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瞭解“黏附”的基礎知識 – 瞭解膠粘劑和 PSA(壓敏膠)之間的區別

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探索黏合劑和壓敏膠 (PSA) 之間的主要區別

黏合劑和壓敏膠(PSA)的主要區別在於,黏合劑是透過化學反應賦予或促進黏合的物質,例如膠水。而壓敏膠則在室溫左右不發生化學反應即可賦予或促進黏合,例如便利貼。迪睿合生產的「黏合劑」和「PSA」具有相同的功能,即黏合(固定)物體。因此,PSA也被歸類為「黏合劑」的一種。

從現象來看,壓敏膠可以視為黏合劑的一部分,但產品設計概念卻截然不同。壓敏膠的主要特點是室溫下只需輕微壓力即可黏合,大多數產品可重複剝離,並且對任何材料均具有良好的黏合性。然而,與黏合劑相比,壓敏膠的黏合強度相對較小。

如果A物體和B物體黏在一起,你試圖強行將其撕下,最終A、B或兩者之一都會斷裂。相較之下,如果使用壓敏膠,當你試圖將其撕下時,A和B之間黏合的壓敏膠會斷裂,但A和B仍會保持原狀,不會斷裂,並且可以重複使用。

這一特性就是為什麼智慧手機觸摸屏等部件用 PSA 而不是粘合劑固定的原因。 使用 PSA,即使部件已剝離進行維修,也可以通過再次使用 PSA 將其恢復到原始狀態。 另一方面,膠粘劑用於固定由於需要強度而不能剝離的部件,例如電路板。

了解黏合劑和壓敏膠如何促進黏附

黏著劑與 PSA 的黏著原理不同,反應性黏著劑一般是藉由加熱或其他觸發因素,使物體在原本狀態下產生化學變化,進而黏著物體。 PSA 則是本身具有黏度與彈性的物質,即使黏著物體後仍能保持穩定。 PSA 不需水、溶劑或加熱,在室溫下只需輕微壓力即可短時間黏著物體。

當黏合劑將物體黏合在一起時,界面處會發生以下四種變化。

  1. 錨固效應:即使看似平坦的物體,在微觀世界中也具有微小的表面粗糙度。黏合劑能夠滲透這些不平整的表面,並硬化形成黏合。
  2. 靜電效應:黏附是由於黏附體之間存在電偏壓,從而產生靜電而發生的。這與塑膠襯墊摩擦頭髮時,頭髮會受到靜電力的吸引而側立的現象原理相同。
  3. 化學鍵結是指分子在被黏物界面處以科學的方式鍵合,從而形成黏合。環氧樹脂等可固化黏合劑正是利用了這個原理。
  4. 相互擴散:被黏物表面熔融,分子相互纏繞並固化,從而發生黏合。用於塑膠模型等的以溶劑為主的揮發性黏合劑,就是利用了這項原理。
黏合劑與被黏物之間的黏合機制範例
黏合劑與被黏物之間的黏合機制範例

由於作用機理的不同,黏合劑和壓敏膠(PSA)各有其特定的使用環境和用途。 PSA擅長將光滑物體加工成膠帶或薄膜狀,從而實現連續黏合。而液體黏合劑則適用於黏合各種形狀的物體,因為它們能夠在不平坦或狹窄的空間內滲透並固化。

黏合劑越厚,黏合力越強。

在「不可剝離」的情況下使用的黏合劑,其抵抗剝離力的能力不僅取決於界面的黏合強度,還取決於黏合劑的物理特性。當黏合對象受到一定力時,固化後的黏合劑整體樹脂會以變形(或彈性變形)的形式吸收部分剝離力,從而防止剝離。因此,固化後的黏合劑整體(體積)越厚,變形量就越大,黏合強度就越高。因此,在使用黏合劑時,設計固化後樹脂的彈性至關重要,以確保獲得必要的黏合強度。

為了獲得必要的黏接強度,仔細設計樹脂硬化後的彈性非常重要。

表面處理對於良好的附著力很重要。

對於黏合而言,不僅要使黏合劑或PSA(壓敏膠)本身俱有黏合性,更重要的是使黏合物體的表面彼此「黏合」。液體黏合劑塗抹在黏合物上時會像水滴一樣擴散。黏合面積越大,黏合力越強,因此界面「潤濕性」高的物質更容易黏合。聚四氟乙烯、矽膠、聚乙烯和聚丙烯等物質由於具有疏液性(潤濕性低)而難以黏合。此外,當黏合劑固化時,如果表面粗糙且存在表面粗糙度,錨固固化(錨固效應)會增強。因此,在黏合劑領域中使用各種表面處理,例如將黏合物暴露在放電或火中來使界面變得粗糙。

  1. 等離子處理:利用氬氣、氦氣、氮氣和氧氣等氣體離子清潔表面或生成官能基(氨基、羧基、羥基、醛)的方法。
  2. 電暈處理:透過電暈放電產生官能基團,使表面粗糙化的方法
  3. 底漆處理:塗底漆的方法(必須根據基材選擇)
  4. 火焰處理透過將表面暴露在火中來產生功能團的方法。用於聚烯烴等。
黏接的各種表面處理

根據使用環境、使用目的、材質等選擇最合適的膠粘劑或粘接劑,並提前做好被粘物的表面處理等準備工作,對於順利地將物體相互粘接非常重要。

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