氰基丙烯酸酯(Cyanoacrylate，簡稱CA)是一種強力速效膠粘劑，外觀為無色透明的液體，幾乎可以用來粘合任何材料?；┧崾且活愇镔|(zhì)的合稱，其主要成分是α-氰基丙烯酸酯，是在被粘表面上加聚成均聚物膜形成的膠結(jié)，分子式為CH?=C(CN)-COOR。氰基丙烯酸酯膠黏劑是目前臨床廣泛使用的醫(yī)用膠之一，它在常溫無溶劑條件下固化時間僅為幾秒到十幾秒，具有單組分、無溶劑、可溶解多種物質(zhì)、黏接強度高、能黏接多種物質(zhì)、無毒等特點，這些特性使通過在其中加入其他組分對其進行改性成為可能。應(yīng)用廣泛，醫(yī)藥中可替代手術(shù)縫線進行止血、黏接、固定等，農(nóng)業(yè)用作除草劑，電子工業(yè)用作導電膠、刑偵用于犯罪現(xiàn)場潛在手印的顯現(xiàn)、美妝用于指甲的接長等。氰基丙烯酸酯較低，但對皮膚和黏膜有刺激作用，可引起變態(tài)反應(yīng)性皮炎、麥粒腫及甲周炎等病癥。
發(fā)現(xiàn)歷史
在1942年，氰基丙烯酸酯類試劑首次被美國科學家哈里·庫弗博士團隊在研發(fā)槍支精密瞄準裝置上的光學透明塑料時合成，但并沒有引起重視。直到1951年，在研究用于噴氣式飛機艙蓋的耐熱丙烯酸酯聚合物的過程中，再次合成了該物質(zhì)并粘住了其他物體，研究團隊才認識到氰基丙烯酸酯類試劑的粘合特性，將其作為新型膠黏劑推出。1959年1月，哈里·庫弗在電視節(jié)目上展示了這種新型膠黏劑強大的黏合力，讓人們初步認識到了氰基丙烯酸酯膠黏劑。20世紀60年代的越南戰(zhàn)爭期間它被美國軍隊用于戰(zhàn)地緊急止血，許多以它為基礎(chǔ)的醫(yī)用止血劑和組織黏合劑也被研發(fā)出來。20世紀70年代末，借助氰基丙烯酸酯膠黏劑實現(xiàn)的手印顯現(xiàn)技術(shù)，在許多國家的警察技術(shù)部門都得到了廣泛應(yīng)用。隨后，氰基丙烯酸酯并逐漸成為家喻戶曉的粘合劑，這就是我們所熟知的“502”膠水的前身。
應(yīng)用領(lǐng)域
醫(yī)藥行業(yè)
氰基丙烯酸酯可以作為醫(yī)用膠在醫(yī)藥行業(yè)中。該類粘合劑因膠接強度高、生物降解較快、毒性較弱及抗菌作用較強等特性。而被用于管狀組織的止血和封閉、軟組織（血管、食道）吻合、傷口縫合等。此外，可用于獸醫(yī)學外科臨床中小傷口的粘合。
農(nóng)業(yè)
氰基丙烯酸酯在農(nóng)業(yè)上可以作為一種除草劑。從殺蟲脒機制來看氰基丙烯酸酯是一類特殊的光系統(tǒng)II(PSII)電子傳遞抑制劑，對于人畜是安全的。
電子工業(yè)
氰基丙烯酸酯在電子工業(yè)上作為導電膠。導電膠可以把導電粒子均勻分散在樹脂中形成導電粘合材料。如紫外光固化導電膠的特點是固化速度快，生產(chǎn)效率高，適合輸送流水線生產(chǎn)，無溶劑排放，固化無需強制加熱，對熱敏材料尤為有利；固化后膠粘劑具有良好的附著性及耐溶劑性。這種膠特別適用于液晶顯示、電致發(fā)光氧化銦錫與激勵電路的粘貼連接。
刑偵領(lǐng)域
氰基丙烯酸酯類試劑能用于犯罪現(xiàn)場潛在手印的顯現(xiàn)。氰基丙烯酸酯類在揮發(fā)后，可與客體表面遺留有汗液物質(zhì)成分的部位接觸并發(fā)生陰離子聚合，生成白色聚合物而使得潛在手印肉眼可見。這種方法也被稱為“氰基丙烯酸酯類（Cyanoacrylate）手印顯現(xiàn)法”或“超級膠（Superglue）手印顯現(xiàn)法”，中國通常稱為“502膠手印顯現(xiàn)法”或“502膠手印熏顯技術(shù)”。
美妝
氰基丙烯酸酯在美妝中用于配制指甲接長劑，配合甲延長材料可延長自然甲的長度，包括膠黏已成形的假體、包裝并粘貼用精致布料作成的條帶、塑造丙烯酸延長體，或增加光顯影可塑凝膠層。
其他應(yīng)用
氰基丙烯酸對多種材料，如金屬、非金屬、橡膠、塑料、木材等，均有良好的膠接強度。在生活中被用作膠粘劑，用于玩具模型或其他業(yè)余愛好的粘接件、化妝品容器、鏡框、裝飾物、儀表內(nèi)部組件、人造指甲、鎖緊部件、金屬-金屬、金屬-橡膠的粘接。
制備方法
加成縮合反應(yīng)法
加成縮合反應(yīng)法利用氰乙酸酯次甲基氫原子的活性使它與甲醛發(fā)生加成反應(yīng)，再進一步縮合、熱解聚而得到氰基丙烯酸酯單體。
氰基丙酰氯合法
氰基丙酰氯合法以氰基丙氯為原料，經(jīng)氯化制得氰基烯丙酰氯，基烯丙酰氯再與醇類酯化得到氰基丙烯酸酯。此法可用于制取特種氰基丙烯酸酯，如含氟的氰基丙烯酸酯、含硅的氰基丙烯酸酯。
氰乙酸法
氰乙酸法利用氰乙酸和相應(yīng)的醇在硫酸、對甲苯磺酸或甲磺酸催化下得到氰基乙酸酯，再將氰基乙酸酯與羰基化合物在催化劑的作用下反應(yīng)得到氰基丙烯酸酯。
氰基乙炔法
氰基丙烯酸酯可以通過氰基乙炔經(jīng)過過兩種不同的反應(yīng)來制得。
結(jié)構(gòu)特點
氰基丙烯酸酯的物理化學性能特點：膠的酯鏈越短，膠黏強度越大，組織毒性也越大；酯鏈越長降解速度越快毒性也越低，但愈合時間延長，膠黏強度降低。此外，由于蛋白質(zhì)類的物質(zhì)通常含有大量的堿性殘基，濕潤的蛋白質(zhì)又富有電荷，因此氰基丙烯酸酯黏合劑能與生物組織牢固結(jié)合。
氰基丙烯酸酯的基本形態(tài)如下圖所示：
式中的R基為烷基、環(huán)己基、苯基等，可由陰離子聚合或者自由基聚合而得，單體的種類有：甲酯、乙酯、異丙酯、正丙酯、正丁酯、異丁酯、2-乙基己酯等。氰基丙烯酸酯的α-碳原子上的兩個相鄰基（氰基和羰基）都是強吸電子基，會使β碳原子的電云密度減小，呈正電性而容易受親核試劑的進攻。
常見單體
氰基丙烯酸酯單體是一種低黏度的液體，與含有陰離子的物質(zhì)接觸后會發(fā)生聚合反應(yīng)聚合成長鏈，形成一種固態(tài)的膜狀物。常見單體有：
2-氰基丙烯酸甲酯：外觀為無色透明液體。摩爾質(zhì)量為111.6g/摩爾，密度為1.1044g/cm3（20°C），沸點為48～49℃，主要用作粘合劑。
2-α-氰基丙烯酸乙酯：外觀為無色透明液體。摩爾質(zhì)量為125.13g/mol，密度為1.04g/cm3（20°C），沸點為54～56℃，主要用作粘合劑。
α-氰基丙烯酸酯：外觀為無色或微黃色透明液體。摩爾質(zhì)量為153.18g/mol，密度為1±0.1g/cm3（20°C），沸點為232.8±23.0（760mmHg），是醫(yī)用氰基丙烯酸酯膠的主要成分，用于皮膚撕裂傷的粘合。
改性研究
氰基丙烯酸酯粘合劑具有無需溶劑和催化劑、粘接范圍廣、搭接剪切強度高、表面結(jié)合力強、固化迅速、使用方便、粘度較低、透明性和氣密性好等特點，但耐熱性差、耐水性差、脆性較大，抗沖擊性能差，所以為了提高氰基丙烯酸酯膠粘劑的性能，需要進行改性。
耐熱性能的改進
氰基丙烯酸酯耐熱性能的改進可加入固化劑或耐熱粘合促進劑。交聯(lián)劑可使線型大分子間產(chǎn)生適當?shù)慕宦?lián)，從而具有一定程度的熱固性，常用的有雙氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸烯丙基酯、氰基戊二烯酸的單酯或雙酯；耐熱粘合促進劑，改善界面狀態(tài)，使膠層受熱時不喪失粘接力，可添加的促進劑有單元或多元羧酸、酸酐、酚類化合物等。
耐水性能的改進
氰基丙烯酸酯耐水性能的改進可加入耐水改性劑。耐水改性劑可通過使線型聚合物變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、提高氰基丙烯酸酯聚合物本身的水解穩(wěn)定性、改善膠與被粘物的界面狀態(tài)等方式增強氰基丙烯酸酯的耐水性?？捎媚退男詣┯须p氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸烯丙酯、二酸酐、鄰苯二甲酸酐、乙烯基乙炔基二甲醚、硅烷偶聯(lián)劑等。
韌性的改進
氰基丙烯酸酯韌性的改進途徑主要有三個，一是引入可共聚的內(nèi)增塑單體，如α-氰基2,4-戊二烯酸酯，或外加塑化劑如DBP、聯(lián)苯醚等；二是引入彈性體，如聚氨酯彈性體、羧基丁橡膠、丙烯酸酯橡膠等；三是引入共聚單體、,如乙腈(AN)、2-氯AN,2-丁?；疉N、甲叉丙二酸酯等。
安全事宜
法律法規(guī)
外科領(lǐng)域使用的氰基丙烯酸酯黏合劑中的甲基氰基丙烯酸酯已被美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）禁止用于人類。
毒性
氰基丙烯酸酯的毒性輕微，能為人體所接受。
對人體的危害
氰基丙烯酸酯可對皮膚黏膜產(chǎn)生刺激作用，污染眼瞼、手背皮膚可引起變態(tài)反應(yīng)性皮炎、麥粒腫及甲周炎，嚴重者可引起指甲萎縮,危及眼睛引起角膜損傷等。
貯存
氰基丙烯酸酯通常儲存在聚乙烯容器中，但普通聚乙烯透氣性較高，容易被空氣中的濕氣侵入從而造成質(zhì)量下降，因此貯存期只有3~6個月；若用透氣性差的玻璃來包裝的氰基丙烯酸酯的貯存期可以達到幾年。
參考資料 >
Ethyl 2-cyanoacrylate.pubchem.2023-06-10
Butyl 2-cyanoacrylate.ChemSpider.2023-06-10
Enbucrilate.pubchem.2023-06-10