低表面能材料（如聚四氟乙烯PTFE）因其卓越的疏水性和化學惰性，廣泛應用于建筑、電子、醫療等領域。然而，這些特性也使其難以與其他材料牢固粘接。傳統解決方案依賴離子處理、化學蝕刻等表面改性技術，但這些方法成本高昂且可能損傷材料。因此，開發無需預處理即可直接粘接低表面能材料的高性能粘合劑，成為行業亟待突破的難題。

香港中文大學（深圳）朱世平院士、張祺助理教授團隊開發出一種新型含氟共聚物粘合劑，首次在PTFE上實現了創紀錄的3.22 MPa粘接強度。該粘合劑通過六氟丁基甲基丙烯酸酯（HFBMA）與聚丙二醇甲基丙烯酸酯（PPGMA）的光聚合反應一步合成，兼具93.7%透光率和優異環境穩定性。其核心突破在于利用HFBMA的C-F鍵與基材的偶極-偶極相互作用增強界面粘附，同時通過PPGMA側鏈的摩擦耗能提升內聚強度。該技術無需表面處理即可粘接PTFE、聚丙烯（PP）、玻璃等多樣基材，為工業應用提供低成本解決方案。

粘接機理與性能優化

圖1揭示了粘合劑的分子設計：HFBMA提供氟基團與PTFE基材形成偶極相互作用，PPGMA側鏈則通過鏈段爬行摩擦耗散能量。實驗表明（圖2a），當PPGMA占比15%（F??-P??）時，粘接強度達峰值3.22 MPa，遠超純HFBMA（完全無粘性）。對比測試中（圖2b），該粘合劑性能顯著優于商用產品和文獻報道的離子凝膠體系（如PDMAA-CAC凝膠）。其環境適應性突出（圖2c）：在-20℃、90%濕度或紫外老化15天后，強度仍保持2.43-2.62 MPa；經萬次剪切循環和7天3 kg負重測試，未出現界面剝離。此外（圖2d-e），它在PP、PE、陶瓷、鋼鐵等基材上均展現穩定粘接。

圖1 粘接機制與應用示意圖 氟化共聚物粘合劑的界面粘附與內聚機理及潛在應用圖示 (圖示說明：聚合物鏈上的氟化基團與PTFE基材形成偶極作用，PPGMA側鏈通過摩擦耗散能量) 

圖2 a) PPGMA含量對F_x-P_y粘合劑搭接剪切強度的影響 b) F₈₅-P₁₅粘合劑與相關研究及商業產品在PTFE基材上的剪切強度對比 c) F₈₅-P₁₅/PTFE接頭在90%濕度、-20℃及UV老化環境下的強度變化 d) F₈₅-P₁₅粘接不同基材的強度（玻璃分別與PTFE/PP/PE/PET/陶瓷/鋼對接） e) F₈₅-P₁₅在4.0 cm²粘接面積下的宏觀粘接測試（基材：PTFE/PET/鋼/玻璃）

力學性能與耗能機制

PPGMA含量直接調控材料力學行為（圖3a-b）：當添加量從0%增至20%，模量從25.8 MPa降至2.14 MPa，斷裂伸長率從7%升至286%。F??-P??的韌性達14.11 MJ/m³，歸因于PPGMA側鏈的增塑作用。應變速率實驗（圖3c）顯示，材料在低速率下伸長率可達377%，符合艾林模型計算的14.0 nm³活化體積。關鍵發現是：用丙烯酸丁酯（BA）替代PPGMA后，粘接強度降至1.56 MPa，且耗能比從96.5%（PPGMA體系）降至83.8%（圖3d）。流變學分析（圖3e-f）進一步證實，PPGMA側鏈形成的非共價網絡延長了分子鏈弛豫時間，提升了能量耗散效率。

圖3 a) 不同PPGMA含量共聚物的應力-應變曲線（拉伸速率：2 mm/min） b) 韌性與模量隨PPGMA含量的變化關系 c) 不同應變速率下的拉伸曲線 d) 屈服應力與應變速率對數（ln