18新利最新登入胶带的工作原理

粘合当然不是从胶带开始的。古埃及的木工使用动物胶原蛋白制成的天然胶水。天然的，粘稠的物质蜂蜡树脂总是能有效地将材料粘合在一起[来源:THToC］．

在胶带出现之前的现代，胶水和环氧树脂完成了大部分的粘接工作。但它们有严重的缺点，尤其是在家庭使用中。凌乱、持久和干燥都是传统的胶水这类物质通常是通过化学方式结合在一起的，不太适合小型、快速的日常工作。

胶带中使用的粘合剂作用不同。它们被称为压敏胶粘剂（PSA)，包括硅树脂、丙烯酸树脂和橡胶等材料，这些聚合物都加入了粘性树脂，以增加粘性[来源:ThomasNet］．这些psa依靠物理反应，而不是化学反应来粘附。这有助于提高胶带的可移除性和灵活性——这是我们最喜欢胶带的一些特性。

在压敏键中，有两个主要过程在起作用:润湿力和范德华力。前者建立附着力。后者使其更强大[来源:Hyperphysics］．

润湿非常简单。在这种情况下，它指的是固体粘合剂渗透基材(胶带应用的材料)的方式。用于胶带的固体胶粘剂具有良好的润湿性，因为它具有低表面能这意味着它的表面分子四处移动，或者被激发，导致键更松散。这种特性使得粘合剂的分子相对容易地流动到基材材料的孔隙中，即使它是固体形式。只需要一点压力。而且流入基底的能力越强，物理结合就越强。

随着时间的推移，一些粘合剂会随着分子深入基材而形成更强的粘结。然而，从一开始，一种不同的物理现象增加了压敏粘合的强度。被称为范德华力的分子引力甚至在对胶带施加压力之前就起作用了。

范德华力是通常不带正电荷或负电荷的分子之间的弱吸引力。一些质子和电子分布不均匀的中性分子有时会带电荷，这就是所谓的中性分子偶极矩【来源:Hyperphysics］．这些收费，或极性，使它们与其他带电分子形成物理键;事实上，它们可以在其他大多数中性分子中仅仅通过接近就诱导电荷[来源:Hyperphysics］．

压敏胶粘剂中的分子可以表现出偶极矩，当它们靠近基材的表面分子时，它们会诱导出相应的偶极矩。相反的电荷分子的粘合剂和基材，在接触时，形成物理键，增加了润湿性粘附的强度。

不过，粘附性只是等式的一部分。胶带的美妙之处不仅在于它的粘合，还在于它的设计。

每次我们扯下胶带——用来包装礼物、挂通心粉艺术品、临时修补漏水的管道或密封包裹——我们可能都错过了胶带本身的天才之处。最值得注意的是，为什么粘合剂会粘在衬底和基材上，而不是自己上?

如果磁带不是卷状的，那么把它扔进垃圾抽屉可能会有些困难。而不是胶带的“粘合剂”通常是胶水——滴落的、永久的。是胶带部分使产品如此整洁，如此紧凑，如此简单。

制作胶带的过程相当统一。所有的胶带都有四个组成部分[来源:ACS］．

这些层被涂成大张，最后卷起来切成你在商店买到的1英寸、2英寸或3英寸宽的卷胶带。

最后一层涂层——释放层——强调了粘性世界中一个有趣的区别:粘附性与内聚性。在附着力，一种分子粘在另一种分子上;在凝聚力，一种分子会粘在自己身上。磁带使用两个[来源:科学美国人］．粘合剂的分子会粘附在基材的分子上，或者说是粘附，但它们也会相互粘附，或者说是粘在一起。如果不是这样，粘性物质就不会粘在一起。脱模涂层可以防止胶带表面的粘结力，因此可以很容易地展开。

就这样，什么一开始就像胶带一样有些很开心汽车画家现在是一个独立的产业。用胶带包裹着飞艇的金属骨架以防止腐蚀。他们至少隔热了一个月球着陆器，并起到了作用阿波罗11名宇航员在月球上对登月舱的挡泥板进行了一些维修[来源:ACS，美国国家航空航天局］．他们把后视镜装在汽车上，让数以百万计的剪贴簿爱好者在他们的位置相差一毫米时不会扯掉头发[来源:3米］．

压敏胶粘剂甚至能给我们便利贴。这不是自来水。但已经很接近了。