近年来，除了本身牢固粘合的能力，具有自修复、刺激响应（温度、pH、应变）、疏液等附加功能的粘合剂也被广泛研究。其中，可逆粘合剂有着很大的市场需求，然而现有的加热、紫外光照等脱粘方式受限于粘结材料或粘结位置，难以满足实际应用中的复杂情况。

英国雷丁大学Barnaby W. Greenland团队研发出一种新型复合粘合剂，由聚氨酯作为连续相和1-20wt%商用、未改性的四氧化三铁颗粒组成，对玻璃、木材、铝合金、聚氯乙烯等多种表面都显示出了良好的粘附性，同时只需将粘附制件置于振荡磁场中利用磁滞生热便可以实现粘合剂的脱粘。

粘合剂的设计

复合粘合剂中的聚氨酯由端羟基化聚烯烃二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和4 -(2 -氨乙基)吗啉三组分合成得到，该材料无毒、可用作生物表面的粘合剂，其合成过程如图1所示。100℃下熔融共混加入1-20wt%的四氧化三铁颗粒，即可得到复合粘合剂。

图1 聚氨酯合成示意图

聚氨酯存在的多种氢键作用，使得粘合剂在多种表面具有良好的粘附性。将该复合粘合剂置于振荡磁场下，四氧化三铁颗粒会与振荡磁场耦合，产生磁滞热效应，使得粘合剂温度升高，聚氨酯分子之间的氢键作用减弱，从而实现了粘合剂的脱粘，脱粘过程如图2所示。

图2 复合粘合剂磁滞生热脱粘示意图

粘附与脱粘

研究人员研究了复合粘合剂对多种基材的粘附能效果。将8 wt%复合粘合剂的圆形样品涂于木材、铝合金、聚氯乙烯、玻璃等多种基材表面，然后以搭接形式将两个样品表面粘接在一起，将制备好的样品置于80℃下每侧加热3分钟，冷却至室温后即实现了多种基材的粘附，如图3所示，粘合剂在多种基材表面显示出了良好的粘附性，样品悬垂均可承重100g。

图3 复合粘合剂用于多种材料粘附照片

确定了复合粘合剂的粘附效果后，研究人员评估了复合粘合剂对磁滞生热条件的响应。如图4所示，将每种复合材料的圆形样品置于培养皿中，中间放置纯聚氨酯样品作为比较。将培养皿置于振荡磁场中，利用热成像仪监测样品的温度变化，图像显示了材料加热后第一分钟的温度变化情况。分析表明，不含Fe3O4的聚氨酯样品在振荡磁场中没有被加热，而20wt%复合粘合剂加热一分钟后可以达到约50℃，小于8 wt % Fe3O4的复合粘合剂被加热到约27℃，仅略高于环境温度(23℃)。结果表明，Fe3O4在粘合剂中含量越高，磁滞生热效果越明显，随后的脱粘时间测试也验证了这一结论，20wt%复合粘合剂在振荡磁场下仅需22.5s脱粘，而1wt%复合粘合剂需307.5s才能脱粘。

图4 复合粘合剂磁滞生热的热成像照片

研究人员通过简单的熔融加工将未改性的四氧化三铁颗粒分散到聚氨酯中，制得了粘结性能媲美商业热熔胶的复合粘合剂，引入振荡磁场便可以实现粘合剂的加热脱粘，为开发新型可逆粘合剂提供了新思路。