粘结起来的世界

粘结起来的世界——粘合剂

粘合剂又称粘结剂、胶粘剂，我们通常的也把它称作胶水。粘合剂是一种能把各种材料牢固粘合起来的化学物质。粘合剂在我国的应用时间并不长，关于粘合剂还曾经有过一个别开生面的演示会。

1973年10月，在辽阳市中心广场上，八匹高头大马分列两队，从相反的方向拉着面盆大小的两块钢板，这两块钢板就是用粘合剂粘合在一起的。只见站在高处的一个外国人手臂一挥，赶马人挥动鞭子，马儿使尽全力，就像拔河一样，拼命地拉呀、拉呀……然而，这种努力都是枉然，围观群众的喝彩声渐渐平息，一匹匹马儿也都精疲力尽了，那两块钢板仍然牢牢地粘合在一起。

原来，这是法国专家当众表演的粘合剂粘结强度的实验。辽宁省辽阳市的辽阳化工厂，从法国引进了一些设备，法国派出专家和工程技术人员前来完成设备安装调试的工作。然而让工人们奇怪的是，法国专家经常用一种叫做“粘合剂”的胶水一样的东西，来固定设备，而从不用螺栓。由于当时我国还未发展粘合剂这种粘结技术，因此很多人会产生疑惑：“这样粘得牢吗？万一倒下来怎么办？……”法国专家知道了这种担心，于是便进行了这次别开生面的类似“马德堡半球实验”的八马对拉表演。

除了上面我们看到的粘合剂具有的超强粘合性外，粘合剂还具有其他的许多优良性能，如：耐水、耐热、耐腐蚀、密封性好、重量轻等。现在借助粘合剂来进行连接的这种粘结技术已在世界范围内得到了广泛应用，且不断发展壮大。

松香、树胶，还有用动物的骨、皮熬制的牛皮胶、黄鱼胶等，这些都可以算是粘合剂家族中的元老，它们都直接来自大自然，被统称为天然高分子粘合剂。然而这些材料来源往往受天然资源的限制，性能也不够完善，所以目前已逐渐被合成高分子粘合剂所替代，合成高分子粘合剂的种类很多，主要有合成树脂类型和合成橡胶类型，前者如环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂等，后者如丁腈橡胶、氯丁橡胶等。有意思的是，这两大类家族之间还很喜欢攀亲结眷，因此又出现了树脂—橡胶混合型的粘合剂。

不论是天然的高分子粘合剂，还是合成的高分子粘合剂，统称为有机粘合剂。因为它是在整个粘合剂大家族里最主要和最常用的种类，所以平时就简称为“粘合剂”了。

既然有“有机粘合剂”，肯定还有“无机粘合剂”。不错，无机粘合剂与有机粘合剂截然不同，属另一个族系。它们都是由无机物组成的，例如磷酸盐、硅酸盐等。由于分子组成及分子的结构不同，这类胶的性能与前者差异很大，它们特别能耐高温，比较硬、脆。

随着粘合剂这种粘合技术的不断改进及发展，粘合剂应用也逐渐广泛。大到用于飞机制造中，小到帮人们把脱落的鞋底鞋帮粘连起来，粘合剂的应用可说无处不在。

在航天工业中，每制造一架喷气式飞机至少要用360千克粘合剂，粘结面积在总结合面积的60%以上，可省去20万个铆钉。胶结制件，表面光滑平整，压力分布均匀，还可减轻重量。人造地球卫星和宇宙飞船中热屏蔽用的烧蚀材料便是用酚醛—环氧粘合剂来粘结的。

在交通运输方面，轮船的甲板和木料粘合、塑料和橡胶制品与钢板粘结、汽车刹车片等许多零件的粘结也都使用粘合剂。英国的工程师通过粘结钢板加固一座桥，竟使其负载能力由原来的110吨提高到500吨。

在医疗方面，牙科大夫用医用粘合剂修补牙齿，外科大夫用胶粘结血管、肌肉组织，用氰基丙烯酯粘合伤口，10秒钟内即可粘牢，既不需要打麻药，又可免除病人缝合时的痛苦。

在机械制造工业中，无论是各种刀具、量具、夹具和模具的粘结，还是密封补漏、设备维修和废次品的修复，都要用到无机粘合剂。

在电子工业、建筑业及日常生活中，粘结剂同样起着至关重要的作用，这里就不再一一列举。

粘合剂虽然给人们带来了很大的方便，但许多粘合剂都极易着火燃烧，且有毒，因此使用时必须注意防火及卫生安全。

粘合剂为什么具有这么厉害的粘连功能，它又是由什么材料制成的呢？

典型的粘合剂，一般是以液态的形式被涂刷到粘合物体表面的。在一定的条件下（温度、压力、时间等），液态的粘合剂凝固成坚硬的固体，同时，将粘合的两个物体紧密结合起来。有时候，粘合剂本身还同被粘合物体发生一些化学反应，从而把被粘物牢牢地“拉”在一起。

粘合剂除了含有粘料（合成树脂和橡胶等）这种主要组分外，还含有溶剂、固化剂、增塑剂、填料、增粘剂、防腐剂等“辅助材料”。就像只有主角并不能成就一部电影一样，单靠环氧树脂或丁腈橡胶制成的粘合剂，是不能把东西胶牢的。辅助材料对粘合剂的性能起了很大的影响。

这里我们可以具体举例一个粘合剂的配方，了解一下其中主要组分和辅助材料之间的关系。

环氧树脂 　100份

间苯二甲胺　　　　18份

邻苯二甲酸二丁酯　15份

氧化铝粉　　　　　25份

丙酮　　　　　　　适量

从上面的数字，我们不难看出分量最多的是环氧树脂。它是这个配方的主要组分，一般叫做基料。基料是构成粘合剂最重要，而且也是最必需的组分。它的性质和用量，直接影响着粘合剂的性能和工艺。

用这个配方调制好的粘合剂，是粘稠的液体。当你把它涂到两个胶接面上，再紧密地贴合在一块，第二天再看它时，胶层已经坚硬了。两个物体也已牢牢地粘住了。是什么东西把液态的环氧树脂变成坚硬的固体了呢？这个功劳要归第二个组分——间苯二甲胺了。这一组分我们称它为固化剂或硬化剂。

环氧树脂是由许多结构相同的重复单位一个一个以化学键连接起来而组成的无数根长长的分子链。是一种线型结构。它在通常情况下是蜷曲着的，每根长分子链之间没有联系，线型的高分子可以熔化，在适当的溶剂里也能溶解。在环氧树脂基料中加入固化剂以后，由于固化剂的作用，这些分子链和分子链之间架起了“桥”——互相交联在一起，成了具有三维空间的体型结构。这时它就变成既不熔化也不溶解的脆硬固体了。这个过程一般就叫固化。

下来我们该说说第三个组分——邻苯二甲酸二丁酯了。把它加到粘合剂中来可以使胶层变得比较柔韧。因此邻苯二甲酸二丁酯在这里被称作增塑剂。

氧化铝粉在这个配方中扮演的角色叫填料。它在粘合剂内不起化学作用，仅仅是为了改善某些性能而已。氧化铝粉的加入，可以提高胶层的强度。很多金属粉末或它们的氧化物以及一些矿物质都可以作填料使用。

配方中的最后一个组分——丙酮，是作为稀释剂使用的，加了它可以降低粘度，便于施工。

通过上面的分析，我们应该了解了合成剂中的每种组分各有所长，它们在自己的岗位上发挥着作用，共同完成胶接的任务。