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21世紀粘接技術方向

  • 時間：2012-7-9 17:39:57

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1　發展總趨勢
*膠粘劑品種和產量不斷增加
*向環保型膠粘劑發展
*發展功能型、專用型膠粘劑
*開發極端條件下使用的膠粘劑
*將新技術用于膠粘劑生產
*從2維粘接向3維技術發展
*膠粘劑—涂料—復合材料形成相輔相成的#角關系
2　新技術應用猜想
2.1　作為醫用膠粘劑用于人類醫療事業是這類膠的主要用途之一。它應滿足下列要求：1）化學安定，無毒，不會導致炎癥、血栓或癌變，無排異反應；2）在水或體液存在下也能產生強力粘接；3）使用方便，可常溫快速固化；4）與生體組織相適性好，膠層有韌性；5）能進行滅菌處理，無菌保存不易變質；6）固化放熱量少，最好不放熱；7）分解產物不影響創面愈合；8）其使命完成后可通過代謝作用消除或被人體吸收。現在我國已將α-氰基丙烯酸酯系列膠，如504，508，661（α-氰基丙烯酸異丁酯）用于醫療。并且研制成功了半生物活性材料聚乳酸，它與生物體有良好的相適性，容易代謝排出體外，是很有希望的一種醫用膠粘劑。若目前正在大力研究的人體器官克隆技術獲得成功，一旦人體某一器官壞了，就能馬上克隆一個換上。在克隆人體器官時也需用生物膠粘劑粘接血管，神經等，我們可以期望生物活性膠粘劑會在不久的將來研制成功。
2.2自1961年加加林乘火箭升空至今整整，40年了。這期間宇航事業獲得了飛速發展。現在翱翔在我們上空的各種人造飛行器已超過萬顆。繼前蘇聯的和平號空間站之后，1個更新更大的國際空間站正在裝配中，太空旅游已不再是神話。可以毫不夸張地說，21世紀宇航將是1個規模很大的高新技術產業。而航天器或空間站的制造與裝配都離不開膠粘劑。對宇航用膠粘劑的要求是很苛刻，嚴格的。主要有以下幾條：1）要能承受太空極大的溫度交變；2）能耐受強烈的宇宙射線，太陽射線；3）能在真空中長期工作；4）不但拉伸、剪切、沖擊等綜合力學性能好，而且可靠性要極高；5）密度要盡量低，以減輕飛行器自重；6）其使用壽命要不低于飛行器的壽命；7）工藝性能優良，如常溫固化，施膠方便等。
2.3現在的膠粘劑拉伸強度能達20~30MPa就不錯了。但是根據理論設計粘接界面中只存在色散力時其拉伸強度就可達1500MPa，可見提高粘接強度是大有潛力的。隨著現代高科技的發展，研究手段越來越先進，為這一目標的實現奠定了基礎。例如，現在利用隧道顯微鏡已能直觀地看到分子、原子的結合形態，粘接界面構造等，從而可以弄清諸如弱界面層形成的原理、界面破壞機理等粘接理論問題，這就有可能從根本上為大幅度提高粘接強度找到途徑。要達到理論強度值雖然不大可能，只要提高1個數量級也就很不錯了。
2.4　集成電路塊、納米電動機、納米機器人、微型電腦、微型手機等微電子電器都離不開微電子膠粘劑。雖然其用量不大，但非常重要，附加值也很高。這類膠粘劑技術要求也很高，例如：施膠時不能有一點擴散，膠線越細越好，最好能達0.2nm；由于被粘件很小，很嬌氣，要求膠層能常溫快速固化，固化不發熱，不排放腐蝕性氣體，以及化學穩定性，耐老化性要好。
2.5　現在使用的導電膠都是將導電顆粒加到不導電的膠中制成的所謂填料型導電膠。這種導電膠的導電性與導電粒子的大小、電阻率、電阻溫度系數等有關，所以其電阻率不穩定。所謂結構導電膠就是高分子本身具有導電性。3位今年的諾貝爾獎獲得者黑格等將不導電的聚合物經特殊處理使其能象金屬一樣導電。可以期望不久的將來定能開發出這種性能優良的結構導電膠，并將其用于發光二級管、太陽能電池、移動電話等領域。
2.6現在的有機膠粘劑其耐溫一般在200℃以下，耐溫性最好的某些有機硅和芳雜環樹脂也不超過500℃。無機膠耐溫性雖然可達。800甚至1000℃以上，但又具有性脆的致命弱點。21世紀能否研制出具有更高鍵能及更高熱分解溫度的新型高分子材料，或找到1種能使現有的高分子在高溫下不易分解的熱穩定劑呢，這是1個既艱難又極有價值的課題。
2.7　根據粘接的酸堿(jian)理論(lun)和擴散理論(lun)，在一定條件(jian)下，相同(tong)(tong)或不相同(tong)(tong)高分子之間(jian)是(shi)有(you)(you)可能不同(tong)(tong)用膠粘劑而(er)直(zhi)接進行粘接的。葉先科和張開(kai)在幾(ji)年前就曾利用酸堿(jian)理論(lun)成功地將2種不同(tong)(tong)的薄膜復合(he)起來(lai)。這也(ye)是(shi)一個很有(you)(you)希望、很有(you)(you)價值、應當繼續研(yan)究的課題。