探究即时贴的秘密

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1、发表期刊：《化学教学》2011年第11期探究即时贴的秘密但世辉（襄阳市东风中学，湖北襄阳441004）摘要：通过分析即时贴的内部构成，阐述了即时贴工作时的力学特征，进而研究了即时贴可反复使用的原理。关键词：即时贴；压敏胶；黏接力；内聚力1问题的提出压敏胶底涂剂基材背面处理剂图1即时贴的结构示意图人教版普通高中课程标准实验教科书（必修1）第四章介绍了压敏胶黏剂制品（即时贴）的新奇之处：普通的胶水和黏合剂要等到溶剂挥发后才能黏结牢固，而压敏胶黏剂（即时贴）则不同，它同壁虎脚与墙壁间的相互作用原理相似，只需轻轻一压就能黏结牢固，撕下后还不影响被黏物的表面，可反复使用，非

2、常方便。[1]”至于即时贴为何拥有这样优异的使用性能，课本并没有作出相关说明。对此，笔者做出了以下几方面的探讨。2即时贴的构成即时贴一般由压敏胶、底涂剂、基材、背面处理剂等构成（图1）[2],其核心部分为压敏胶。2.1压敏胶压敏胶，顾名思义就是对压力敏感的胶黏剂，它是一类无需借助于溶剂、热或其它手段，只需施加轻度指压，即可与被黏物牢固黏合的胶黏剂，其特点是黏之容易、揭之不难、剥而不损，在较长时间内胶层不会干涸，这也保证了用其制作的胶带（即时贴）可反复使用的优势。根据压敏胶主体材料的成分可将其分为橡胶系列和树脂系列两大类，以下以橡胶型压敏胶为例进行说明。图2聚异戊二

3、烯结构简式橡胶型压敏胶由橡胶弹性体、增黏剂、防老剂等组分溶于溶剂中配制而成。橡胶弹性体需采用平均相对分子质量较大的聚合物制成，包括天然橡胶、异丁烯橡胶、丁苯橡胶等。以天然橡胶为例，其是由人工栽培的三叶橡胶树分泌的乳汁，经凝固加工而制得，它是以聚异戊二烯（图2）为主要成分的不饱和状态的天然高分子化合物，n约为10000左右，相对分子质量分布在10万到180万之间，平均相对分子质量也有70万左右。如此大的平均相对分子质量保证了胶体内部分子之间具有极大的分子间作用力，即具有极高的内聚强度，在压敏胶遭遇外力拉伸时依然能保证胶层不被破坏，进而能够反复使用。增黏剂是添加于胶黏

4、剂中，对被黏物表面具有湿润作用，并且能够在一定的条件（温度、压力、时间）下产生高黏接性能的物质。由于橡胶弹性体在室温下一般都是固体，本身基本上没有黏性，因此必须在压敏胶中加入增黏剂才能产生黏性。和橡胶弹性体不同的是，增黏剂一般采用相对分子质量较小（一般在200到2000）的树脂制成，主要品种有松香类树脂、石油树脂等。以松香类树脂为例，其是由松香酸和其同分异构体组成，分子式为C19H29COOH，相对分子质量为302。如此低的相对分子质量使其能够很好地溶入压敏胶层中，并且很容易在被黏物表面扩散，从而形成一个很薄黏性层，该黏性层能够在外力作用下发生黏性流动，润湿被黏物

5、表面，从而发生黏合作用。防老剂主要是为防止橡胶制品的老化。橡胶型压敏胶在使用环境中长期使用通常会因光、热、金属离子的催化作用发生氧化老化。老化的结果是大分子发生断裂、交联等行为而发生化学变化，使物理性能下降，以至黏接失效，因此在橡胶型压敏胶的配方中必须加入适当的防老剂。2.2基材、底涂剂和背面处理剂基材是支撑压敏胶黏剂的材料，常用的基材有塑料薄膜、纸张、发泡材料以及金属箔片等。底涂剂的主要作用是增强压敏胶和基材之间的黏结力，使胶黏带解卷时压敏胶不残留在基材的背面，同时能保证压敏胶在与被黏物剥离时不残留在被黏物的表面，可使压敏胶反复使用。背面处理剂又称隔离剂，其主要

6、作用在于隔离开基材和压敏胶层，以卷盘状压敏胶为例，隔离剂处于基材和压敏胶层之间，使压敏胶带解卷容易，展开方便。基材图3即时贴的四大黏接性能示意图被黏物表面压敏胶层3即时贴的工作原理3.1即时贴的力学特征要保证即时贴可重复使用这一优越性能，就必须在使用时依然能够保障即时贴各组成部分的稳定性，具体在于压敏胶层的稳定性和清洁型。对于这一原理可用即时贴的各种黏结性能（图3）进行解释，具体包括初黏力T、黏接力A、内聚力C和黏基力K。初黏力又称快黏力，是指即时贴与被黏物轻轻地快速接触时所表现出的对被黏物表面的黏接能力，此时即时贴尚未受力；黏接力是指用适当的压力和时间进行黏贴后

7、，即时贴和被黏物表面之间所表现出来的黏结能力，此时即时贴已经受力，和被黏物已经黏合；内聚力是指胶黏剂层本身抵抗外力作用的能力，此时即时贴可能会受到正拉、剪切或剥离三种外力作用；黏基力是指胶黏剂与基材之间的黏结力，用来衡量即时贴受外力作用时胶层和基材抵抗脱离的能力。简言之，初黏力和黏结力用以衡量即时贴与被黏物黏合的能力，其值越大，黏合能力越强；内聚力和黏基力用以衡量即时贴与被黏物抗剥离的能力，其值越大越能保证即时贴各构成部分的完整性，方能保证其使用时的可重复能力[3]。和一般胶黏剂制品不同的是，即时贴的四大黏合性能往往满足以下平衡关系：K>C>A>T。其中，A>T保

8、证了胶层部