“铁浆糊”的胶接机理是什么？

法国电视台曾播放过这样一个广告镜头：一个人倒挂在天花板上，原来他的鞋底涂了一层十分可靠的胶接粘合剂。不要以为广告商在故弄玄虚。当今世界上确有许多出类拔萃的胶接粘合剂问世。在一次公开展览中，人们将2根宽25毫米的钢板互相叠合并粘合成12毫米长的一段（粘合面积为300毫米2），结果它竟能吊起一辆1.5吨的汽车而不会断裂。人们把有如此神通广大的粘合性能的胶接粘合剂美名为“铁浆糊”。在许多人的心目中，浆糊仅仅只能粘合一些纸盒纸袋，粘贴标签而已，至于铁浆糊的胶接充其量只比一般浆糊牢一点，谈不上“可靠”。其实早在20世纪50～60年代，西方国家生产的秃鹰式轰炸机、三叉戟式截击机、反潜巡逻飞机以及一些直升飞机的许多部件，乃至旋翼都是用这种铁浆糊胶接上去的。

目前各种优异的铁浆糊胶接粘合剂已广泛地用于航空工业，尤其是制造飞机上的蜂房结构。在加工或装配时，为了使合金铝板保持不变形和最佳的应力分布，或者在厚度不变的前提下增加强度，这种胶接比传统的铆钉优越得多。从抗腐蚀这一点来看，铁浆糊胶接也承受了严峻的考验，今天在协和式超音速客机或“空中客车”式客机上使用的这种铁浆糊粘合剂，已能承受120度的温度长达1万至5万小时而性能保持不变，这大约相当于20年左右的使用寿命。

这种铁浆糊胶接工艺还被用于网球拍、滑雪板、自行车、车辆、制鞋、建筑、书刊装订业，在牙科和外科手术中它能有效地取代夹子和缝合。

然而铁浆糊胶接虽然在世界上得到应用，但一个本质问题至今还不能直接解释，即：它为什么能如此有效地将材料粘合起来，而且如此结实。科学家们认为铁浆糊的胶接一般都离不开固化。物理学家的解释是，固化就是它所含的胶发生物态变化，一般是从液态变成固态。而化学家则认为固化一般是化学反应的结果。但是人们又发现，从固化的角度研究并不能说明胶接的本质。那么铁浆糊的胶与材料表面之间到底发生了什么现象呢？对此已出现多种说法不一的解释。

最早的解释理论是从力学的角度提出的。它认为胶仅仅是附着在物体的表面，同时又浸入到表面的细孔和洞眼中。这种解释颇为简单。

有人立足于浸润的机理加以解释。认为铁浆糊的胶必须能浸润它所要粘接的表面。当胶滴能完全在表面摊开时，胶才能将它粘接起来。只要测出材料的表面张力，便能得出胶对它的浸润程度和附着力。例如，在生产汽水瓶罐时要使铝和聚乙烯粘合在一起，由于熔化的聚乙烯能很好地浸润铝表面，因此它们之间的胶接就特别牢固。

还有一种吸附理论提出：在极近的距离内，分子间存在引力即所谓的“范德瓦尔斯力”。如果某个分子是极性分子（即它的一端带正电，另一端带负电），那么，它会使附近的分子感应出极性，因此它们就会因静电作用而互相吸引。

还有一种理论，把胶称为“带钩的原子”。认为在某些情况下胶与材料是化学的联系。其出发点是二层聚合物之间有相互渗透作用，分子的相互扩散使胶与材料紧密地结合在一起。

最新的解释是电化理论。很久以前人们就注意到，当粘性接触在真空中被扯开时，会出现放电现象。这与晶体破碎时发生的现象相似。如果剥离粘在金属表面的聚乙烯膜，也可观察到类似的放电现象。这说明，铁浆糊粘合剂可能类似一个电容器，当两片分离时，即产生内部电场，这种电的相互作用随着表面处理、氧化和温度等条件而有所变化。这种电化理论是颇有价值的。因为最近的研究表明，聚合物与金属的结合同半导体、与金属的结合十分相似。也许有一天人们会发明胶（铁浆糊粘合剂）作为集成电路。

随着生产的发展，需要粘合的材料越来越多，铁浆糊粘合剂的应用也将越来越广泛。可是究其原因，人们还迟迟末能得到满意的解释。它向人们表明，在物体表面还有未曾揭开的奥秘在等待着人们去努力探索。