常用接著劑的類型與硬化條件,以及基本觀念

由於現代人都只聽重點,所以我們不講廢話直接跳入主題吧!

關於接著劑的基本觀念

在一般人的經驗裡,使用接著劑卻失敗(這裡是指結果與預想完全不同的情況,而非接著力不夠)的情況很常見,由於多數接著劑的硬化過程是一種化學反應,這意味著如果觸發反應的必要條件不存在,那麼這個反應就不會發生,即使你認為只差一點點也一樣。

液態水在常溫常壓下轉變成固態冰的必要條件就是零度的溫度,許多人認為0.5度與0度很接近,但是0.5度的水就是不會結冰,也沒有所謂結一半冰這種狀況,條件滿足了就是滿足了,沒有滿足就是沒有,yes與no不存在中間,也沒有所謂「差不多」,這是關於接著劑的第一個基本常識~「硬化條件滿足了就硬化,沒有就不硬化,沒有所謂的差不多。」

第二個關於接著劑的常識就是~「一個接著劑與某個材質之間的附著力,與這個接著劑和另一個不同材質之間的附著力完全無關。」

舉例來說,一般人以為若是接著劑A與B在木材上所產生的附著力是A大於B,所以在另一個材料上的情況也一樣會是A大於B。

很可惜上述想法完全不成立。因為一個接著劑與不同材料之間的附著力是完全獨立的事件,不存在任何類比的可能性,所以選擇接著劑時的重要觀念就是先決定好你到底要黏什麼材料。

另外需要釐清的一件事就是,這裡所指的是被接著劑直接接觸到的部分是什麼材質,不是指在認知上是什麼材質,如果你滴一滴快乾在路邊的汽車引擎蓋上,快乾所接觸到的是最表層的金油,主要成分為樹酯,而不是認知上汽車板金的材料~「鐵板」。

第三個觀念就是~「附著力存在於兩者之間」

所以一般人會問說~『某個接著劑黏的緊不緊?』這種問題其實無法回答,因為你沒說要用這個接著劑黏的對象物是什麼材料,所以問題不成立也無法回答,正確的問題應該是「這個接著劑與某個材質(對象)的附著力如何?」。

更何況人們經常是拿一個接著劑試著把兩個不同材料黏結起來,例如你試著用接著劑黏結A與B材料,所以你應當問的問題其實有兩個~「這個接著劑與A材料的附著力如何?」以及「這個接著劑與B材料的附著力如何?」,因為對象材料不同所產生的附著力也必然不同,而且可能差很多。

常見的三種硬化條件

大致上來說,我們日常所使用的接著劑依據硬化的條件可以分為三種~

1.隔絕氧氣硬化的
2.加入硬化劑硬化的
3.接觸水氣硬化的
4.溶劑揮發硬化的

除了以上三種之外當然還存在其他形形色色的接著劑,但是由於很少見,所以不在這裡贅述。

1 . 隔絕氧氣才會硬化的

這種接著劑的代表就是常見的「瞬間膠」了,或者叫做「快乾」,在對面叫做「501」,依據這種硬化方式的統稱為「厭氧膠」或「缺氧膠」。

這種接著劑的硬化條件就是必須隔離氧氣,但由於空氣中就有氧氣的存在,所以隔離氧氣與隔離空氣大致上是同一回事。

我們來作一個簡單的實驗吧~如果你滴一滴瞬間膠在手指頭上,這滴理論上永遠不會硬化,但是如果你用另一隻手指捏住,由於這時創造了一個不存在空氣(氧氣)的狀況,所以這滴夾在其中的瞬間膠會瞬間硬化。

不過話說回來,市面上的瞬間膠通常是厭氧膠的原始成分再參雜了其他配方而成的東西,所以這個「隔絕氧氣才會硬化」的條件其實有一點被模糊了。
理論上來說瞬間膠必須完全隔絕氧氣才會硬化,不過由於這種要求對於一般情況來說太嚴苛所以辦不到,就如同在硬幣上滴一滴瞬間膠再疊上另一枚硬幣壓緊,即使這樣作通常也不會硬化,這是由於硬幣表面有人像文字等等凹凸,以至於相疊時在這些很小的空隙裡仍然存在空氣,所以不會硬化。

好消息是市面上存在著一種叫做瞬間膠催化劑的東西,可以在沒有隔絕空氣的條件下也能讓瞬間膠快速硬化。

另外,根據實際的使用經驗來看,大廠牌的瞬間膠似乎對於完全隔絕空氣這個必要條件比較寬鬆,只要大致上隔絕空氣就會硬化了,這樣來說實用性會比較高,因為在多數情況下要做到完全的隔絕空氣其實並不容易,但相對的價錢也貴了不少。另外,瞬間膠硬化時常常會在周邊引起白霧,也需要謹慎考慮。

2 . 加入硬化劑才會硬化的

這種接著劑的代表性選手就是許多人都很熟悉的環氧樹脂了,在接著劑的世界裡被稱為「AB膠」,除此之外還有保利樹酯、壓克力樹酯等等其其他你聽過或沒有聽過的樹酯,如果把通常當作灌注材料的橡膠、矽膠都算進來那就更多了。
注:這些材料因為一樣必須有黏性才能達成任務,所以實務上「塗料」與「接著劑」與「灌注材料」通常都是類似或根本一樣的東西。
這種接著劑的硬化條件很明確也很易懂,加入硬化劑並攪拌均勻(有時容易有時不容易)就會開始硬化。

值得一提的是這種類型的接著劑通常(不是絕對)若是提高溫度就可以大幅縮短硬化時間,而有些是一定要加熱才會硬化。

另外一般人比較不了解的是,雖然常見的就是一個主劑加一個硬化劑這種組合,但其實也有「主劑A加主劑B加硬化劑」或是「主劑加硬化劑A加硬化劑B」這種少見的組成方式,甚至有更奇怪的。也由於這樣的原因,這種類型的接著劑在使用上最好乖乖的依據原廠的說明確實照辦,尤其是混合比例。

雖然只要不混合硬化劑就不會硬化,不過有些這種接著劑的硬化劑會隨著時間經過而變質或乾掉,所以最好不要購入超過所需的量。
兩液型樹酯

3.接觸水氣才會硬化的

一般來說,除了上述兩種以外幾乎都是屬於這種類型的接著劑。
只要曾經開罐過就會隨著時間經過慢慢硬化,甚至到最後整罐都硬如石頭的。

這種類型的硬化條件就是必須接觸水氣(空氣中的濕氣),可以說與第一種的厭氧膠剛好相反,大致上可以理解成為了完成硬化過程,必須要從空氣中持續吸收特定份量的水氣才能走完整個硬化流程,所以重點是必須源源不絕的供應(空氣中的)水氣。
注:由於空氣中必然存在水氣,所以接觸空氣與接觸水氣基本上是同一回事。
這種類型的接著劑在使用上必須注意的是,盡量使用在接著劑可以輕易接觸到水氣的開放環境,如果是用在完全密閉的環境例如在盲孔內點接著劑再塞入塞子,或是盲孔的螺牙這種沒有足夠空氣(水氣)來反應的密閉環境,可能無法完全硬化。

這種接著劑可以說是使用上最簡單的,但是應化過程稍慢,通常至少要一個晚上才足夠。

室內裝潢常用的填縫用矽膠或是汽缸墊片膠等等都是。

4 . 溶劑揮發就硬化的

這種接著劑的硬化不是化學反應而是一種物理過程。
常見的有漿糊、黃色強力膠、瀝青等等。

它們通常是某種乾燥時近乎固體但濕潤時帶有黏性的物質,經由加入大量適當溶劑溶解後成為流動狀,然後隨著溶劑揮發的過程而乾燥硬化,順便也把接觸到的東西黏住了。

這種接著劑的特色是乾燥後可以再加入大量溶劑讓它回到原始的流動狀態,換句話說,硬化(乾燥)過程是完全可逆的。

我們以經常被錯誤使用的黃色強力膠來說明使用方式~先在要黏結的物件上均勻塗佈接著劑,這時的狀態是溶解在大量溶劑所以流動性佳(但沒黏性)容易塗抹的狀態,然後等待其中的溶劑揮發掉大部分之後變成有黏性(但沒流動性),再加壓黏起來,放置約一晚讓剩餘溶劑完全揮發。

上述的過程可以想像成是一種可以被適當溶劑溶解的雙面膠帶,或者說是一種液體狀態的雙面膠帶。

其實還有熱熔膠

作為熱塑性塑膠的熱熔膠只要加溫到某個程度就可以溶解為液態,塗佈後在降溫回到固體狀態,基本上與前述的靠著溶劑溶解在固體與液體狀態中來回變化的類性一樣。

不過由於熱熔膠只有自己自成一類,而且原則上它應該算是一種塑膠原料而非接著劑才是,所以在這裡就沒有歸為一類了。

基本上可以說,所有的熱塑性塑膠就等於是熱熔膠。

選擇接著劑的重點

*要黏什麼材質?
接著劑與材質之間的關係很關鍵,若是大廠牌通常可以給出一些測試數據當成參考,而一般市面上的接著劑就只能看看使用說明然後實際試用看看了。

*要多強壯?
要求不高的情況下,可以選擇的接著劑通常還不少,但是如果提高標準的話剩下的選擇就很少了。

注:某些難接著的材質不論是什麼接著劑都只能產生微小的附著力,例如~PP、矽膠、鐵氟龍等等。
*硬化條件容易辦到嗎?
不同接著劑的硬化條件在你的使用情況下容易達到嗎?有很精準的電子秤嗎?有能加熱到120度的烤箱或設備嗎?有抽真空設備嗎?有很濃稠的接著劑需要的攪拌設備嗎?

*硬化時間長短?
硬化時間夠快的情況也許可以用手抓著物件暫時固定,但是硬化時間長的接著劑就必須配合某些用來固定的治具了。
你手邊有這些必要的治具嗎?或是你有能力製作出來嗎?

*接著劑使用起來容易保持周遭整潔嗎?
很多接著劑因為太濃稠所以塗佈時容易牽絲到處沾黏,把要黏結的物件周遭弄的一團亂,然後也許事後又難以用適用的溶劑來清潔(如快乾的白霧現象),像這種需要黏的整潔乾淨的情況就要好好考慮接著劑的選擇了。

*接著劑的濃稠度?
較濃稠的接著劑必須先塗佈然後再把物件擺至定位固定直到硬化為止,較稀的接著劑可以先把物件擺置定位固定好之後再從周邊滲透依靠毛細現象吸進去。

最後再補充一個重要觀念~如果你對於這個接著劑的使用方式沒有絕對把握,就確實依據原廠說明完全照辦。
By 紅月設計團

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