一、胶黏剂的定义与基本概念
胶黏剂（Adhesive），俗称胶水或粘合剂，是一类通过表面粘附作用将两种或多种材料牢固结合在一起的物质。其核心功能是通过物理或化学作用，在界面形成粘接层，克服材料间的分离力，实现持久性连接。与传统机械连接（如铆接、焊接）相比，胶黏技术具有应力分布均匀、轻量化、密封性好等优势，已成为现代工业与日常生活不可或缺的材料。
二、胶黏剂的分类
胶黏剂种类繁多，根据不同的分类标准可分为以下几类：
1. 按化学成分分类
天然胶黏剂：来源于动植物或矿物，如淀粉胶（纸制品）、骨胶（木工）、天然橡胶（弹性粘接）。
合成胶黏剂：
热塑性树脂：聚醋酸乙烯酯（白乳胶）、聚氨酯（结构胶）、丙烯酸酯（压敏胶）。
热固性树脂：环氧树脂（高强度粘接）、酚醛树脂（耐高温）、氰基丙烯酸酯（瞬间胶）。
弹性体：硅橡胶（柔性密封）、丁基橡胶（防水胶带）。
2. 按固化方式分类
物理固化型：溶剂挥发（如氯丁胶）、冷却凝固（热熔胶）。
化学固化型：双组分环氧树脂（混合后交联反应）、UV光固化胶（紫外线引发聚合）。
3. 按应用场景分类
结构胶：承受高载荷（如汽车车身粘接）。
非结构胶：用于临时固定或低应力场景（如办公胶水）。
特种胶：耐高温胶（航空航天）、导电胶（电子元件）、生物医用胶（手术缝合）。
三、胶黏剂的核心成分与作用机理1. 主要成分
基体树脂：决定粘接强度与耐候性（如环氧树脂提供刚性，聚氨酯提供韧性）。
固化剂：引发交联反应（如胺类固化剂用于环氧体系）。
增塑剂/增韧剂：改善柔韧性（邻苯二甲酸酯类）。
填料：调节性能（二氧化硅增强硬度，碳纤维提升导电性）。
溶剂：调整粘度（丙酮、水基溶剂）。
2. 粘接机理
吸附理论：分子间作用力（范德华力、氢键）主导，常见于极性材料粘接。
机械互锁：胶液渗入材料表面孔隙，固化后形成锚定结构（如多孔木材粘接）。
化学键合：胶黏剂与基材发生共价键反应（如硅烷偶联剂增强金属-橡胶粘接）。
扩散理论：聚合物链段相互渗透（适用于同种或相容性材料）。
四、胶黏剂的关键性能指标
粘接强度：拉伸、剪切、剥离强度（如环氧树脂拉伸强度可达30 MPa以上）。
固化速度：从秒级（快干胶）到数小时（双组分结构胶）。
耐环境性：耐温（-50℃~300℃）、耐湿、耐化学腐蚀。
适用期：混合后可使用时间（如环氧AB胶适用期约30分钟）。
环保性：VOC排放、生物降解性（水性胶替代溶剂型胶成趋势）。
五、胶黏剂的应用领域1. 工业制造
汽车：车身结构胶（减重20%）、挡风玻璃聚氨酯密封胶。
航空航天：碳纤维复合材料用环氧胶（耐疲劳性优于铆接）。
电子：芯片封装导电银胶、手机屏幕OCA光学胶。
2. 医疗领域
外科：氰基丙烯酸酯组织胶（替代缝合）、纤维蛋白胶（止血）。
牙科：光固化树脂粘接剂（修复体固定）。
3. 建筑与家居
瓷砖粘贴：水泥基改性胶（抗滑移）。
木工：PVAc白乳胶（无甲醛环保型）。
4. 日常生活
瞬间胶（502胶）修复物品。
热熔胶枪用于手工DIY。
六、胶黏剂的选择与使用要点
基材匹配：金属宜选环氧胶，塑料需考虑表面能（PP/PE需预活化）。
应力环境：动态载荷场景选用柔性聚氨酯胶。
操作条件：高温环境选硅酮胶，低温施工用快固化胶。
安全规范：防护有机溶剂挥发，避免皮肤接触氰基丙烯酸酯。
七、技术发展趋势
环保化：水性胶、生物基胶（大豆蛋白胶）替代溶剂型产品。
高性能化：石墨烯增强胶（导热性提升5倍）、自修复胶黏剂。
智能化：温敏/光敏胶（可逆粘接）、应力感应胶（结构健康监测）。
结语
从史前人类使用树汁粘接工具，到现代纳米复合胶黏剂支撑航天器制造，胶黏剂的发展史堪称材料科学的缩影。随着绿色制造与智能制造的需求升级，新一代胶黏剂将持续突破性能边界，在能源、医疗、微电子等领域发挥更关键的作用。