胶粘剂与化学
胶粘剂又称粘合剂、粘结剂,简称为胶。胶粘剂能够将两种相同或不同质材料牢固联结在一起,比如日常所用的浆糊,就是一种最简单的胶粘剂。
胶粘剂的分类方法很多,日常生活中所熟悉的是按照形态划分,可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。合成化学工作者喜欢将胶粘剂按化学成分来分类,主要有:热塑性胶粘剂,包括聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛类、 聚丙烯酸类、 聚酰胺、聚乙烯类、纤维素类、饱和聚酯、聚氨酯和聚氯乙烯类等;热固性胶粘剂包括,脲醛树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚异氰酸酯、聚酰亚胺和聚苯并咪唑等;橡胶型胶粘剂包括,氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶、有机硅橡胶和热塑性橡胶;此外,还有各种复合型胶粘剂。
日常生活中也有许多常见的胶粘剂:
透明胶水就是生活中最常用的粘着剂之一,它的成分是 聚乙烯醇和 硼砂。聚乙烯醇是一种水溶性塑胶,聚乙烯醇加入水后,会溶解在水中,再加入硼砂,硼原子与氧原子会将聚乙烯醇分子串在一起,所形成的具有粘稠状液体就是胶水。胶水在空气中会慢慢凝固,其过程是不可逆的。
液态的透明胶水之所以摸起来粘粘的原因是:聚乙烯醇含有许多羟基(R-OH),具有极性,且可与水形成氢键,彼此互相吸引纠缠产生粘性。如果把胶水用更多水稀释,胶水分子被水分子隔开太远,粘性就会快速下降。
Superglue(超能胶),最初是由美国人亨利・库特博士(Dr. Harry Coover)发明的,亨利・库特博士也因此项发明于2010年获颁美国国家科技创新奖章。超能胶于1958年量产上市。超能胶所含组合剂的成分为氰基丙烯酸酯(Cyanoacrylate)。氰基丙烯酸酯是一系列物质的合称,如2-氰基丙烯酸甲酯(Methyl-2-cyanoacrylate),而医用胶如多抹棒(Dermabond)则含有2-氰基丙烯酸辛酯(2-octyl cyanoacrylate)。超能胶的原理是:当把超能胶涂在物件表面时,溶剂会蒸发,而来自空气中的水份会使单体迅速地进行阴离子聚合反应形成长而强的碳链,把两块表面粘在一起。由于其聚合过程是放热反应,所以可以发现其温度会轻微上升。由于溶剂(丙酮)在其间蒸发,所以使用超能胶时会嗅到一些难闻的异味。
随着现代科学技术的发展,胶粘剂在防腐,生物医用领域以及军事领域中的粘接方面应用都非常广泛。胶粘剂还是航空和航天工业中一种重要的不可缺少的材料。发展具有的更高性能的无毒,无害,无污染的胶粘剂是目前世界研究中必须解决的课题之一。
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