 g DMSO
1.1.1 试剂
中，超声溶解备用. 将2种聚合物溶液混合，超声30 min，
多巴胺盐酸盐(Dopamine hydrochloride, DOPA)，
获得主客体胶黏剂.

质量分数为98%，购自J & K Scientific公司；苄胺盐酸
1.1.5 不同溶液环境的配制
盐(Benzylamine hydrochloride, BENA)，质量分数为99%，
不同pH值的水溶液由超纯水和盐酸或者氢氧化
购自J & K Scientific公司；盐酸金刚烷胺(1-Adaman-
钠配制，并用pH计进行测定，人工海水由超纯水和海
tanamine hydrochloride, ADAA)，质量分数为99%，购
盐配制，其中海盐占比3.5% (质量分数).

自Macklin公司；聚二季戊四醇六丙烯酸酯(Dipentaery- 1.2 试验方法

thritolhexaacrylate, DPEHEA)，质量分数为98%，购自 1.2.1 材料表征
Macklin公司；聚乙二醇二丙烯酸酯(Poly(ethylene gly- 用傅里叶变换红外光谱仪(V70, Bruker, Germany)测
col) diacrylate-200, PEGDA-200)，平均分子量约200， 定聚合物的化学结构；用超导核磁共振谱仪(AVANCE
购自Macklin公司；三乙胺(Triethylamine, TEA)，质量分 Ⅲ HD 400 MHz, Bruker, Switzerland)测定聚合物的氢谱
数为99%，购自J & K Scientific公司；聚(二甲基硅氧烷)- 以及NOESY谱；用X射线光电子能谱仪(XPS, ESCALAB
二缩水甘油醚封端(Poly(dimethylsiloxane), diglycidyl Xi+, ThermoFisher Scientific, USA)进行成分分析.

ether terminated, PDMS-DGE)，平均分子量约800，购自 1.2.2 接触角表征
Macklin公司；β-环糊精(β-Cyclodextrin, β-CD)，质量分 接触角通过光学接触角仪(DSA-100，Kruss)进行