低表面能材料（如聚四氟乙烯PTFE）因其卓越的疏水性和化学惰性，广泛应用于建筑、电子、医疗等领域。然而，这些特性也使其难以与其他材料牢固粘接。传统解决方案依赖离子处理、化学蚀刻等表面改性技术，但这些方法成本高昂且可能损伤材料。因此，开发无需预处理即可直接粘接低表面能材料的高性能粘合剂，成为行业亟待突破的难题。

香港中文大学（深圳）朱世平院士、张祺助理教授团队开发出一种新型含氟共聚物粘合剂，首次在PTFE上实现了创纪录的3.22 MPa粘接强度。该粘合剂通过六氟丁基甲基丙烯酸酯（HFBMA）与聚丙二醇甲基丙烯酸酯（PPGMA）的光聚合反应一步合成，兼具93.7%透光率和优异环境稳定性。其核心突破在于利用HFBMA的C-F键与基材的偶极-偶极相互作用增强界面粘附，同时通过PPGMA侧链的摩擦耗能提升内聚强度。该技术无需表面处理即可粘接PTFE、聚丙烯（PP）、玻璃等多样基材，为工业应用提供低成本解决方案。

粘接机理与性能优化

图1揭示了粘合剂的分子设计：HFBMA提供氟基团与PTFE基材形成偶极相互作用，PPGMA侧链则通过链段爬行摩擦耗散能量。实验表明（图2a），当PPGMA占比15%（F₈₅-P₁₅）时，粘接强度达峰值3.22 MPa，远超纯HFBMA（完全无粘性）。对比测试中（图2b），该粘合剂性能显著优于商用产品和文献报道的离子凝胶体系（如PDMAA-CAC凝胶）。其环境适应性突出（图2c）：在-20℃、90%湿度或紫外老化15天后，强度仍保持2.43-2.62 MPa；经万次剪切循环和7天3 kg负重测试，未出现界面剥离。此外（图2d-e），它在PP、PE、陶瓷、钢铁等基材上均展现稳定粘接。

图1 粘接机制与应用示意图 氟化共聚物粘合剂的界面粘附与内聚机理及潜在应用图示 (图示说明：聚合物链上的氟化基团与PTFE基材形成偶极作用，PPGMA侧链通过摩擦耗散能量) 

图2 a) PPGMA含量对F_x-P_y粘合剂搭接剪切强度的影响 b) F₈₅-P₁₅粘合剂与相关研究及商业产品在PTFE基材上的剪切强度对比 c) F₈₅-P₁₅/PTFE接头在90%湿度、-20℃及UV老化环境下的强度变化 d) F₈₅-P₁₅粘接不同基材的强度（玻璃分别与PTFE/PP/PE/PET/陶瓷/钢对接） e) F₈₅-P₁₅在4.0 cm²粘接面积下的宏观粘接测试（基材：PTFE/PET/钢/玻璃）

力学性能与耗能机制

PPGMA含量直接调控材料力学行为（图3a-b）：当添加量从0%增至20%，模量从25.8 MPa降至2.14 MPa，断裂伸长率从7%升至286%。F₈₅-P₁₅的韧性达14.11 MJ/m³，归因于PPGMA侧链的增塑作用。应变速率实验（图3c）显示，材料在低速率下伸长率可达377%，符合艾林模型计算的14.0 nm³活化体积。关键发现是：用丙烯酸丁酯（BA）替代PPGMA后，粘接强度降至1.56 MPa，且耗能比从96.5%（PPGMA体系）降至83.8%（图3d）。流变学分析（图3e-f）进一步证实，PPGMA侧链形成的非共价网络延长了分子链弛豫时间，提升了能量耗散效率。

图3 a) 不同PPGMA含量共聚物的应力-应变曲线（拉伸速率：2 mm/min） b) 韧性与模量随PPGMA含量的变化关系 c) 不同应变速率下的拉伸曲线 d) 屈服应力与应变速率对数（ln