引言：热熔胶的挑战——环保与高性能难以兼得

  热熔胶是一类室温下为固体、加热熔融后涂覆粘接的无溶剂胶粘剂，广泛应用于包装、建筑、汽车、电子等领域。其中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）占据最大市场份额，但存在两大根本性短板：其主链以稳定的碳-碳骨架为主，自然环境中难以降解断裂，生命周期结束后往往只能填埋或焚烧处理，造成持续的环境压力。此外，传统EVA热熔胶的搭接剪切强度普遍低于4.0 MPa，远不能满足结构粘接工程的需求。生物基热熔胶虽然在可降解性上有所突破，但高昂的单体成本和不够理想的粘接强度限制了实际应用。

  能否从廉价烯烃原料出发，同时实现高强度粘接与可降解？大连理工大学刘野教授团队的最新研究给出了答案——通过丰产金属[P,O]-镍催化烯烃羰化聚合，开发出一系列聚酮基热熔胶，最高粘接强度达到24.4 MPa，将聚酮从工程塑料拓展至结构胶粘剂领域。

  2026年7月8日，研究成果以“Ultrastrong Polytetone Hot-Melt Adhesives Enabled by Ni-Catalyzed Carbonylative Polymerization”为题，发表在J. Am. Chem. Soc.2026, 10.1021/jacs.6c08814上。论文的第一作者是大连理工大学化工学院博士生李世环，通讯作者是大连理工大学精细化工国家重点实验室刘野教授，该项目得到了国家自然科学基金（NSFC, Grant 52273004, 92356305）等项目的支持。

技术核心：从“工程塑料”到“超强胶粘剂”的转变

1. 为什么聚酮能做热熔胶？

  传统聚酮数值因高结晶性多用作工程塑料。团队的核心思路是：在聚酮主链中引入α-烯烃/CO链段，形成结晶域与非晶域结构——结晶域提供内聚强度，非晶域赋予链段运动能力与表面润湿性，从而将聚酮从工程塑料转变为强韧热熔胶。

2. 性能亮点：从“能粘”到“超强粘”

• 组成-粘接强度的定量关系：以丙烯为共聚单体，系统建立了聚酮组成与粘接强度的定量关系。在钢基材上，丙烯/CO含量过低时材料偏脆，过高则内聚强度不足；约30–40 mol%时达到结晶与非晶域的最优平衡，粘接强度突破至约7.0 MPa。

  
  

• 十一碳烯酸（UA）功能化——冲击结构胶粘剂水平：引入生物质来源的十一碳烯酸（UA）侧链，利用其羧基提供额外界面极性作用，使PK_UA,19.8在钢、木材、玻璃上分别达到14.0、16.4和19.8 MPa，陶瓷上更达24.4 MPa，迈入结构胶粘剂行列。

  AFM拉脱力测试从分子层面验证了机理：主链羰基将界面拉力由非极性乙丙弹性体的3.8 nm提升至11.5 nm，侧链羧基进一步推高至16.9 nm，证实宏观黏附性能提升源于界面极性作用的叠加增强。

3. 多基材通用，兼具耐高温、耐溶剂、可循环与耐湿热老化

  PK_UA,19.8在钢基材的粘附强度全面超越多种商品化热熔胶，甚至优于环氧AB胶（12.6 MPa）。同时兼具多项综合优势：60 °C下仍保持6.8 MPa（EVA在50 °C即失效）；多种有机溶剂浸泡24小时后保留68%–85%强度；10 min快速固化，完成交联；5次粘接-脱粘循环后强度几乎不变；78%湿度存放30天仍保持96%强度。

科学意义与应用前景

  这项工作发现了聚酮材料作为热熔胶的新应用，通过调节主链中乙烯/CO链段与α-烯烃/CO链段的比例，实现了聚酮从刚性工程塑料转到强韧胶粘剂的转变；揭示了主链羰基与链羧侧基的协同作用机制——二者从分子层面依次增强界面极性相互作用，最终将粘接强度推至结构胶粘剂水平。聚酮胶粘剂兼具超强粘接、耐高温、耐溶剂、可循环与可光降解等多重优势，综合性能显著优于传统EVA等商用热熔胶，可适配商用胶枪，有望成为新一代可降解超强热熔胶。

通讯作者简介

  刘野，大连理工大学精细化工国家重点实验室教授，博士生导师。2008年于大连理工大学化工学院获得学士学位，2014年于大连理工大学获得应用化学工学博士学位（导师：吕小兵教授）。2016 ~ 2018年在德国康斯坦茨大学从事洪堡博士后研究（合作导师：Prof. Stefan Mecking），随后破格晋升教授，次年入选国家级青年人才。主要研究方向为高分子合成化学、聚酮树脂和纤维等。近5年通讯作者代表性工作（J. Am. Chem. Soc. 2026, 148, 10.1021/jacs.6c08814; 2026, 148, 27421 (Front Cover); 2025, 147, 43850; 2025, 147, 36254 (Front Cover); 2024, 146, 34560; 2021, 143, 10743. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e20391 (Hot Paper); 2025, 64, e202507976 (Hot Paper); 2024, 63, e202404186; 2022, 61, e202204492 (Hot Paper); 2022, 61, e202204126 (VIP, TOP5%); 2022, 61, e202116208. ACS Catal.2021, 11, 8349. Macromolecules 2026, 59, 786; 2025, 58, 10839; 2025, 58, 8622; 2024, 57, 4174; 2023, 56, 510; 2023, 56, 1759; 2021, 54, 4641; ACS Macro Lett.2025, 14, 1708; 2024, 13, 1099）。

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c08814