簡介
膠水就是能夠粘接二個物體的物質(zhì)。膠水不是獨(dú)立存在的，它必須涂在二個物體之間才能發(fā)揮粘接作用。膠水中的化學(xué)成分，在水性環(huán)境里。膠水中的高分子體（白膠中的醋酸乙烯是石油衍生物的一種）都是呈圓形粒子，一般粒子的半徑是在0.5～5μm之間。物體的粘接，就是靠膠水中的高分子體間的拉力來實(shí)現(xiàn)的。在膠水中，水就是中高分子體的載體，水載著高分子體慢慢地浸入到物體的組織內(nèi)。當(dāng)膠水中的水分消失后，膠水中的高分子體就依靠相互間的拉力，將兩個物體緊緊的結(jié)合在一起。在膠水的使用中，涂膠量過多就會使膠水中的高分子體相互擁擠在一起；高分子體間產(chǎn)生不了很好的拉力。高分子體相互擁擠，從而形成不了相互間最強(qiáng)的吸引力。同時，高分子體間的水分也不容易揮發(fā)掉。這就是為什么在粘接過程中"膠膜越厚，膠水的氈接效力就越差的原因"。涂膠量過多，膠水大起到的是"填充作用"而不是粘接作用，物體間的粘接靠的不是膠水的粘結(jié)力，而是膠水的"內(nèi)聚力"。 如果不是水溶性的，其實(shí)原理也大同小異，就是用其他溶劑代替了水罷了。
分類標(biāo)準(zhǔn)
按膠粘劑主要粘料屬性分類：
1、動物膠，2植物膠;3無機(jī)物及礦物，4合成彈性體;5合成熱塑性材料，6合成熱固性材料，7熱固性、熱塑性材料與彈性體復(fù)合.
按膠粘劑物理形態(tài)分類：
1、無溶劑液體代號為1;2有機(jī)溶劑液體代號為2;3水基液體代號為3，4膏狀、糊狀代號為4，5粉狀、粒狀、塊狀代號為5;6片狀、膜狀、網(wǎng)狀、帶狀代號為6;7絲狀、條狀、棒狀代號為7。
按膠粘劑硬化方法分類
低溫硬化代號為a;常溫硬化代號為b;加溫硬化代號為c;適合多種溫度區(qū)域硬化代號為d;與水反應(yīng)固化代號為e;厭氧固化代號為f;輻射(光、電子束、放射線)固化代號為g;熱熔冷硬化代號為h;壓敏粘接代號為i;混凝或凝聚代號為j，其他代號為k。
按膠粘劑被粘物分類
多類材料代號為A;
木材代號為B;紙代號為C;
天然纖維代號為D;
合成纖維代號為E;
聚烯烴纖維(不含E類)代號為F;
金屬及合金代號為G;
難粘金屬(金、銀、銅等)代號為H;
金屬纖維代號為I，
無機(jī)纖維代號為J;
透明無機(jī)材料(玻璃、寶石等)代號為K;
不透明無機(jī)材料代號為L;
天然橡膠代號為M;合成橡膠代號為N;
難粘橡膠(硅橡膠、氟橡膠、丁基橡膠)代號為O，
硬質(zhì)塑料代號為P，
塑料薄膜代號為Q;
皮革、合成革代號為R，
泡沫塑料代號為S;
難粘塑料及薄膜(氟塑料、聚乙烯、聚丙烯等)代號為T;
生物體組織骨骼及齒質(zhì)材料代號為U;
其他代號為V。
膠水的粘度 膠水的粘度用布氏粘度計(jì)測出，單位是"cps厘泊"。膠水的粘度的讀數(shù)一般在300～30000cps之間。在水溶性的粘合劑中，固體含量并不決定膠的粘度，而在于膠水的配方內(nèi)的增塑劑、增粘劑等等，影響膠水的粘度值。一般情況下周圍的環(huán)境溫度越高"粘度↓"，"溫度↓粘度↑"。水在27℃時的粘度為"1"。
密封膠的分類
按密封膠基料分類
1 橡膠型
此類密封膠以橡膠為基料，常用橡膠有聚硫橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、氯丁橡膠和丁基橡膠等。
2 樹脂型
此類密封膠以樹脂為基料，常用樹脂有環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、聚丙烯酸樹脂、聚氯乙烯樹脂等。
3 油基型
此類密封膠以油料為基料，常用的油類有各類植物油如亞麻油、蓖麻油、和桐油，以及動物油（如魚油）等。
按密封膠硫化方法分類
（1）濕空氣硫化型密封膠
此類密封膠系列用空氣中的水分進(jìn)行硫化。它主要包括單組分的聚氨酯、硅橡膠和聚硫橡膠等。其聚合物基料中含有活性基團(tuán)，能同空氣中的水發(fā)生反應(yīng)，形成交聯(lián)鍵，使密封膠硫化成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
（2）化學(xué)硫化型密封膠
雙組分的聚氨酯、硅橡膠、聚硫橡膠、氯丁橡膠和環(huán)氧樹脂密封膠都屬于這一類，一般在室溫條件下完成硫化。某些單組分的氯磺化聚乙烯和氯丁橡膠密封膠以及聚氯乙烯溶膠糊狀密封膠則須在加熱條件下經(jīng)化學(xué)反應(yīng)完成硫化。
（3）熱轉(zhuǎn)變型密封膠
用增塑劑分散的聚氯乙烯樹脂和含有瀝青的橡膠并用的密封膠是兩個不同類型的熱轉(zhuǎn)變體系。乙烯基樹脂增塑體在室溫下是液態(tài)懸浮體，通過加熱轉(zhuǎn)化為固體而硬化；而橡膠-瀝青并用密封膠則為熱熔性的。
（4）氧化硬化型密封膠
表面干燥的嵌逢或安裝玻璃用密封膠主要以干性或半干性植物油或動物油為基料，這類油料可以是精制聚合的、吹制的或化學(xué)改性的。
（5）溶劑揮發(fā)凝固型密封膠
這是以溶劑揮發(fā)后無粘性高聚物為基料的密封膠。這一類密封膠主要有丁基橡膠、高分子量聚異丁烯、一定聚合程度的丙烯酸酯、氯磺化聚乙烯以及氯丁橡膠等密封膠。
按密封膠形態(tài)分類（1）膏狀密封膠
此類密封膠基本上用于靜態(tài)接縫中，使用期一般為2年或2年以上。通常采用3種主體材料：油和樹脂、聚丁烯、瀝青。
（2）液態(tài)彈性體密封膠 此類密封膠包括經(jīng)硫化可形成真正彈性狀態(tài)的液體聚合物，它們具有承受重復(fù)的接縫變形能力。彈性體密封膠所使用的聚合物彈性體包括液體聚硫橡膠、巰端基聚丙烯醚、液體聚氨酯、室溫硫化硅橡膠和低分子丁基橡膠等。該類密封膠通常配合成兩個組分，使用時將兩個組分混合。
（3）熱熔密封膠
熱熔密封膠又叫熱施工型密封膠。指以彈性體同熱塑性樹脂摻合物為基料的密封膠。這類密封膠通常在加熱（150～200℃）情況下經(jīng)一定口型模型直接擠出到接縫中。熱施工可改進(jìn)密封膠對被粘基料的濕潤能力，因此對大多數(shù)被粘基料具有良好的粘接力。一經(jīng)放入適當(dāng)位置，就冷卻成型或成膜，成為收縮性很小的堅(jiān)固的彈性體。熱施工密封膠的主體材料主要是異丁烯類聚合物、三元乙丙橡膠和熱塑性的苯乙烯嵌段共聚物。它們通常同熱塑性樹脂如EVA、EEA、聚乙烯、聚酰胺、聚酯等摻合。
（4）液體密封膠
該類密封膠主要用于機(jī)械接合面的密封，用以代替固體密封材料即固體墊圈以防止機(jī)械內(nèi)部流體從接合面泄漏。該類密封膠通常以高分子材料例如橡膠、樹脂等為主體材料，再配以填料及其它組分制成。液體密封膠通常分不干性粘著型、半干性粘彈性、干性附著型和干性可剝型等4類。根據(jù)具體使用部位及要求選擇。按密封膠施工后性能分類（1）固化型密封膠
固化型密封膠可分成剛性密封膠和柔性密封膠兩種類型：a)剛性密封膠硫化或凝固后形成堅(jiān)硬的固體，很少具有彈性；此類密封膠有的品種既起密封作用又起膠接作用，其代表性密封膠是以環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚丙烯酸酯、聚酰胺和聚乙酸乙烯酯等樹脂為基料的密封膠。b）柔性密封膠在硫化后保持柔軟性。它們一般以橡膠彈性體為基料。柔性變化幅度大，硬度（邵爾A）在10～80范圍內(nèi)。這類密封膠中有些品種是純橡膠，大多數(shù)具有良好膠粘劑的性能。
（2）非固化型密封膠
這類密封膠是軟質(zhì)凝固性的密封膠，施工之后仍保持不干性狀態(tài)。通常為膏狀，可用刮刀或刷子施用到接縫中，可以配合出許多不同粘度和不同性能的密封膠。
醫(yī)用膠粘劑的分類與應(yīng)用
涂料中膠粘劑的作用膠粘劑在涂料中的作用是使顏料粒子間相互靠粘結(jié)，使涂層與原紙牢固粘結(jié)，否則，印刷時會發(fā)生故障。如果是顏料粒子之間粘結(jié)不牢，則會發(fā)生掉粉、掉毛現(xiàn)象；如果涂層與原紙之間粘結(jié)不牢，則會在印刷中產(chǎn)生拉毛現(xiàn)象；膠粘劑還會影響涂布紙的油墨接受性和光澤度等質(zhì)量指標(biāo)。膠粘劑的用量一般約占顏料的10%～20%左右。膠粘劑對涂布印刷紙的表面強(qiáng)度起著決定性的作用。
醫(yī)用膠水
目前,醫(yī)用膠粘劑在臨床中有十分重要的作用。在外科手術(shù)中,醫(yī)用膠粘劑用于某些器官和組織的局部粘合和修補(bǔ);手術(shù)后縫合處微血管滲血的制止;骨科手術(shù)中骨骼、關(guān)節(jié)的結(jié)合與定位;齒科手術(shù)中用于牙齒的修補(bǔ)。在計(jì)劃生育領(lǐng)域中,醫(yī)用膠粘劑更有其它方法無可比擬的優(yōu)越性:用膠粘劑粘堵輸精管或輸卵管,既簡便、無痛苦,又無副作用,必要時還可以很方便地重新疏通。分類從醫(yī)用膠粘劑的使用對象和性能要求可分成齒科用膠粘劑和外科用(或體內(nèi)用)膠粘劑;而按照用途,可分為軟組織用膠粘劑,牙科用膠粘劑,骨水泥和皮膚用膠粘劑等。不管哪一種膠粘劑,理想的醫(yī)用膠粘劑應(yīng)滿足:①安全、無毒、無致癌、致畸、致突變;②粘合強(qiáng)度好;③常溫常壓下能與組織快速膠接;④生物相容性好;⑤本身無菌且能抑菌;⑥固化時發(fā)熱量少,以免燙傷組織;⑦難于形成血栓;⑧在組織內(nèi)可逐漸降解、吸收、排泄等。
應(yīng)用1.軟組織膠粘劑
軟組織的粘合目的是促進(jìn)組織本身的自然愈合,所以通常只要保持1周到10天左右的粘結(jié)力。但是它必須能迅速粘結(jié),與水分、脂肪等共存。目前在臨床上廣泛應(yīng)用的軟組織膠粘劑主要有氰基丙烯酸酯、血纖維蛋白等。
1.1 α-氰基丙烯酸酯膠粘劑
膠水
α-氰基丙烯酸酯是一類瞬時膠粘劑,單組分,無溶劑,粘結(jié)時無需加壓,可常溫固化,粘結(jié)后無需特殊處理。由于其粘度低,鋪展性好,固化后無色透明,有一定的耐熱性和耐溶劑性,尤其是它能與比較潮濕的人體組織強(qiáng)烈結(jié)合。該膠粘劑在使用時是以α-氰基丙烯酸烷基酯為主要成分,加入少量高級多元醇酯(如癸二酸二辛酯等)作增塑劑,可溶性聚合物(如聚甲基丙烯酸酯)作增粘劑,氫醌和二氧化硫作穩(wěn)定劑。由于α位置上的氰基是一個吸電子性很強(qiáng)的基因,可使β碳原子呈現(xiàn)很強(qiáng)的正電性,因此有很大的聚合傾向,當(dāng)α-氰基丙烯酸酯與陰離子接觸時,立即受到陰離子的進(jìn)攻而發(fā)生陰離子聚合。因此,當(dāng)其在空氣中暴露或與潮濕表面接觸時,OH離子迅速引發(fā)其聚合。這就是它能作為瞬間粘合劑的原因。α-氰基丙烯酸酯的聚合速度和對人體組織的影響與烷基的種類有很大關(guān)系。
α-氰基丙烯酸甲酯的聚合速度最快,但對人體組織的刺激性也最大。隨著烷基的長度和側(cè)鏈碳原子數(shù)的增加,聚合速度降低,刺激性也減小。有組織曾對α-氰基丙烯酸酯進(jìn)行毒理學(xué)評價,其成人急性毒性試驗(yàn)結(jié)果為:LD50>13g·kg-1,屬實(shí)際無毒級;致癌致畸試驗(yàn)結(jié)果:無致癌致畸性。另外,它還具有在體內(nèi)分解、排泄等特點(diǎn)。較優(yōu)異的性能令它廣泛應(yīng)用于皮膚創(chuàng)口,肝、腎、脾、肺或血管部位的接合和止血,術(shù)口吻合不留明顯瘢痕。目前,國外該膠粘劑品種有AD/here、Cyanobond、Eastman910、AronAlpla等。國內(nèi)比較有名的有504止血膠(主膠為α-氰基丙烯酸正丁酯)、508醫(yī)用膠粘劑(主膠為α-氰基丙烯酸正辛酯)等。
1.2 血纖蛋白膠粘劑
主要成分是血纖蛋白原、凝血酶、血液凝固第Ⅷ因子、Ca2+、抑肽酶等。該膠粘劑屬生理功能性膠粘劑,粘合并不受血小板減少等血液凝固障礙的影響,并較為迅速,不需過高的熱或壓力,不受粘合部位水分影響,生物相容性好,可適度吸收。主要用于軟組織手術(shù)創(chuàng)傷部位的止血,神經(jīng)、胰血管的粘合等。
2.硬組織膠粘劑
2.1 齒科用膠粘劑
齒科用膠粘劑的歷史可追朔到半個多世紀(jì)以前。1940年,首次用于齒科修補(bǔ)手術(shù)的高分子材料是聚甲基丙烯酸甲酯。這種齒科修復(fù)粘合劑的硬度與粘結(jié)力均不夠高,所以很快被淘汰。1965年出現(xiàn)了以多官能度甲基丙烯酸酯為基料,無機(jī)粉末為填料的復(fù)合粘合劑,性能大大提高。至今仍在齒科修復(fù)中廣泛應(yīng)用。齒科粘合劑在口腔中使用,條件比較苛刻,主要原因是:大量水分存在;牙齒表面性質(zhì)的復(fù)雜性;溫度變化;機(jī)械應(yīng)力等,因此牙齒的粘結(jié)與修補(bǔ)要比想象中困難得多。雖然人們經(jīng)過長期的努力,已經(jīng)研制出大量的產(chǎn)品,但效果并不十分理想。
傳統(tǒng)的粘固劑屬于無機(jī)材料,俗稱水門汀,例如磷酸鋅,至今已有100多年的歷史。這種粘固劑分為兩部分,一部分為粉劑,另一部分為液劑,使用時進(jìn)行混合。
這種粘固劑無毒、無刺激,但對牙釉質(zhì)粘合力差,主要靠機(jī)械嵌合力作用定位。它的最大缺點(diǎn)是固化后的粘固劑會慢慢溶解在唾液或水中,壽命較短。
為了克服這種粘固劑的缺陷,人們對磷酸鋅粘固劑進(jìn)行了改性,開發(fā)出羧基化粘固劑,使用時以1.4～1.5g粉劑對1g液劑混合。在固化過程中,液劑中的羧基與粉劑中氧化鋅的Zn2+螯合形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),生成難溶于水的有機(jī)鹽。同時,羧基還能與牙質(zhì)中的Ca2+螯合,故粘結(jié)力大大提高。在羧基化粘固劑中加入單寧氟化鋅合劑,不僅能提高力學(xué)性能,而且對牙齒具有抑制齲蝕的效果。合成樹脂在牙科的臨床應(yīng)用較多,主要承擔(dān)機(jī)械力的作用,多屬于含活性雙鍵的丙烯酸酯及其衍生物。最早用于齒科膠粘劑的聚甲基丙烯酸甲酯由于粘結(jié)效果不好而淘汰。20世紀(jì)70年代后,開發(fā)了許多種聚甲基丙烯酸酯的齒科膠粘劑,性能越來越完善。代表性的產(chǎn)品有:中林等人合成的甲基丙烯酸2羥基3萘氧丙基酯(HNPM)和甲基丙烯酸乙氧基烷基磷酸酯(RhenylP),鮑恩(R.Bowen)發(fā)明的雙酚A雙(3甲基丙烯酰氧基2羥丙基)醚(BisGMA)。這些物質(zhì)的分子中既有親水基又有疏水基,因此粘結(jié)性能優(yōu)良,可用作補(bǔ)牙復(fù)合充填樹脂。
2.2 骨科用膠粘劑
最常見的是骨水泥,它是由單體、聚合物微粒(150～200μm)、阻聚劑、促進(jìn)劑等組成。為了便于X射線造影,有時還加入造影劑BaSO4。骨水泥屬于丙烯酸類。由于骨水泥聚合反應(yīng)過程中釋放出的少量單體易引起細(xì)胞毒性反應(yīng),骨水泥與骨組織界面有纖維組織生長,形成厚的結(jié)合組織膜,并伴有血壓下降,因此存在結(jié)合力不充分的問題。臨床上也常采用多孔性植入體和磷酸鈣系作為骨科用膠粘劑。
2.3 醫(yī)用壓敏膠
醫(yī)用壓敏膠是由彈性體和增粘樹脂組成。所用原料可以是天然橡膠、SIS、SBS、丙烯酸共聚物、有機(jī)硅共聚物、聚氨酯等。早期在該領(lǐng)域中使用最多的是橡膠型壓敏膠帶。由于天然橡膠易老化,往往需要添加多種輔助劑。它具有油溶性,貼敷后,往往會被人體表面及內(nèi)部分泌的脂肪成分所溶解,引起皮膚過敏和粘接力下降。以SIS、SBS等彈性體為主的熱熔型壓敏膠粘帶,具有無色透明、無毒無味、粘接性好、耐老化等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于婦女衛(wèi)生制品及嬰幼兒尿不濕等方面。最近,中國外報(bào)道了采用輻射交聯(lián)和金屬陽離子交聯(lián)研制的丙烯酸酯熱熔壓敏膠,該膠具有眾多優(yōu)點(diǎn)。
目前,醫(yī)用壓敏膠發(fā)展較快,需求量日漸增大,發(fā)展的一個重要方向是在藥物透皮遞釋系統(tǒng)中的應(yīng)用,它能保證該系統(tǒng)與皮膚保持緊密接觸,使藥物的皮膚滲透按設(shè)計(jì)的速度進(jìn)行,另外,它還可作為載藥貯庫骨架或粘性控釋材料,在定向施藥及控制釋放方面發(fā)揮重要作用。目前醫(yī)用膠粘劑種類繁多、用途廣泛,但仍存在各種缺陷。例如α氰基丙烯酸酯類,雖然粘合時間短,但膠層脆性大,分解時不可避免產(chǎn)生甲醛;牙齒用膠粘劑易受溫度、強(qiáng)度、生理環(huán)境因素影響而容易導(dǎo)致粘固不牢等。作為生物醫(yī)用膠粘劑,它本身及其分解產(chǎn)物必須具有良好的生物降解性和生物相容性,研制過程中必須考慮到生物、化學(xué)、臨床和物理等諸多因素。目前,完全理想的醫(yī)用膠粘劑尚未研制成功,要解決的問題很多,還需要人們進(jìn)一步地努力探索和開發(fā)。
成分
丙烯酸酯膠
a-氰基丙烯酸酯瞬干膠、厭氧膠、丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、乙基丙烯酸酯膠粘劑、環(huán)氧丙烯酸酯膠、其它丙烯酸酯膠
復(fù)合型結(jié)構(gòu)膠
金屬結(jié)構(gòu)膠、聚合物結(jié)構(gòu)膠、光敏密封結(jié)構(gòu)膠、其它復(fù)合型結(jié)構(gòu)膠
熱固性高分子膠
環(huán)氧樹脂膠、聚氨酯(PU)膠、氨基樹脂膠、酚醛樹脂膠、丙烯酸樹脂膠、呋喃樹脂膠、間笨二酚-甲醛樹脂膠、二甲笨-甲醛樹脂膠、不飽和聚酯膠、復(fù)合型樹脂膠、聚酰亞胺膠、脲醛樹脂膠、其它高分子膠
密封膠粘劑
室溫硫化硅橡膠、環(huán)氧樹脂密封膠、聚氨酯密封膠、不飽和聚酯類、丙烯酸酯類、密封膩?zhàn)?、氯丁橡膠類密封膠、彈性體密封膠、液體密封墊料、聚硫橡膠密封膠、其它密封膠
熱熔膠
熱熔膠條、膠粒、膠粉、EVA熱熔膠、橡膠熱熔膠、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚胺酯熱熔膠、苯乙烯類熱熔膠、新型熱熔膠、聚乙烯及乙烯共聚物熱熔膠、其他熱熔膠
水基膠粘劑
丙烯酸乳液、醋酸乙烯基乳液、聚乙烯醇縮醛膠、乳液膠、其它水基膠
壓敏膠(不干膠)
膠水
膠粘帶、無溶劑壓敏膠、溶劑壓敏膠、固化壓敏膠、橡膠壓敏膠、丙烯酸酯壓敏膠、其它壓敏膠
溶劑型膠
樹脂溶液膠、橡膠溶液膠、其它溶劑膠
無機(jī)膠粘劑
熱熔無機(jī)膠、自然干無機(jī)膠、化學(xué)反應(yīng)無機(jī)膠、水硬無機(jī)膠、其它無機(jī)膠
熱塑性高分子膠粘劑
固體高分子膠、溶液高分子膠、乳液高分子膠、單體高分子膠、其它熱塑性高分子膠
天然膠粘劑
蛋白質(zhì)膠、碳水化合物膠粘劑、其他天然膠
橡膠粘合劑
硅橡膠粘合劑、氯丁橡膠粘合劑、丁腈橡膠粘合劑、改性天然橡膠粘合劑、氯磺化聚乙烯粘合劑、聚硫橡膠粘合劑羧基橡膠粘合劑、聚異丁烯、丁基橡膠粘合劑、其它橡膠粘合劑
耐高溫膠
有機(jī)硅膠、無機(jī)膠、高溫模具樹脂膠、金屬高溫粘合劑、其它耐高溫膠
聚合物膠粘劑
丁腈聚合物膠、聚硫橡膠粘合劑、聚氯乙烯膠粘劑、聚丁二烯膠、過氯乙烯膠粘劑、其它聚合物膠
修補(bǔ)劑
金屬修補(bǔ)劑、高溫修補(bǔ)劑、緊急修補(bǔ)劑、耐磨修補(bǔ)劑、耐腐蝕修補(bǔ)劑、塑膠修補(bǔ)劑、其它修補(bǔ)劑
其它膠粘劑
導(dǎo)電膠、紫外線膠、塑料粘合劑、耐酸堿膠、耐低溫膠、應(yīng)變膠、水下膠粘劑、真空膠、點(diǎn)焊膠、醫(yī)用膠、紙品用膠、導(dǎo)磁膠、防磁膠、防火膠、防淬火膠、防淬裂膠、動物膠、植物膠、礦物膠、食品級膠粘劑、其它膠水
