CN113698893A - 一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶及其制备方法，按重量之和100％计算，热熔胶由50.3％～70.2％的氨基酸和余量的脂肪酸组成；其制备方法为：将氨基酸溶于二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液，在室温搅拌的条件下，将氨基酸的水溶液逐滴加入到脂肪酸液体中，待氨基酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀。在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥，冷却至室温得坚硬的固体。所得热熔胶可在中等温度条件下实现对多种基片的有效粘接且对绝大多数有机溶剂具有良好的耐受性，但遇水可快速降解。

Description

一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料科学技术领域，更具体的说是涉及一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶及其制备方法。
背景技术
在过去的一个世纪里，具有良好粘接性能的胶粘剂得到快速发展，并在众多领域展现了不可替代的重要作用。其中，与传统的溶剂型胶粘剂相比，无溶剂的热熔胶在各方面都表现出了优异的性能。热熔胶是无溶剂的热塑性固体材料，其特点是在低温下是固体，在高温是低粘度流体。由于其通过冷却即固化并且固化速度快，粘接强度大、机械性能好、易于加工处理，与大多数材料兼容以及优异的附着力等优点被用于各种制造工艺，包括装订、包装、物品拼接、盒子和纸盒热密封、墙体和屋顶的渗漏和裂缝填充、日常机器和设备、组织黏附以及其他压敏性应用，如邮票和信封等方面。热熔胶发挥着越来越明显的作用。大多数热熔胶是利用高分子材料为体系，例如对聚酰胺、聚酯、聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯等热塑性材料进行改性(X.D.Jin,G.S.Hu,Y,F.Yang,X.M.Zhou and B.B.Wang,J.Adhes.Sci.Technol.,2009,23,779–785)(Y.Wang,S.J.Li,W.Y.Yao,H.Chen andW.H.Guo,Mater.Res.Express,2019,6,055319)。
然而，高分子热熔胶材料存在毒性高，降解难，回收差等缺点，会对环境造成不可逆转的污染。这些问题促使人们开发环境友好、可再生、生物相容性好的热熔胶材料。
目前，研发的重点集中在天然高分子材料的改性方面或新型人造高分子的合成。而基于天然小分子的热熔胶材料却鲜有报道。天然小分子具有制备简单，材料易得等独特优势。
申请人发现，氨基酸来源广泛，化学性能多样，具有可吸收性、无毒性、低刺激反应的生态友好性、成本低等优点，是构建热熔胶的理想之选。因此，本发明利用氨基酸与脂肪酸小分子为原料，得到了一类一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶材料。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶及其制备方法，所得热熔胶对多种固体基材如木头、钛、不锈钢、聚醚醚酮、玻璃基片具有良好的粘接能力。重要的是，该热熔胶对石油醚、正己烷、环己烷、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、氯仿、丙酮、乙腈、甲醇等有机溶剂具有良好的耐受性，但遇水之后可很快溶解，是一类便于制备、存储、运输，遇水可溶，可回收、可重复利用的热熔胶。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶，按重量百分比计，由50.3～70.2％的氨基酸和余量脂肪酸组成。
优选的，所述氨基酸为精氨酸或高精氨酸的任一种或两种混合。
优选的，所述脂肪酸为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。
优选的，所述脂肪酸为丙酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、正庚酸、正辛酸、正壬酸、2-甲基己酸、2,2-二甲基戊酸和5-(6)-癸烯酸混合物中的任一种或多种混合。
由上述原料所组成的热熔胶对多种固体基材如木头、钛、不锈钢、聚醚醚酮、玻璃基片具有良好的粘接能力；对石油醚、正己烷、环己烷、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、氯仿、丙酮、乙腈、甲醇等有机溶剂具有良好的耐受性。
本发明的另一个目的在于提供上述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述各原料用量称取氨基酸固体粉末和脂肪酸液体，备用；
(2)将氨基酸固体粉末溶于二次蒸馏水中，得到澄清、透明的溶液，然后在室温搅拌的条件下，将氨基酸的水溶液逐滴加入到脂肪酸液体中，待氨基酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，得混合液；
(3)混合液经加热，干燥，然后冷却至室温得固体热熔胶。
固体热熔胶在加热至120℃时形成具有高度黏性，可拉丝的热熔胶。将热熔胶冷却到室温时，重新固化转变为坚硬的固体。
优选的，步骤(2)中所述氨基酸固体粉末和二次蒸馏水的摩尔比为9:250。
优选的，步骤(2)中所述搅拌速度为500rpm。
优选的，步骤(2)中所述超声频率为40KHz；超声时间为10min。
优选的，步骤(2)中还包括：根据混合液的成分选择是否调节其pH的范围为5-9。
在本发明中，根据混合液的成分调节其pH是因为精氨酸溶液和脂肪酸混合后的PH环境下加热干燥可以形成热熔胶，而高精氨酸溶液和脂肪酸混合后的pH环境不能成胶，因此需要对其pH进行调节。
优选的，步骤(3)中所述加热为在120℃油浴中加热12h；所述干燥为在60℃的真空烘箱中干燥12h。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明以简单易得的氨基酸与脂肪酸为原料，利用氨基酸与脂肪酸之间的静电作用，氢键作用，及脂肪酸的疏水作用制备了热熔胶。本发明所述的包含氨基酸与脂肪酸热熔胶的制备工艺简便，条件温和，无毒，无公害，是一种节能、绿色、环保的合成方法。这种新型热熔胶不仅能加工成粉末样品进行分装，储存和运输，也可以溶于水溶液中进行回收，及蒸发除水实现重复利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶的数码照片，其中，图1a为室温下热熔胶照片；图1b为120℃下热熔胶可拉丝的数码照片；
图2为本发明实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶的1H NMR；
图3为本发明实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶的红外光谱；
图4为本发明实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶粘接钛基片拉起10Kg重物的数码照片；
图5为本发明实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶粘接不同固体基片的剪切拉伸强度柱形图；
图6为本发明实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶遇水溶解，可回收再利用的数码照片。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶及其制备方法，包括以下步骤：
(1)分别称取176.22mg的正丁酸(分子量为88.11g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正丁酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到脂肪酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/正丁酸溶液pH为6.5。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例2
与实施例1类似，(1)分别称取176.22mg的正丁酸(分子量为88.11g/mol)和696.8mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正丁酸和精氨酸摩尔比为1:4。
(2)将696.8mg的精氨酸溶于2mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到脂肪酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，并调节精氨酸/正丁酸的混合溶液的pH为6.5。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例3
与实施例1类似，(1)分别称取176.22mg的正丁酸(分子量为88.11g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正丁酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到脂肪酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，然后调节精氨酸/正丁酸混合溶液的pH为9.0。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例4
与实施例1类似，(1)分别称取176.22mg的正丁酸(分子量为88.11g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正丁酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到脂肪酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，然后调节精氨酸/正丁酸混合溶液的pH为5.0。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例5
与实施例1类似，(1)分别称取148.15mg的正丙酸(分子量为74.08g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正丙酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到正丙酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/正丙酸混合溶液pH为6.3。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
其中，所得固体材料在加热至120℃时形成具有高度黏性，可拉丝的热熔胶。将热熔胶冷却到室温时，重新固化转变为坚硬的固体。检测该热熔胶对钛基片的粘接性能，其对钛基片的拉伸剪切强度为1.19±0.04MPa。这说明制备所得的热熔胶对钛材料表现出不错的粘接能力。
实施例6
与实施例1类似，(1)分别称取204.26mg的正戊酸(分子量为102.13g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正戊酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到正戊酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/正戊酸混合溶液pH为6.8。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
检测该热熔胶对钛基片的粘接性能，其对钛基片的拉伸剪切强度为1.12±0.17MPa。这说明制备所得的热熔胶对钛材料表现出不错的粘接能力。
实施例7
与实施例1类似，(1)分别称取232.32mg的正己酸(分子量为116.16g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正己酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到正己酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/正己酸混合溶液pH为7.2。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
检测该热熔胶对钛基片的粘接性能。对钛基片的拉伸剪切强度为0.98±0.05MPa。这说明制备所得的热熔胶对钛材料表现出不错的粘接能力。
实施例8
与实施例1类似，(1)分别称取260.36mg的正庚酸(分子量为130.18g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正庚酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到正庚酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/正庚酸混合溶液pH为7.7。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
检测该热熔胶对钛基片的粘接性能。对钛基片的拉伸剪切强度为0.97±0.03MPa。这说明制备所得的热熔胶对钛材料表现出不错的粘接能力。
实施例9
与实施例1类似，(1)分别称取288.42mg的正辛酸(分子量为144.21g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正辛酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到正辛酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/正辛酸混合溶液pH为8.2。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
检测该热熔胶对钛基片的粘接性能。对钛基片的拉伸剪切强度为0.96±0.02MPa。这说明制备所得的热熔胶对钛材料表现出不错的粘接能力。
实施例10
与实施例1类似，(1)分别称取316.48mg的正壬酸(分子量为158.24g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正壬酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到正壬酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/正壬酸混合溶液pH为7.8。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
检测该热熔胶对钛基片的粘接性能。对钛基片的拉伸剪切强度为0.92±0.03MPa。这说明制备所得的热熔胶对钛材料表现出不错的粘接能力。
实施例11
与实施例1类似，(1)分别称取260.36mg的2,2-二甲基戊酸(分子量为130.18g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，2,2-二甲基戊酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到2,2-二甲基戊酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/2,2-二甲基戊酸混合溶液pH为7.5。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例12
与实施例1类似，(1)分别称取260.36mg的2-甲基己酸(分子量为130.18g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，2-甲基己酸和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到2-甲基己酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/2-甲基己酸混合溶液pH为7.0。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例13
与实施例1类似，(1)分别称取340.5mg的5-(6)-癸烯酸混合物(分子量为170.25g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，5-(6)-癸烯酸混合物和精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到5-(6)-癸烯酸混合物液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/5-(6)-癸烯酸混合物混合溶液pH为8.1。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例14
与实施例1类似，(1)分别称取204.26mg的正戊酸(分子量为102.13g/mol)和376.46mg的高精氨酸(分子量为188.23g/mol)，正戊酸和高精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将376.46mg的高精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将高精氨酸的水溶液逐滴加入到正戊酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，调节高精氨酸/正戊酸混合溶液pH为6.7。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例15
与实施例1类似，(1)分别称取316.48mg的正壬酸(分子量为158.24g/mol)和376.46mg的高精氨酸(分子量为188.23g/mol)，正壬酸和高精氨酸摩尔比为1:1。
(2)将376.46mg的高精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。在室温搅拌的条件下，将高精氨酸的水溶液逐滴加入到正壬酸液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，调节高精氨酸/正壬酸混合溶液pH为7.7。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例16
与实施例1类似，(1)分别称取102.13mg的正戊酸(分子量为102.13g/mol)，116.16mg的正己酸(分子量为116.16g/mol)和348.4mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)，正戊酸，正己酸和精氨酸三种组分的摩尔比为1:1:2。
(4)将348.4mg的精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。将102.13mg的正戊酸和116.16mg的正己酸液体相混合，在室温搅拌的条件下，将精氨酸的水溶液逐滴加入到戊酸和己酸的混合液体中，待精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，此时精氨酸/正戊酸/正己酸混合溶液pH为6.7。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例17
与实施例1类似，(1)分别称取102.13mg的正戊酸(分子量为102.13g/mol)，130.18mg的正庚酸(分子量为130.18g/mol)和376.46mg的高精氨酸(分子量为188.23g/mol)，正戊酸，正庚酸和高精氨酸三种组分的摩尔比为1:1:2。
(5)将376.46mg的高精氨酸溶于1mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液。将102.13mg的正戊酸和130.18mg的正庚酸液体相混合，在室温搅拌的条件下，将高精氨酸的水溶液逐滴加入到正戊酸和正庚酸的混合液体中，待高精氨酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，调节高精氨酸/正戊酸/正庚酸混合溶液pH为7.7。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(3)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例18
与实施例1类似，(1)分别称取232.32mg的正己酸(分子量为116.16g/mol)，174.2mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)和188.23mg的高精氨酸(分子量为188.23g/mol)，正己酸，精氨酸和高精氨酸三种组分的摩尔比为2:1:1。
(6)将174.2mg的精氨酸和188.23mg的高精氨酸分别溶于0.5mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液，然后将精氨酸溶液和高精氨酸溶液相混合，在室温搅拌的条件下，将精氨酸和高精氨酸的混合溶液逐滴加入到己酸液体中，待精氨酸/高精氨酸混合液滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，调节精氨酸/高精氨酸/己酸混合溶液pH为7.3。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
(4)将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例19
与实施例1类似，(1)分别称取102.13mg的正戊酸(分子量为102.13g/mol)，130.18mg的正庚酸(分子量为130.18g/mol)，174.2mg的精氨酸(分子量为174.2g/mol)和188.23mg的高精氨酸(分子量为188.23g/mol)，正戊酸，正庚酸，精氨酸和高精氨酸四种组分的摩尔比为1:1:1:1。
(7)将174.2mg的精氨酸和188.23mg的高精氨酸分别溶于0.5mL二次蒸馏水中得到澄清、透明的溶液，然后将精氨酸溶液和高精氨酸溶液相混合，正戊酸和正庚酸液体相混合。在室温搅拌的条件下，将精氨酸和高精氨酸的混合溶液逐滴加入到正戊酸和正庚酸的混合液体中，待精氨酸和高精氨酸混合溶液滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，调节精氨酸/高精氨酸/正戊酸/正庚酸混合溶液pH为7.5。
其中，搅拌速度为500rpm；超声频率为40KHz；超声时间为10min。
将混合溶液在120℃的油浴中加热12h，所得混合溶液先经加热蒸发除水，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温得坚硬的固体热熔胶。
实施例20
性能检测
图1为实施例1中精氨酸/正丁酸混合溶液经蒸发除水和真空干燥后所得热熔胶在室温条件下的数码照片(图1a)及在加热至120℃时高度黏性，可拉丝的数码照片(图1b)。
从图中可以看到经蒸发除水和真空干燥后的精氨酸/正丁酸热熔胶在室温条件下是坚硬的固体，所得固体材料在加热至120℃时具有高度黏性，并且可拉丝。
图2是实施例1中的精氨酸(黑色线)、正丁酸(蓝色线)以及精氨酸/正丁酸热熔胶(红色线)的粉末样品溶于D2O的1H NMR。
从谱图中可看出精氨酸/正丁酸热熔胶中并没有出现新的峰，精氨酸和正丁酸两种组分各自特征峰的化学位移基本保持不变，说明两种原料在热熔胶中保持完整，没有发生共价交联。
图3是实施例1中的精氨酸(黑色线)、正丁酸(蓝色线)以及精氨酸/正丁酸热熔胶(红色线)的粉末样品的红外光谱图。
从谱图中可看出热熔胶中存在两种原料各自的特征红外振动峰，其中精氨酸/正丁酸热熔胶中精氨酸和正丁酸两种组分各自的特征振动谱带基本保持不变，说明两种组分在反应过程中没有发生分解。热熔胶中精氨酸的氨基以质子化的形式存在，并明显的向低波数移动，说明精氨酸胍基与正丁酸的羧基形成了氢键。并且热熔胶中正丁酸的羧基以去质子化的状态存在，结果表明，胍基与羧基通过静电、氢键作用相结合。
实施例21
氨基酸/脂肪酸热熔胶的粘接能力及剪切拉伸强度测量：
粘接行为：将质量为400mg的氨基酸/脂肪酸热熔胶加热至140℃，并置于宽为15mm、长为70mm、厚度为3mm的两个相同材质的固体基片上，随后将两个基片以搭接的方式粘合在一起，待材料冷却至室温固化后，将10kg的重物固定在其中一个基片下方，并将另一基片垂直提起，观察两个基片之间在30min内有无滑移或脱落现象，以检测其粘接行为。
图4为实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶粘接钛基片拉起10Kg重物的数码照片；从图中看到热熔胶具有较好的内聚力和对基底较强的粘接性。
剪切拉伸强度：
实验仪器：电子万能材料试验机，拉伸速度10mm/min。
实验步骤：选用木头、钛、不锈钢、聚醚醚酮、玻璃五种固体材料，加工成宽12mm、长70mm、厚度为3mm的基片。将氨基酸/脂肪酸热熔胶热至140℃，快速涂覆到以上选定的两个相同材质的固体基片上，随后将两个基片以搭接的方式粘合在一起，粘接面积为1.34～2.41cm2。厚度约为0.18mm。待材料冷却至室温固化后，将粘接后的固体基片的两端垂直固定在电子万能材料试验机的夹具上，同时以10mm/min的拉伸速度沿着平行于基片表面的方向进行纵向拉伸，测量在平行于热熔胶层的载荷作用下，粘接面所承受的最大剪切拉力，粘接试样破坏时，测量出拉力-位移曲线后通过计算最大拉力与粘接面积的比值获得热熔胶的拉伸剪切强度(实施例5-10中所述的拉伸剪切强度的检测方法与此相同)。
图5为实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶粘接不同固体基片的剪切拉伸强度柱形图。从图中可见，精氨酸/正丁酸热熔胶对木头、钛、不锈钢、聚醚醚酮、玻璃的拉伸剪切强度分别为1.22±0.101MPa、1.21±0.07MPa、1.03±0.10MPa；0.33±0.01MPa；0.17±0.02MPa。
实施例22
氨基酸/脂肪酸热熔胶的耐溶剂性测试：
首先，在7ml玻璃小瓶中如实施例1所示方法，通过加热蒸发、真空干燥的方式制得氨基酸/脂肪酸热熔胶。向装有氨基酸/脂肪酸热熔胶的玻璃小瓶中加入2ml溶剂并用封口膜密封，并向热熔胶小瓶中不断补充已挥发的溶剂。溶剂包括：石油醚、正己烷、环己烷、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、氯仿、丙酮、乙腈、甲醇、二甲基亚砜、水。观察热熔胶在不同溶剂中长时间浸泡后是否溶解，以评估氨基酸/脂肪酸热熔胶的耐溶剂性。
热熔胶在不同溶剂中的耐受性效果参见表1：
表1
Figure BDA0003268696970000171
表1中可以看出，除了DMSO(二甲基亚砜)和水以外，热熔胶在其他有机溶剂中表现出了良好的耐受性。
图6为本发明实施例1中精氨酸/正丁酸热熔胶遇水溶解，可回收再利用的数码照片。从图中可见，精氨酸/正丁酸热熔胶可研磨成固体粉末，将该固体粉末浸泡在水中约3h即可完全溶解形成溶液，将溶液在120℃的油浴中加热12h，然后在60℃的真空烘箱进一步干燥12h，冷却至室温又再次得到坚硬的固体热熔胶。说明精氨酸/正丁酸热熔胶具有良好的水溶性，并且方便回收进行重复利用。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶，其特征在于，按重量百分比计，由50.3～70.2％的氨基酸和余量脂肪酸组成。
2.根据权利要求1所述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶，其特征在于，所述氨基酸为精氨酸或高精氨酸中的任一种或两种混合。
3.根据权利要求1所述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶，其特征在于，所述脂肪酸为饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。
4.根据权利要求3所述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶，其特征在于，所述脂肪酸为丙酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、正庚酸、正辛酸、正壬酸、2-甲基己酸、2,2-二甲基戊酸和5-(6)-癸烯酸混合物中的任一种或多种混合。
5.一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按权利要求1-4任一所述各原料用量称取氨基酸固体粉末和脂肪酸液体，备用；
(2)将氨基酸固体粉末溶于水中，然后在室温搅拌的条件下，将氨基酸的水溶液逐滴加入到脂肪酸液体中，待氨基酸滴加完全后，立即超声震荡，使其混合均匀，得混合液；
(3)混合液经加热，干燥，然后冷却至室温得固体热熔胶。
6.根据权利要求5所述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述氨基酸固体粉末和水的摩尔比为9:250。
7.根据权利要求5所述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌速度为500rpm。
8.根据权利要求5所述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述超声频率为40KHz；超声时间为10min。
9.根据权利要求5所述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中还包括：根据混合液的成分选择是否调节其pH，所述调节的范围为5-9。
10.根据权利要求5所述的一种由氨基酸与脂肪酸形成的热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述加热为在120℃油浴中加热12h；所述干燥为在60℃条件下干燥12h。
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