胶水的成分(粘合剂的主要成分)
有这么一个东西,可能就在你的书桌上。虽然不起眼,但在关键时刻却能发挥很大作用。比如发票过账,我们就离不开它。没错,就是胶水。
一管胶水可以用两三年左右,但是这么普通的一管胶水,你知道它为什么能把两张纸粘在一起吗?
今天,边肖将带你从科学的角度了解更多关于胶水这种常见商品的知识。
从浆糊到化学合成
说起胶水的历史,其实每年春节老人们用来贴春联的浆糊就是一种很有历史感的“胶水”。
浆糊制作简单。可以用淀粉或糯米加水煮成糊状。它不仅有粘性,而且无毒无害。可以说是古人智慧的产物。
古人发明浆糊的时间没有确切的记载,但有史料证明,秦代修建长城时,工人将粘米汤掺入水泥中,使这种粘合剂比普通水泥防水性更强,而这里的米汤就是糯米做的。
事实上,在此之前,人们发现一些植物的“液体”也具有粘性,也就是我们现在所知道的天然橡胶和天然胶。
后来,人们开始用动物皮毛和内脏制作粘合剂。在我国,关于鱼鳔制成的粘合剂的使用,早有历史记载。人们将鱼鳔煮熟捣碎制成鱼胶,用来粘合家具或密封接缝。
但这些粘合剂都是在动植物的基础上通过加热熔化等简单步骤制成的。
20世纪,工业迅速发展。1909年,比利时裔美国化学家贝克兰发明了工业酚醛树脂,这是合成树脂粘合剂的开端。
1912年,贝克兰向世界展示了用酚醛树脂胶合的胶合板,大大降低了胶合板的生产成本,增强了胶合板的耐久性和胶合强度。
化学家贝克兰
第二次世界大战前,溶剂型天然橡胶占据了粘合剂市场的大部分。自1932年橡胶粘合剂出现后,“组份橡胶”粘合剂逐渐进入市场,并与环氧树脂或其他树脂配合使用,大大扩大了使用规模。
第二次世界大战后,新的高分子材料相继出现,世界进入高分子化学时代。合成橡胶和合成树脂的研发开始风靡全球。胶粘剂方面也有相应的技术创新。
粘度完全取决于聚合物之间的张力。
其实不管是天然胶还是化学合成胶,“粘性”的原理都差不多,都是通过胶中聚合物之间的拉力来实现的。
聚合物作为水聚合物的载体,缓慢浸入物体(如纸张)的组织中。当胶水中的水消失后,胶水中的聚合物会通过相互的拉力将两个物体紧紧地结合在一起。
我们在用胶水的时候,有时候会不小心挤出太多,导致粘贴效果不好。这是因为太多的胶水会使胶水中的聚合物相互拥挤,不会在它们之间形成最强的吸引力。同时,聚合物之间的水不易挥发。
胶水用量过多时,胶水主要起填充作用,而不是粘合作用。物体之间的粘合力不是取决于胶水的凝聚力,而是取决于胶水的“凝聚力”。当然,有些胶水有其他溶剂代替水,但原理是一样的。
新瓶装旧酒
我们在买胶水的时候,经常会听到一些胶水的名字,比如502、101、热熔胶、干胶等。那么这些胶水有什么区别呢?
首先回答一个小问题:502为什么叫502而不是520?
这个问题有个靠谱的说法。根据结构命名法,最后一个代表基团,1代表甲基,2代表乙基,3代表丙基。502的主要成分是乙基α-氰基丙烯酸酯,5是胶水分类,乙基代表2。
而且只有中国有这个名字。欧美基本都叫强力胶,日本叫瞬粘,没有502这个名字。
关于101的命名,目前还没有可靠的说法,可能只是厂商为了识别而取的名字。
在成分上,101和502差别不大,只是硬化后101胶更软,502胶更硬,所以101更适合橡胶粘接,502适合不易变形的粘接。
02和101属于粘性很强的胶。它们的固化原理是吸收空气体中微量的水,在水的催化下发生加聚反应,从而快速固化将被粘物粘合。
EVA热熔胶是一种100%固体可熔聚合物,不含溶剂和水分。常温下是固体,加热熔化到一定温度,就变成有一定粘度的流体。
熔化后的EVA热熔胶为浅棕色或白色,由基础树脂、增粘剂、粘度调节剂和抗氧剂组成。由于其制备方法简单,广泛应用于机械包装、家具制作、制鞋、无线装订、电子元器件的粘接、日用品等领域。
干胶,顾名思义,就是瞬间快速粘合的胶水。它是通过添加增粘剂、增稠剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂等,采用先进的生产工艺合成的单组份快速固化胶粘剂。它是一种高强度、快速固化的胶粘剂,特别适用于木材工业。
一般来说,不同种类的胶水使用不同的化合物,制成不同的胶水,再加入不同的增粘剂和增稠剂,使得粘度不同于其他性能,但本质上都是依靠聚合物之间的作用力来粘合物体!
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