（HMAs）因其环保、无溶剂和快速固化等特色，在粘接资料范畴日益受到重视。但是，传统热熔胶如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）存在剪切强度低（一般低于4 MPa）、难以收回使用等问题，约束了其在结构粘接范畴的使用。现在常见的结构胶（如聚氨酯、环氧树脂）虽强度较高，但往往依靠化学交联，难以完成闭环收回，加重了塑料污染。因而，开发兼具高强度与可循环性的热熔胶成为资料科学范畴的重要应战。

  近来，科罗拉多州立大学Garret M. Miyake课题组研讨提出了一种依据功用化结晶层的可继续结构热熔胶系统。该研讨以可再生质料为根底，经过在结晶层中引进极性官能团，完成了高效应力传递与强粘接功用的结合。所开发的硫基聚合物在木材和不锈钢上别离表现出超越14.7 MPa和15.1 MPa的剪切强度，一起具有优异的氧气与水蒸气隔绝性。此外，该资料可在温文氢化条件下彻底解聚，完成单体的闭环收回，为高功用与可继续偏重的热熔胶规划供给了新思路。相关论文以“”为题，宣布在Advanced Materials上。

  研讨首要经过比照商用EVA与主链含酯基的聚合物PE-12，提醒了极性基团在结晶层中的方位对粘接功用的要害影响。虽然两者酯基密度附近，但PE-12在木材和不锈钢上的剪切强度显着高于EVA，别离到达11.5 MPa和7.3 MPa。接触角测验标明，PE-12外表疏水性更强，阐明其酯基被包裹在结晶区内，而非像EVA那样散布于无定形区。动态力学剖析进一步证明，PE-12具有更高的储能模量与内聚力，可以将外力转化为弹性势能贮存于结晶层中，而非经过无定形区耗散，然后提升了全体粘接强度。

  图1： A) 商业热固性结构粘合剂的结构示意图。 B) EVA粘合剂的结构，以及C) PE-12结构及本研讨规划的用作结构热熔胶的硫基聚合物结构。

  图2： A) EVA和PE-12在木材和不锈钢（SS）基材上的搭接剪切测验成果。 B) EVA和PE-12的水接触角。 C) PE-12的Tan Delta随气温改变曲线的广角X射线衍射（WAXD）和小角X射线散射（SAXS）图谱。 E) EVA和PE-12与基材相互作用的机制示意图：在EVA粘接机制中，外力主要是经过能量耗散转化为热；而在PE-12中，外力主要是经过弹性变形转化为弹性势能。

  为进一步增强界面相互作用，研讨团队在聚合物主链中引进硫基官能团，规划了一系列硫基聚合物（如PC₂₂S、PC₂₂SO₂及其共聚物）。X射线衍射剖析标明，硫原子成功嵌入结晶层，构成功用化结晶片层。力学功用测验显现，这些资料具有高拉伸强度（24.4–36.2 MPa）、高耐性及适中的损耗模量，阐明其兼具刚性与能量耗散才能。粘接试验依据成果得出，一切硫基聚合物在木材上的剪切强度均超越12.0 MPa，其间PC₂₂SO₂最高达14.7 MPa，约为EVA的四倍；在不锈钢上，CP-3的强度达15.1 MPa，且在木材-钢材混合接头上仍坚持18.7 MPa的高强度。

  图3： A) 依据SAXS和WAXD核算得到的硫基聚合物的长周期（实柱+暗影柱）和片层厚度（实柱）。 B) 硫基聚合物的典型应力-应变曲线。 C) 硫基聚合物的耐性和杨氏模量。 D) 硫基聚合物的储能模量和损耗模量随气温改变曲线。 E) 硫基聚合物及对照样品在木材基材上的粘接成果。 F) 硫基聚合物及对照样品在不锈钢（SS）基材上的粘接成果，以及CP-3在不锈钢-木材混合基材上的成果（暗影区域）。

  除了杰出的力学功用，硫基聚合物还表现出杰出的隔绝功用。PC₂₂S的水蒸气透过率和氧气浸透率均低于HDPE，合适用于微电子封装。试验中将PC₂₂S用于印刷电路板封装，即便在水下环境仍能坚持功用安稳，展示了其在恶劣条件下的使用潜力。在循环使用方面，PC₂₂S可在氢气催化下高效解聚为原始单体，收回率高达87%，再聚合后的资料功用与原始样品适当。即便在封装有电子元件的杂乱系统中，仍可完成单体的高效别离与收回，凸显了其在实践电子废弃物处理中的可行性。

  图4： A) CP-3的承载测验。 B) 硫基聚合物的水蒸气透过率（WVTR）和氧气浸透率（PO₂）测验，以HDPE为对照。 C) 用PC₂₂S封装印刷电路板（PCB）用于恶劣环境使用。

  该研讨经过将极性官能团引进结晶片层，成功规划出一类兼具高强度、优异隔绝性与闭环循环才能的结构热熔胶。这一战略不只突破了传统热熔胶在功用与可继续性之间的权衡，也为未来粘接资料的规划供给了新方向——经过调控结晶片层的组成与极性功用，可进一步拓宽热熔胶在高端制作、电子封装等范畴的使用远景，推进资料向高功用与绿色循环双方针跨进。