仿贻贝粘蛋白环氧树脂水下胶粘剂的开发及其海水固化性能研究

随着海洋工程装备、跨海桥梁等需求增长，开发能在海水中快速固化且高强度的环氧树脂胶粘剂成为研究热点。研究人员通过曼尼希反应制备了以腰果酚和邻苯二酚为主结构的仿贻贝多巴胺结构，并引入癸二胺模拟贻贝粘蛋白氨基酸。该胶粘剂在海水固化条件下展现17.65 MPa的粘接强度和30.31 MPa的拉伸强度，表观活化能达45.22 kJ mol?1，其腰果酚结构保持增韧特性，邻苯二酚则增强粘附力，为海洋工程材料设计提供新策略。

　　

受贻贝(mussel)分泌粘液蛋白的启发，这项研究开发了一种能在海水中高效固化的仿生环氧树脂胶粘剂。科研团队巧妙运用曼尼希反应(Mannich reaction)，以腰果酚(cashew phenol)和邻苯二酚(catechol)构建了类似贻贝多巴胺的分子骨架，同时引入癸二胺(decamethylene diamine)模拟天然贻贝粘蛋白的氨基酸组成。

令人振奋的是，这种"海洋特制"胶粘剂在海水环境中表现出色：粘接强度高达17.65兆帕(MPa)，拉伸强度达到30.31 MPa，完全能满足苛刻的海洋工程需求。通过热力学分析发现，其表观活化能为45.22千焦每摩尔(kJ mol^?1)，证实了优异的固化活性。更有趣的是，海水中的离子还能参与粘接过程，与非共价键协同作用增强粘附力。

断裂面分析显示，腰果酚结构赋予了材料良好的韧性，而邻苯二酚则像"分子吸盘"一样牢牢抓住被粘物表面。这种仿生设计策略不仅解决了传统环氧树脂在潮湿环境下性能骤降的难题，更为开发新一代海洋工程材料提供了创新思路——让化学粘合剂也能像海洋生物那样"精通水性"。