本文是“高分子科普”的第二篇,，對高分子基礎知識和概念感興趣的話可翻看—— 黏合的底層原理——分子間作用力水,，也能被用來做黏合劑：可以粘接兩片紙或者兩片玻璃,，只要不揮發(fā)，效果也還不錯,。 這是因為——水填補了材料之間的空隙,，像一個“中間人”，跟兩邊的材料拉起了手,，傳遞了“分子間作用力”,。這就是黏合的底層原理。  黏合劑的原理：同時跟兩邊的材料拉起手 不過,，我們注意到,，水只能用來粘紙片或玻璃片，不能粘塑料或橡膠,，為什么呢,？ 浸潤——黏合的前提從上圖我們知道，黏合劑必須要“填補空隙”,，但這件事兒,，其實挺難。 比如,，不粘鍋表面的“特氟龍疏水涂層”,，這類疏水材料的微小空隙，水根本無法進入,，更別說跟材料“拉起小手”了,。換言之，水無法“浸潤”特氟龍的表面,。  不同浸潤程度的液滴形狀 一種液體,，總是有可能'浸潤’某些固體，而無法'浸潤’另外一些固體,。 不浸潤,，就沒法黏合。 而高分子往往要比水更容易浸潤大多數(shù)表面,，這就是為什么,，絕大多數(shù)黏合劑的主要成分都是'高分子’。 黏合劑與涂料：本質上的相似性我們常說“如膠似漆”,，那么膠（黏合劑）和漆（涂料）有什么本質上的相似性嗎,？
 五顏六色的涂料 從上面的分析，我們可以想見：黏合劑和涂料,，雖然一個用在兩種材料之間,，另一個用在一種材料之上，但是,，它們有一個共同點,，就是必須能浸潤。 還有另外一個共同點,，就是無論是膠還是漆,，都必須能夠“干”，或者說,，必須能夠“固化”,。 怎么才能讓黏合劑或涂料“固化”呢？ 溶液揮發(fā)法我們知道,，如果不小心把'可樂’灑在了桌子上,，就得趕緊擦干凈，不然,，等可樂'干’了以后,，桌子上就變得黏糊糊的，這是因為可樂中的水份揮發(fā)掉了,，最終留下了一層“糖膜”,。 所以，可樂其實就是一種“溶液型黏合劑”,；以前“糊窗戶”時用的“糨糊”（淀粉溶于水）,，也同樣是一種“溶液型黏合劑”；而且,，兩者都屬于“水溶液黏合劑”,。 郵票的背面，就有一層薄薄的“已經(jīng)干了的”水溶液黏合劑（稱為“背膠”）,，只要沾點水或唾液,，就可以粘在信封上了。雖然方便,，但也帶來了一個問題——“怕水”。集郵的人都知道,，把信封上的郵票泡在水中一會,，就可以很容易把郵票撕下來,，就是因為背膠重新吸水變成了溶液。  老物件——郵票：自帶背膠 有什么辦法嗎,？ 我們知道,，許多高分子的單體本身是不溶于水的，不過,，我們可以加一點“表面活性劑”,，像洗衣液一樣，讓本身不溶于水的高分子單體形成小液滴分散在水中,，然后再設法讓這些單體聚合,，這樣，高分子液滴就穩(wěn)定地待在水中了,。 這樣做的好處是,，當水份揮發(fā)后，得到的膠就不再會溶于水了,。 這種黏合劑還有點小問題,，就是揮發(fā)后的表面不太均勻，畢竟是由許多微粒組成的,；而且多少也會揮發(fā)一點有機溶劑出來,。 那么，有沒有不需要溶劑的黏合劑呢,？ 熱熔膠想必大家對熱熔膠比較熟悉,，尤其是配套的“膠槍”，更是手工制作的明星工具——  熱熔膠的工具——膠槍 熱熔膠本質上是“熱塑性塑料”或“熱塑性彈性體”,，總之是“熱塑性”的,。 根據(jù)上一篇文章可知，這是一類“未經(jīng)交聯(lián)的線型高分子”,，本身結構強度不高,，一旦再次受熱又將流動脫落。 我們知道,，交聯(lián)是個好方法,，交聯(lián)后材料形成“網(wǎng)型高分子”，結構穩(wěn)定強度高,，能不能利用一下呢,？ AB膠：結構黏合劑AB膠（常稱為“哥倆好”）就是兩種組分混合后，發(fā)生了化學反應,，即“交聯(lián)”,。 “開弓沒有回頭箭”，交聯(lián)一旦發(fā)生，就無法再熔融或溶解了,。  AB膠的膠槍：保證比例準確,、混合充分 而交聯(lián)后的高分子強度很高，可以承受很大的力,，常常被稱為“結構黏合劑”,。 有沒有什么辦法，不需要混合,，也能交聯(lián)固化呢,？ 光固化膠我們講過，一些化學物質（引發(fā)劑）能夠打開碳碳雙鍵,，以幫助實現(xiàn)單體的聚合（小分子拉起小手）,；而有些引發(fā)劑需要特定波長光的照射才能激活，這就是光固化膠的原理,。 光固化膠,，由“待聚合的單體”和“待激活的引發(fā)劑”組成，當受到合適的光照時,，引發(fā)劑被激活,，單體開始聚合，材料就被粘到一起了,。 光照條件,，是很溫和的一種條件，這是光固化膠的一大優(yōu)勢,。比如'補牙’的時候,，如果是熱固化或者化學固化，難免對口腔造成傷害,，而光固化膠只需一個紫外燈照射,，伸入口腔中，一照即可,。  光固化膠補牙 如果說光固化膠還有什么缺點的話,，那也挺顯然——粘接的物體至少有一個是透明的；這么說起來,，應用場景也很受限制,。 502膠502膠是我們日常生活中很常用且實用的膠水，使用方便,，擠出涂抹后快速固化,，什么都能粘，稱為“萬能膠”,。  502膠——萬能膠 502膠既不需要像AB膠一樣混合組分,，也不用光照,，它是依靠什么固化的呢？ 靠“水”固化,。 原來,，空氣中包含大量的水蒸氣（'濕度’），當502膠中的一種組分遇到水分時就會發(fā)生聚合反應,，完成固化。 還有一類也是靠空氣中的水氣來實現(xiàn)化學反應,，就是“硅酮密封膠”（就是我們常說的“玻璃膠”）,。  硅酮密封膠有特別多的類型與型號 至此，我們看到了依靠組分混合來固化的“AB膠”,，依靠光照固化的“光固化膠”,，依靠空氣中水份固化的“502膠”和“硅酮密封膠”。但其實,，最牛的固化方式,，恰恰是—— “不固化”。 無需固化的膠生活中,，“透明膠”,、“雙面膠”、“不干膠標簽紙”都很常用,，它們都無需固化,，這一類膠有個統(tǒng)一的名字——“壓敏膠”。  各種膠帶 這些膠都是典型的高分子,，不會揮發(fā)也不會干,，但是非常黏；正是由于太黏了,，所以當我們第一次粘在物體表面時,，很難將縫隙填滿，會影響膠粘效果,，所以我們要“壓一壓”,。 另外，典型的高分子都有一個特性——“剪切變稀”,，簡單地說,，就是不流動時非常黏，一旦流動起來就會變稀,，流動越快就越稀,，所以，它們有了“壓敏”這個稱呼,，這就又從另一個角度告訴我們要“壓一壓”,。 黏合劑之大有作為——3D打印黏合劑幾乎都能用來作為3D打印的墨水，因為黏合劑與3D打印墨水在本質上非常類似，都需要完成從流動狀態(tài)向固化狀態(tài)的快速轉變,。 比如光固化膠,，我們可以用光斑在膠水平面上掃出各種形狀，一層一層,，就實現(xiàn)了3D打印,。 不過這樣還是不夠快，我們還可以用”面光源“直接照出一個面的形狀,。 這樣還是不夠快,，來自北卡來羅來納大學的德西蒙尼教授發(fā)明了一種極其快速的光固化打印方法——連續(xù)液體界面提取技術（CLIP），這種方法在實際打印時,，就像變魔術一樣,，從膠水池中“拉”出一個物體來！  德西蒙尼教授利用了光固化膠的一個非常有趣的特性——光固化膠中不能含有氧氣,。這也是為什么光固化膠在生產(chǎn)時,，一定要去除其中溶解的所有氧氣。而在CLIP工藝中,，我們反其道行之,，讓池子的底面可以滲透氧氣，這樣,，大概有0.1mm范圍內不會固化,，因此也不會“把底面粘上”，這樣就可以實現(xiàn)連續(xù)地打印了,。 這種CLIP的打印效率比傳統(tǒng)SLA打印快100倍,，這種技術剛出現(xiàn)時非常震撼，馬上就登陸了Science雜志的封面,。
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