????原料来源
丁香酸(≥95%)、碳酸乙烯酯(98%)、己二酸二甲酯(DMA,>99%)、1,4 - 丁二醇(BDO,99%)、浓硫酸、二丁基氧化锡(DBTO,>98%)、碳酸钾(K₂CO₃,>99%)、二甲基亚砜(DMSO,≥99.5%)、二氯甲烷(DCM,99.8%)、碳酸氢钠(NaHCO₃,99.5%)、氢氧化钠(NaOH,颗粒状,97%),均采购自 Sigma-Aldrich 公司;
甲醇(>99.8%),采购自 VWR Chemicals 公司;
硫酸钠(Na₂SO₄,99%),采购自 Honeywell 公司;
商品化 Ecoflex 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT),采购自 BASF 公司;
通用型乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物(EVA,醋酸乙烯酯含量 13%),采购自 C.K. Tools 公司。
????配方比例
本研究构建了聚 (己二酸 1,4 - 丁二醇酯 - co-4-(2 - 羟乙氧基) 丁香酸酯) PBA (ES) 共聚体系,通过调控丁香酸基芳香单体 MES 与脂肪族单体的投料摩尔比,制备了 PBA (ES) 25、PBA (ES) 50、PBA (ES) 60、PBA (ES) 75 等一系列共聚物;其中,当 MES 投料摩尔占比达到 75% 时,所得 PBA (ES) 75 配方在综合粘接性能上表现最优。
????基本工艺
芳香单体 MES 合成:先以丁香酸与甲醇为原料,浓硫酸为催化剂,通过回流反应制备丁香酸甲酯;再将丁香酸甲酯与碳酸乙烯酯溶于 DMSO,以碳酸钾为催化剂,氮气保护下 100℃反应 6 小时,经提纯后得到目标单体甲基 4-(2 - 羟乙氧基) 丁香酸酯(MES)。
共聚物熔融缩聚:将 MES 单体、1,4 - 丁二醇、己二酸二甲酯按设定比例加入反应容器,以二丁基氧化锡为催化剂,氮气置换后,130-150℃搅拌反应 4 小时完成酯交换,持续脱除副产物甲醇;随后逐步升温至 150-200℃,在高真空条件下进行 6 小时缩聚反应,制备得到 PBA (ES) 系列共聚物。
热熔胶试样制备:将合成的 PBA (ES) 共聚物通过热压工艺制成 0.10-0.15mm 厚的薄膜,裁切为固定尺寸的试样,用于后续性能测试与粘接验证。

性能验证
1.热学与流变性能

根据图 3 的 DSC 与流变测试结果,PBA (ES) 系列共聚物为完全无定形结构,玻璃化转变温度随丁香酸单元含量提升从 - 34℃线性升高至 74℃,在 100℃加工温度下展现出显著的剪切变稀行为,适配喷涂、挤出、涂布等多种工业化加工工艺。
2.基础热稳定性能

根据图 2 的 TGA 测试结果,PBA (ES) 系列共聚物的热分解起始温度(T_d,5%)均高于 296℃,最大分解速率温度超 344℃,且热稳定性随丁香酸单元含量提升逐步增强,加工窗口宽,无热降解风险。
3.核心粘接性能

根据图 4 的单搭接剪切测试结果,PBA (ES) 60 与 PBA (ES) 75 在多基材上展现出优异的粘接表现,其中 PBA (ES) 75 在铝基材上的搭接剪切强度最高可达 5.42MPa,显著优于市售对标产品 PBAT(4.22MPa)与 EVA(3.26MPa);同时在铜、铁基材上分别实现 3.14MPa、2.67MPa 的粘接强度,对包装纸基材的粘接可直接引发基材本体破坏,无界面脱粘现象。
4.循环使用性能
根据图 4 的循环粘接测试结果,PBA (ES) 75 在 3 次粘接 - 脱粘循环后,搭接剪切强度保留率超 90%,与市售主流 PBAT 热熔胶循环性能相当,具备优异的重复使用性。
5.酶解降解性能

根据图 5 的酶解测试结果,通过调控丁香酸单元含量可精准调节材料的酶解效率,其中 PBA (ES) 50 与 PBA (ES) 60 在 70℃、HiCut 酶作用下 6 天内实现持续解聚;

图 6 的分子对接模拟结果进一步验证了共聚序列结构对酶解效率的调控机制,为材料性能与降解性的平衡设计提供了理论支撑。

结 语
该研究成果以 “Syringic-Based Copolyesters for Oxygen-Rich Low-Temperature Hot-Melt Adhesives: Synthesis, Adhesion Properties, and Enzymatic Depolymerization” 为题,发表于国际顶刊《ACS Applied Polymer Materials》。
期刊原文有更为详细的配方及制备工艺,可关注公众号回复“低温热熔胶”获得原文完整文件。
研究通过分子结构设计,成功合成了基于木质素来源丁香酸的生物基共聚酯热熔胶,在 100℃低温加工条件下,实现了高粘接强度、低温可加工性、可移除性与酶促解聚回收能力的多重协同,彻底破解了传统热熔胶石油基依赖、性能与可持续性难以兼顾的行业痛点,为包装、电子、轻工等领域提供了全新的绿色粘接解决方案。

专注未知物检测
对于这类新型生物基共聚酯热熔胶体系,其单体合成工艺优化、共聚序列结构调控、加工流变行为匹配及多场景应用适配,仍需大量的实验数据与专业表征分析支撑。此时,借助博诺通技术这类深耕高分子材料领域的老牌第三方技术服务机构,凭借其完备的材料表征设备、丰富的胶粘剂配方优化经验与产业化落地能力,可帮助企业快速锁定最优工艺配方,大幅缩短研发周期,降低试错成本,加速生物基热熔胶创新成果从实验室走向工业化落地。







