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胶粘剂的功能化及应用要求分析四

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(2)粘接的智能化探索  所谓智能化,就是将上述生物材料所具有的三方面特殊功能全面地在材料中再现,从这个角度看,胶粘剂距完全智能化的目标路程还较遥远。但是即使不能全面实现这些功能,材料本身仅具有其中一小部分,如修复、愈合功能,或降低、缓和应力的功能,对于防止粘接破坏都是非常有价值的,也可以将其看作智能化的一个部分。  粘接的两缺点之一的可逆性问题,前面已做讨论,不再重复。主要对另一个—防止粘接破坏问题做以研究。  目前,在阻止破坏或遇破坏进行修复、愈合方面的尝试有:开发能藉其变形缓和与减小应力的胶粘剂,如弹性胶粘剂和SGA,这点前面已做过介绍;其次,通过粘接接头形式或形状变化,增加本身强度,或缓和应力,例如将接头由单搭接变成双搭接,斜削式搭接到楔式及阶式搭接,以增大粘接面积,再如用等厚阶式搭接变成不等厚阶式搭接,使接头由呈不等刚性到呈等刚性,以此改善粘接性能,防止破坏[15];再一个是高分子复合材料的自愈合。热和疲劳等原因诱发的微裂纹是高分子胶粘剂由来已久的问题,结构高分子材料中裂纹会降低其力学性能,使微电子元件产生电子故障。美国伊利诺伊大学对此进行了研究,找到了自愈合办法,这个结果发表在英国2001年2月15日出版的“自然”杂志上。简要做法是,将装有愈合液、直径为0.05mm~0.2mm的微胶囊和能使愈合液固化的催化剂微粒多种组分混合、固化,形成以环氧树脂为基础的复合材料,一旦内部出现裂纹,微囊就会破裂,愈合液流出充满裂隙,当与催化剂接触时,就会固化而自愈合。这种具有生物材料自愈合、自恢复功能的材料即将投入使用。6 结 语  通过对纸粘合、螺旋锁固、一般结构到航空结构粘接这几个由简单到复杂粘合实例的分析,可以归纳出下述几点看法:  (1)随着应用需求的多样化,不能再只孤立地考虑胶粘剂本身,而要将其放在接头、粘接构件以至包含粘接结构的整体体系中进行考察,由此,对胶粘剂提出了通用性、粘接可逆性、性能平衡性与使用耐久性等更高的性能要求,进而推动了胶粘剂向高性能化、高功能化、多功能化和智能化方向发展。  (2)胶粘剂的高性能化是其粘合性相关强度等性能的提高,是功能化的基础;而智能化则是胶粘剂满足更高性能要求时其功能化的发展。所以功能性胶粘剂的“功能特殊性”指的不是单纯的高性能,应该指在其基础上不同一般的高功能与多功能。  (3)胶粘剂这种特殊功能主要包括两个方面:一是使其粘接部分满足高使用性能要求的功能;一个是使其在无或少负面影响,或有效益条件下进行操作、使用和分解、破坏的功能。这里所说的“效益”,包括经济、社会和环境效益。尤其是后者,由于人们对生态破坏、环境污染的忧虑和对可持续发展战略的思考,与提高效率、节省资源、节约能源与保护环境等有关的后一方面功能,已引起广泛重视。这不仅出自科技人员的良知,更重要的是来自严格法规的制约。  (4)对胶粘剂性能要求的不断提高,为其研制增加了难度,是一个挑战;但也是一个机遇,为其功能化提供了良好的发展空间。性能要求的提高促进了胶粘剂多样化与高功能化;反过来,胶粘剂的高功能化、多功能化以至智能化,能更好地满足各方面的需要,将促进其本身和相关技术的发展。邹治平(黑龙江省石油化学研究院,黑龙江哈尔滨150040)中国胶粘剂信息产业网


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