槽式列車

[拼音]：jiaonianji

[英文]：adhesive

又名粘合劑，俗稱膠。能使物體的表面與另一物體的表面結合在一起的物質。膠粘劑可粘接各種相同或不同的材料，特別適用於粘接彈性模量與厚度相差比較大、不宜採用其他連線方法連線的材料，以及薄片或薄膜材料等。與焊接、鉚接、鑲嵌、釘接、螺栓等連線比較，有重量輕、連線部位應力分佈均勻、強度高、耐疲勞性好等優點，且可以簡化工藝，減少後加工量，縮短生產週期，增加氣密性，提高產品質量，降低成本等。因此，膠粘劑在工業、交通、建築等部門及日常生活中的應用日趨廣泛。（見彩圖）

沿革

早在幾千年以前，人類已經用粘土、澱粉、松香和動物血等天然物質作膠粘劑，以粘接城牆磚塊、棺槨縫口及房屋木柱榫頭等。中國是使用膠粘劑最早的國家，製造與使用方法均有記載，如賈思勰著《齊民要術》中就講述了用動物皮"煮膠"及其質量控制的方法。1912年美國的L.H.貝克蘭首先將酚醛樹脂作為膠粘劑用於木材粘接。20年代末至30年代初，脲醛樹脂作為膠粘劑也用於木材工業。從此，膠粘劑開始了以合成樹脂膠粘劑為主的發展道路。40～50年代，不飽和聚酯、環氧樹脂和聚氨酯膠粘劑問世，合成橡膠和熱塑性樹脂在粘接領域中得到了廣泛的應用；此後又開發了合成橡膠改性的合成樹脂膠粘劑，即橡膠－樹脂膠粘劑，併成功地用於粘接飛機機身部件。於是，膠粘劑進入了粘接金屬結構部件的發展階段。以後，合成膠粘劑又增加了新品種，如50年代末，單液型、在常溫下能快速（幾十秒鐘）固化的氰基丙烯酸酯膠粘劑實現工業化生產，60年代開發了貯存穩定、使用方便的厭氧膠粘劑，以及其他改性丙烯酸酯樹脂膠粘劑。80年代以來，世界膠粘劑年產量約8Mt，合成膠粘劑佔膠粘劑總產量的70％～80％。

組成

膠粘劑通常是一種混合料，由基料、固化劑、填料、增韌劑、稀釋劑及其他輔料配合而成。

基料

又稱粘料，是膠粘劑的基本成分。常用的有天然聚合物、合成聚合物和無機化合物三大類。

固化劑

又稱硬化劑，其作用是使液態基料轉變成固體，從而使粘接具有一定的機械強度和穩定性。固化劑的種類和用量對膠粘劑的效能及工藝性有直接影響。固化劑隨基料品種不同而異。例如脲醛膠粘劑的固化劑選用氯化銨，酚醛膠粘劑選用烏洛托品或苯磺酸，環氧樹脂膠粘劑選用胺、酸酐或咪唑類。

填料

加入一定量的填料，可提高膠粘劑的粘接強度、耐熱性和尺寸穩定性，並可降低成本。要提高膠粘劑的耐衝擊強度，可採用石棉纖維、玻璃纖維、鋁粉及雲母等作填料；為提高硬度和抗壓性，可用石英粉、瓷粉、鐵粉等；為提高耐熱性可加入石棉；為提高抗磨性，可加入石墨粉或二硫化鉬；為提高粘接力可加入氧化鋁粉、鈦白粉；為增加導熱性，則可加入鋁粉、銅粉或鐵粉等。

增韌劑

能提高膠粘劑的柔韌性、改善膠層抗衝擊性的物質。合成橡膠和熱塑性樹脂可作為熱固性合成樹脂膠粘劑的增韌劑。一般情況下，隨著增韌劑用量的增加，膠的耐熱性、機械強度和耐溶劑性會相應下降。

稀釋劑

用於降低膠粘劑粘度、便於施工操作的物質，可分為活性與非活性兩類。前者參與固化反應，如環氧樹脂中加入二縮水甘油醚、環氧丙烷丁基醚等；後者即是常用的溶劑，如丙酮、丁醇、甲苯、二甲苯及乙醇等，不參與反應。

此外，為了提高粘接力，常在基料中加入少量偶聯劑；為了防止膠粘劑長期受熱分解，加入穩定劑；有時還加入染料或顏料，可以改善膠粘劑的色調。

分類

膠粘劑的分類方法很多。

按基料分類

以無機化合物為基料的稱無機膠粘劑，以聚合物為基料的稱有機膠粘劑。無機膠粘劑包括矽酸鹽、磷酸鹽、氧化鉛、硫磺、氧化銅-磷酸等;有機膠粘劑又分為天然膠粘劑與合成膠粘劑兩大類（見表）。天然膠粘劑來源豐富，價格低廉，毒性低，在傢俱、裝訂、包裝和工藝品加工中廣泛應用。合成膠粘劑一般有良好的電絕緣性、隔熱性、抗震性和耐腐蝕性。通常，有機膠粘劑的耐熱性和耐老化性不如無機膠粘劑。

按物理形態分類

有膠液（包括溶液、乳液、無溶劑液體）、膠糊（糊狀）、膠粉、膠棒、膠膜等。

按固化方式分類

（1）水基蒸發型，如聚乙烯醇水溶液和乙烯-醋酸乙烯(EVA)共聚乳液型膠粘劑；

（2）溶劑揮發型，如氯丁橡膠膠粘劑；

（3）熱熔型，如棒狀、粒狀與帶狀的乙烯-醋酸乙烯熱熔膠；

（4）化學反應型，如 α-氰基丙烯酸酯瞬幹膠、丙烯酸雙酯厭氧膠和酚醛－丁腈膠等；

（5）壓敏型，受指壓即粘接，不固化的膠粘劑，俗稱不乾膠。如橡膠或聚丙烯酸酯型的溶液或乳液，塗布於各種基材上可製成各種材質的壓敏膠帶。

按用途分類

有金屬、塑料、織物、紙品、醫療、製鞋、木工、建築、汽車、飛機、電子原件等用膠。還有特種功能膠，如導電膠、導磁膠、耐高溫膠等。

按受力情況分類

有結構膠粘劑和非結構膠粘劑。結構膠粘劑能傳遞較大的應力，可用於受力結構件的連線，如用於飛機結構部件粘接的環氧-丁腈型膠粘劑；非結構膠粘劑為不能傳遞較大應力的膠粘劑，如常用於電子工業的矽橡膠膠粘劑。

膠粘劑選擇

膠粘劑品種很多，效能各異，而且被粘材質也千變萬化，要想獲得好的粘接效果，必須合理選用膠粘劑。

（1）根據被粘物的性狀來選擇膠粘劑。粘接多孔而不耐熱的材料如木材、紙張、皮革等，可選水基型、溶劑型膠粘劑；對於表面緻密，而且耐熱的被粘物如金屬、陶瓷、玻璃等，可選反應型熱固性樹脂膠粘劑；對於難粘的被粘物如聚乙烯、聚丙烯，則需要進行表面處理，提高表面自由能後再選用乙烯-醋酸乙烯共聚物熱熔膠或環氧膠。

（2）根據粘接接頭的使用場合來選擇膠粘劑。粘接接頭的使用場合，主要指其受力的大小、種類、持續時間、使用溫度、冷熱交變週期和介質環境。對於粘接強度要求不高的一般場合，可選用價廉的非結構膠粘劑；對於粘接強度要求高的結構件，則要選用結構膠粘劑；要求耐熱和抗蠕變的場合，可選用能固化生成三維結構的熱固性樹脂膠粘劑；冷熱交變頻繁的場合應選用韌性好的橡膠-樹脂膠粘劑；要求耐疲勞的場合，應選用合成橡膠膠粘劑。

粘接原理

粘接是介面上分子之間的一種相互作用。要產生介面作用，膠粘劑須潤溼被粘物表面。按表面潤溼理論（圖1），

在水平固體表面上放一液滴時（膠粘劑在塗用時也都是液體），將會出現固液介面張力(γs1)、液氣介面張力(γ1g)和氣固介面張力(γgs)三者的平衡狀態：

γs1+γ1gcosθ=γgs

式中θ 稱為接觸角。膠粘劑在被粘物表面上形成的接觸角越小，潤溼越好。如θ＝0，則γs1+γ1g=γgs。液體就能充分潤溼被粘物表面。此時，液體從固體表面剝離時所需的功等於液體本身分離時所需的功，即粘附強度最大。因此，潤溼是膠粘劑分子與被粘物表面分子密切接觸，形成分子間引力場，達到粘接的必要條件。除此之外，還要求膠粘劑與被粘物之間有較大的分子間力，才能形成較大的粘接力。對於膠粘劑對被粘物形成一定的粘合力的機理至今尚不完善，概括起來有五種理論：

（1）機械理論，認為膠粘劑能深入到被粘物表面的孔隙中去，固化時通過鑲嵌將被粘物連線起來（圖2）；

（2）吸附理論，認為粘接力是靠膠粘劑和被粘物分子之間的吸附作用形成的；

（3）擴散理論，認為膠粘劑和被粘物分子之間不僅互相接觸，還必須相互擴散才可能形成牢固的粘合；

（4）靜電理論，認為膠粘劑與被粘物之間有雙電層存在，由於雙電層的靜電吸引而形成粘合力；

（5）分子理論，認為膠粘劑與被粘物只要能達到分子接觸，則分子間的相互作用和化學鍵或雙電層相互吸引等，都能形成粘合力。