该部分主要对胶水的定义、发展历史、分类方法、反应机理以及常见的性能指标进行介绍。
每个人对胶水都有不同的定义,而我对胶水的定义要从“胶水”这两个汉字说起。请仔细看一下图1,就是胶水二字的图形含义。
首先是“胶”字,左边是一块肉,我们对肉的第一感觉是表面黏黏的,而且古代很多胶水都是从动物皮肉中提炼出来的;右侧上半部分代表了一对翅膀,下半部分表示一个人挥动胳膊做飞起来的样子,要想飞起来的前提是要有足够的强度,这表示胶水能够提供很高的强度。然后是“水”字,这个就容易理解多了,水代表了能够流动的物质,这就可以区别于胶膜、胶棒、胶粉等。
图1. “胶”和“水”的古汉字
总结一下,胶水的定义就是具有一定粘性,能够提供一定强度的可流动的物质。
人类使用胶水的历史是非常悠久的,大约5000年前埃及人就开始使用粘土、淀粉和松香等天然物质作为胶水用于贝壳与石头的粘接,约4000年前中国人开始使用生漆作为胶水和涂料制作漆器,约3000年前人类开始从动物身上提炼出动物胶用作木船的填缝密封胶,2000多年,秦始皇修建长城的时候,就使用糯米浆和石灰粘合长城的基石,当然明朝时“巨富”沈万三帮明太祖朱元璋修南京城墙时也是用了这种方法。
图2. 用于胶水的糯米、松香和鱼鳔
二十世纪初随着有机化学合成技术的发展,结束了人类只能使用天然物质胶水的历史,人工合成胶水开始飞速发展。
1909年,美籍比利时化学家贝克兰发明了工业酚醛树脂,并于于1912年呈现了用酚醛胶枯荆粘接的胶合板,大大降低了生产成本,促进了胶合板的耐久性和粘接强度。
1941年,由英国Aer.公司发明了酚醛—聚乙烯醇缩醛树脂混合型胶水,在1944年7月成功用于战斗机部件的粘接。
20 世纪50年代环氧树脂出现在了人们的视野,由于具有强度高、种类多、适应性强的特性,成为胶水的首选。
1957年,美国Eastman公司创造的氰基丙烯酸胶水,由于在常温下几秒到几十秒内就能快速固化,所以命名为瞬干胶。此外,还发明了阻隔空气即会固化反应的厌氧胶。
60年代人们又发明了热熔胶,70年代有了第二代丙烯酸胶水,80年代后又出现了辐射固化热熔胶和第三代丙烯酸酷胶枯剂。
为了满足不同粘接的要求,新型胶水层出不穷,而且性能越来越好。
图3. 常用的人工合成胶水
对于我们每个人来讲,使用胶水的历史同样也很“悠久”,不论是小学时代的手工课还是精力充沛中学时代自己修鞋子,但是让我印象最为深刻的还是春节与爷爷一起贴春联时用的浆糊。