胶粘剂-结构和研究进展
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2017·08
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当代化工研究
胶粘剂-结构和研究进展
＊刘子洋
（武汉市第十四中学  湖北  430000）
摘要：作为高分子材料中的一员，胶粘剂很早就被人类开始使用，直到现在胶粘剂仍在我们生活中有着不可或缺的作用，本文向大家介
绍了不同种类胶粘剂的结构，以及胶粘剂的未来发展方向。关键词：胶黏剂；酚醛树脂；理论研究；结构；生物胶水
中图分类号：T      文献标识码：A
Adhesives —— Structure and Research Progress
Liu Ziyang
南京大屠杀是几号（No.14 Middle School of Wuhan, Hubei, 430000）
Abstract ：As a member of polymer materials, adhesives have long been used by humans, until now adhesive still plays an indispensable role
in our life. This paper introduces the structure of different kinds of adhesive and the future development direction of adhesive.
Key words ：adhesive ；phenolic resin ；theoretical research ；structure ；bio – glue
早在2000多年前，人们就开始使用胶粘剂，时至今日，胶粘剂在建筑，包装，航天，汽车，机械设备等各个领域都有着广泛的应用，对高新科学技术进步和人们日常生活改善有重大影响。因此，研究各类胶粘剂十分重要。本文将从胶黏剂的分类，组成等各个方面对其进行介绍。
1.胶粘剂的分类
胶黏剂按化学成分可分为无机胶粘剂和有机胶粘剂。无机胶粘剂的化学组成可为磷酸盐，硅酸盐，硫酸盐，硼酸盐等。有机胶粘剂又包括合成胶粘剂和天然胶粘剂。其中，合成胶粘剂应用较为广泛，其分三大类，树脂型、橡胶型及复合型；天然胶粘剂在早期应用较多，比如动物、植物（植物胶）等。
若按用途，胶黏剂可分为结构胶粘剂、非结构胶粘剂和特种胶粘剂三大类。非结构胶粘剂与结构胶粘剂主要区别在于胶粘强度上。特种胶黏剂指在极端或者特殊条件下使用的胶黏剂，如耐高温、超低温、导热、导电、导磁、用于水中密封的胶黏剂。
按形态，胶黏剂可大致分为液体和固体两种。具体形态包括乳液型、溶液型、糊状、胶带、胶膜、粉末、胶棒、胶粒等。张柏芝谢霆锋
2.胶粘剂的理论研究
为了解释胶黏剂对两种物质的粘附作用，人们提出了多种理论，其中，最广为接受的就是以下几种：
(1)机械理论
男朋友有什么用机械理论认为，胶粘剂分别渗入两种被粘物表面的空隙内，排除空气，将表面之间通过高分子链相连，产生粘接作用。在粘接多孔被粘物（如泡沫塑料）时，高分子直接进入多孔材料的大孔内，这种效应称为机械镶嵌，它是粘结的重要因素。
(2)吸附理论
吸附理论认为，粘接是两种材料界面间分子接触和界面力的共同结果。粘接力的主要来源是分子间作用力。要达到好的粘结效果，需要胶粘剂与被粘物充分且连续接触，有较
大的接触面积。
(3)扩散理论
扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与被粘物界面上分子扩散及缠结产生的。当胶粘剂和被粘物都是长链大分子聚合物，链有一定的自由度，可以运动使自身的缠结被破坏，并产生胶粘剂与被粘物间新的交联点时，扩散理论基本是适用的。
(4)静电理论
静电理论认为，胶粘剂与被粘物界面上可能会分别形成外围带相反电荷的电层，正负电荷间的静电吸引力将两种物质连接起来，当胶粘剂从被粘物上剥离时，两个表面都会有明显的电荷存在，是对该理论有力的证实。
(5)弱边界层理论
弱边界层是指粘结的缺陷存在比较多的地方，它可存在于来自被粘物、胶粘剂、环境，或三者之间任意界面。弱边界层理论主要是在解释粘结被破坏时粘结体系的变化，此理论认为，虽然粘接破坏常常被认为是界面破坏，但实际上，其更大可能是内聚破坏，或者弱边界层破坏。
3.胶黏剂的结构
(1)传统胶粘剂
传统胶粘剂应用时间较长，工艺比较成熟，它们一般由树脂和固化剂混合后加工而成。根据化学结构，可主要分为以下几种：
举杯邀明月对影成三人①环氧树脂胶粘剂
环氧树脂是结构单元中含有环氧基团的高分子的总称，它本身不能交联，只能通过固化剂的固化交联才能形成交联网络，得到热固性树脂，起到粘接的作用。在此类反应中，可用的固化剂有很多种，比如胺类的乙二胺和三亚甲基四胺。不同种类的固化剂的固化温度也不同，有些可以在室温或中温等温和条件下固化，有些则必须在高温下才可固化。
②聚氨酯胶粘剂
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聚氨酯胶粘剂属于中高档胶粘剂，它柔韧性好、耐冲击、耐磨，对很多化学品都有抗性，且可以在较低温度下工作。
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③热固性高分子胶粘剂——三醛胶
三醛胶是酚醛，脲醛，三聚氰胺甲醛这三类胶黏剂的总称。
人的三观指的是哪三观A.脲醛树脂
脲醛树脂是以尿素和甲醛为原料，通过缩聚反应生成的热固性树脂。它的粘合强度较高，耐热性、耐水性和耐腐性等较好，而且两种原料均廉价易得、生产成本低。固化后得到的树脂颜浅，在美观方面也有优势，因此是使用量最大的胶黏剂品种之一。
B.酚醛树脂
酚醛树脂一般由酚类（主要为苯酚）与醛类（一般为甲醛）缩合而成。改变原料的种类，可获得功能各异的改性酚醛树脂。比如，可以加入单宁，得到固化速度快、反应活性高的单宁改性酚醛树脂胶粘剂。更重要的是，单宁来源于植物，属于可再生资源，有重大的环保优势。
C.三聚氰胺甲醛树脂
由三聚氰胺和甲醛经缩聚反应而制得的热固性树脂。三聚氰胺－甲醛树脂可在130～150℃左右，加热固化成不溶不熔的固体，其制品有像陶瓷一样的耐污染性，因而广泛用于制做轻质的餐具。
(2)新型胶粘剂
①环保型胶粘剂
A.无溶剂型聚氨酯胶粘剂：传统胶黏剂的生产和使用过程都要用到有机溶剂，这对环境会带来严重的污染，因此，研究无溶剂型的胶黏剂十分重要。德国的某家公司即设计并合成了一种无溶剂型聚氨酯胶粘剂。这种无溶剂型胶粘剂合成中不存在废气排放问题，不需要庞大复杂的加热鼓风和废气处理装置，设备简单，能源消耗减少。
B.水溶性聚氨酯胶粘剂：水性聚氨酯是在1943年由西德人P.Schlack首次成功制备，1967年聚氨酯乳液首次实现工业化并在美国市场问世，1972年Bayer公司率先将聚氨酯水乳液用作皮革涂饰剂，水性聚氨酯开始成为重要商品。水性聚氨酯具有无毒、不易燃烧、无污染、节能、安全可靠及不易擦伤被涂饰表面等优点，其发展非常迅速。
C.生物基胶黏剂：传统的胶黏剂以石油化工原料为单体，一方面污染较大，另一方面也不符合可持续发展的规则，因此，发展以生物素为原料的胶黏剂也是很多研究者的重点。木质素大豆蛋白胶黏剂就是一种生物基的胶黏剂， 其以大豆蛋白胶黏剂为基础，木质素的芳环结构以及交联结构可以提高大豆蛋白胶黏剂的强度、耐水性和耐生物腐 蚀性。
②生物胶水
手术切口及伤口的缝合是外科最常见的操作，但缝合容易造成新的损伤，使愈合后留下“蜈蚣”一样的疤痕，如果能用胶粘代替缝合术黏合伤口，则有望消除疤痕，给病人带来更好的就诊体验。基于这些优点，医用胶被广泛的投入了研究和临床应用中。比如，腹腔镜术后创口的粘合、颜面部皮肤裂伤的处理等都会用到医用胶。
哈佛大学科学家以鼻涕虫为原型，制出了一种双层的水凝胶，这种水凝胶模拟了鼻涕虫体内双层藻酸盐-聚丙烯酰胺基质延展结构。同时借鉴其静电作用、共价键、物理渗透作用，确保粘连的强度。这种
胶粘剂的好处非常大，一方面减少了患者做手术二次创伤的可能性；另一方面，对外科医生所需的素质降低了，同时进一步消除了对外科医生的训练限制。
4.总结与展望
胶粘剂在航天领域应用也十分之多，相比较作用相似的金属焊接，耐烧蚀、耐高温、耐低温、耐特种介质、耐空间环境、耐高真空、高强度、高韧性等特征使其在实际应用方面展现出较大的优势。目前高性能胶粘剂充分运用于运载火箭、导弹、卫星、飞船和空间站等航天产品上。人类使用胶粘剂有着悠久的历史，在胶粘剂的应用方面人们不断地创新，不断突破。各种各样的新型胶粘剂在社会中出现，目前其未来发展方向主要趋向于绿化学，同时在航天领域与生物领域也有很大的前景，相信将来胶粘剂的使用会更加 频繁。
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•【作者简介】
刘子洋，男，武汉市第十四中学；研究方向：材料化学。

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