為什么粘合劑偏愛高分子
膠水在化學(xué)中的學(xué)名是粘合劑（黏合劑），粘合劑是具有粘性的物質(zhì)，借助其粘性能將兩種分離的材料連接在一起。粘合劑的種類很多，這個范疇遠(yuǎn)比膠水的范疇大得多。
大的方向，粘合劑分為兩種，一種是需要固化的，另一種則不需要固化，也就是所謂的不干膠、壓敏膠。這里固化是指粘合中的一個過程，很多固化過程并非從液體到固體的轉(zhuǎn)變，需要注意。
那么，粘合劑是怎么將物體與物體粘接起來的呢？
1、首先需要平滑表面，很早以前就有人發(fā)現(xiàn)平滑表面的兩個物體會有粘合的現(xiàn)象，例如兩塊超平玻璃板，這就是分子間作用力在起作用，平滑表面可以使兩個物體的接觸面積增大。我們?nèi)庋劭吹降钠交谖⒂^條件下仍然是凹凸不平的，所以實際兩個物體接觸時的接觸面很小，但如果表面有一層水，比如桌上有一層很薄的水，然后你會發(fā)現(xiàn)，茶杯好像可以被吸住，這就是因為水可以分布到那些肉眼看不到的凹槽中，茶杯與桌子的接觸面積大了，同時就是大氣壓在起作用。如何排除大氣壓的影響呢，取兩片有一定彈性的硬質(zhì)PET塑料片，粘上水之后，自上而下水平分離，內(nèi)外層大氣壓相同，這時可以看到兩片塑料呈Y型分離而不是V型分離，這個使塑料片形變的應(yīng)力就來自于分子間作用力，而此時的水就是粘合劑。因此，這一條是說，粘合劑的粘合力來自于分子間作用力。
2、水作為粘合劑顯然不夠火候，直接的問題是水會揮發(fā)，干燥之后就沒了，而且水分子內(nèi)的作用力太弱，很容易撕開，所以，如果把水凍成冰是不是就會好些？沒錯，將兩個物體間的水凍成冰之后，人們發(fā)現(xiàn)兩個物體可以很牢固地粘在一起，比如家里冰箱冷凍室里常常出現(xiàn)的景象，還有當(dāng)人們用舌頭去舔零下三十度的鐵管時，舌頭上的口水瞬間凝固，舌頭就粘到鐵管上了。這時，固化之后的水便是很不錯的粘合劑，從分類的角度來說，這還是一種熱熔膠，也就是高溫熔化低溫固化的膠，只是使用溫度需在0度以下。除了水之外，錫焊、鐵焊都是這是這個原理，當(dāng)然一般意義上的熱熔膠比這些要高大上多了。這一條說的是，粘合劑為什么要固化。
3、水的分子間作用力還不到位，盡管有氫鍵還比較強勁，但分子作用力畢竟是與分子量呈正相關(guān)的，所以如果用高分子來做粘合劑顯然更合適，而且最好是帶有分子間氫鍵的高分子，加強作用力。古人搞不到那么多高分子，能夠獲取的主要就是淀粉和蛋白質(zhì)，于是可以看到傳統(tǒng)的粘合劑主要就是面糊、糯米汁、牡蠣汁等。還有一種傳統(tǒng)的高分子是無機硅酸鹽，粘土加石灰就可以蓋房子了，這一支后來發(fā)展出了水泥。粘合劑成為一門學(xué)科則是在高分子化學(xué)發(fā)展起來之后，包括橡膠類、PVA聚乙烯醇、EVA乙烯-醋酸乙烯酯、PU聚氨酯等等大量材料都可以用作粘合劑，優(yōu)異的粘合劑大多具備氫鍵或極性鍵。這一條說的是粘合劑都是些什么物質(zhì)，為什么粘合劑偏愛高分子。
4、然后要說的問題是怎么固化。
a）上面提到把水凍成冰的方式，這樣的固化方式就是熱熔膠的原理，但熱熔膠的種類并不多，因為能夠在不太高的溫度下呈現(xiàn)流動性的高分子材料很少，主要就是SBS、SIS、SEBS這些嵌段高分子。
b）于是五花八門的固化方式出現(xiàn)了，最多的是溶劑法，把膠用溶劑給化成液態(tài)（其實準(zhǔn)確地說是具備了流動性），這種方式很普遍，比如面糊和水泥就是用水這么做的，水干了，膠也就固化了，當(dāng)然這時的面糊和水泥不過只是在水中部分溶解，類似于乳液狀態(tài)，更多的還是用的甲苯、環(huán)己烷之類的，沒錯，很多家具、服裝里都用的那種。
c）這個方法很快就被人發(fā)現(xiàn)不太好，因為溶解的濃度一般低于20%，需要大量溶劑，浪費資源污染環(huán)境不說，固化的過程很慢，耗能也多，因此需要想方設(shè)法提高固體含量，于是乳液型膠開始大行其道，乳液中的水不是溶劑而是分散劑，不過很多人分不清乳液和溶液，這里不多說原理了，總之這種膠固化會快很多，目前量產(chǎn)的有效成分最多可以到60%，EVA乳、天膠很多都是這樣的固化方式。
d）就不能不用溶劑或分散劑么？當(dāng)然可以，問題是解決純膠怎么固化，一種方式是選用具有蠕變性能的膠例如天膠，沒錯，純的天膠就可以做粘合劑，它是固體，但卻具有蠕變性（可以理解為固態(tài)的流動性），這種不用固化的膠往往用于壓敏膠，后面再說；更多的膠用的是加固化劑的方式，就是本身是液態(tài)，加入一些反應(yīng)性的物質(zhì)，這種固化方式又常被稱為硫化，不少雙組份膠都是這個原理，少數(shù)單組份膠也是這個原理，多數(shù)利用的是與水或二氧化碳發(fā)生反應(yīng)。
e）比較另類的502在這里出現(xiàn)了，它的固化方式是聚合，擠出來的時候它是單體，可是它遇到空氣可以快速聚合，
f）更時尚的固化方式是UV光固化和粒子固化，就是用電磁波或者粒子促進其發(fā)生反應(yīng)?？傊?，固化方式有很多種，將來或許還有更多。
5、是不是所有的膠都是利用的分子間作用力？目前看不全是，一種方案是定制出鎖扣模式，粘合的兩個表面生長出的分子鏈像鏈條一樣扣起來，這是利用的物理作用，但是拉斷卻需要破壞化學(xué)鍵，其強度比一般膠強一個數(shù)量級；還有一種方式是兩個表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，破壞時也是需要破壞化學(xué)鍵，所以，要想強度大，還得是依靠更強的化學(xué)鍵。
6、最后就是說壓敏膠了，過去曾被稱為不干膠。壓敏膠是日常生活中極為常見的膠，膠帶、貼紙，一般那種粘上還需要揭開的場合都需要用壓敏膠。壓敏膠的重要原理是不需要固化，而重要的表觀現(xiàn)象是粘住很容易，揭開費點力，什么意思呢，就是粘上時可能只需要施加1牛的力，而揭開時可能就需要10牛的力，要破壞膠層之間的作用力最好達到20牛，否則揭開時膠流的到處都是（不少劣質(zhì)膠帶就這樣），而破壞物體的力可能需要100牛，這些在化學(xué)上有著確切的術(shù)語，這里不多說了
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