郵票背膠為什麼沾點口水就有黏性？

在《膠帶是如何粘住物體的？》(http://zhidao.baidu.com/daily/view?id=5421&preview=1) 和《為什麼膠有的時候粘不牢？》(http://zhidao.baidu.com/daily/view?id=7038) 這兩篇文章中我們提到，一種粘合劑要想牢固粘住物體，首先它必須能夠很好覆蓋在要粘合的物體表面，即能夠浸潤物體表面，其次這種材料還要有足夠的機械強度，阻止外力將它粘合的兩個物體分開。

但是這樣就帶來了一個矛盾：要想具備足夠的機械強度，我們就必須選擇固體，特別是高分子材料，作為粘合劑的主要成分，然而這些材料不能流動，無法很好地與要粘合的物體表面充分接觸；而另一方面，液體能夠流動，可以很好地覆蓋在物體表面，但它們通常強度很低。因此，粘合劑要想發揮作用，通常必須經歷一個叫做固化的過程，也就是說一開始以液體的形式存在，但與要粘合的兩個物體接觸後又能變成堅硬的固體。

那麼如何實現固化的過程？一個最簡單的辦法自然是通過溶液揮發來實現。例如糖本身是固體，如果幾粒糖掉在餐桌上，我們只要用手輕輕一抹就可以把它們從桌面上清理掉。但如果糖水灑到桌子上，經過一段時間後水揮發掉了，殘留下的覆蓋在桌子上的一層糖就只能用濕抹布才能擦掉。這是因為溶液可以流動，使得糖的分子與桌面有了更好的接觸。隨著水的逐漸揮發，糖的分子就牢固地留在了桌面上。

各種高分子材料的分子雖然要比糖大得多，但很多情況下我們仍然不難找到合適的溶劑去溶解它們。如果我們把溶液塗抹到要粘合的物體的表面，那麼溶在其中的高分子材料就會在溶劑幫助下與物體表面發生親密的接觸。當溶劑揮發後，兩個物體之間就被一層堅固的高分子材料牢牢連接起來，粘合的任務也就宣告完成。另外，有的時候被粘合的物體本身有很多微小的孔洞，那麼溶劑不僅會揮發，還可以滲透進這些孔洞，把溶在其中的高分子化合物留在表面。因此，只要找到合適的溶劑將高分子材料配成溶液，一種粘合劑就做好了。

除了將高分子材料的溶液直接用於粘合兩個物體，我們還可以先將溶液塗到其中一個物體的表面，然後讓溶劑揮發，這個物體的表面就留下了一層高分子材料的薄膜。由於失去了溶劑，這層薄膜不會有任何的粘性，但只要我們用少量的溶劑將它潤濕，溶液重新形成，薄膜就會再次「煥發活力」，可以用來粘住另一個物體。這樣的膠有時被稱為「再濕膠」，在實際生活中的應用也非常廣泛，郵票的背膠就是一個很好的例子。

用舌頭舔舐郵票背面時，唾液潤濕郵票的背膠，背膠重新恢復粘性 （圖片來源：https://www.pinterest.com/pin/565905509400813719/）

通過溶劑揮發來完成粘合劑的固化這種方法在生產和使用上都簡便易行，並且常用的溶劑大都成本低廉，因此溶劑形式的粘合劑曾經在市場上佔有很高的份額。然而近些年來這一類粘合劑正在越來越多地遭到淘汰，一個重要原因是用作溶劑的通常是各種有機物，因為容易揮發，所以又被稱為揮發性有機物(VOC).目前已經有許多揮發性有機物被證實會對人體健康造成一定程度的損害，例如苯是世界衛生組織確定的1類致癌物，也就是對人體有明確致癌作用的物質，能夠增加患白血病的風險[1]。其它許多揮發性有機物也能夠不同程度地對身體造成負面影響。

當粘合劑固化後，這些揮發性有機物並不會憑空消失，而是進入了空氣，如果被人吸入體內，就有可能對健康造成危害。特別是在工廠車間等工作場所，使用者長期、大量地接觸粘合劑中的揮發性有機物，如果室內通風不夠，就更容易造成使用者中毒。近年來由於使用粘合劑而導致使用者患上各種職業病甚至死亡的消息時有發生，很多都是由於使用者吸入粘合劑中的揮發性有機物所導致。另外，揮發性有機物多數易燃，這也是溶液類型的粘合劑的一個潛在的安全隱患。基於這兩點原因，設法降低甚至消除粘合劑中的揮發性有機物含量的呼聲日益高漲。

那麼如何實現這一目標呢？一個辦法是設法提高溶質在粘合劑中的濃度，一定質量的粘合劑，溶在其中的高分子材料越多，溶劑含量自然越低，因而進入空氣並且對使用者造成潛在威脅的揮發性有機物的量自然更少。然而各種高分子材料在溶劑中的溶解度往往有一定的上限，超過一定的濃度，我們就很難把更多的高分子材料溶解進去，因此這種辦法雖然能夠一定程度上減少揮發性有機物的危害，但並不能徹底消除。

另一種辦法是改用對人體無害的水作為溶劑。剛才我們提到，有很多高分子材料可以溶解在水中。即便是那些無法溶在水中的高分子化合物，我們也可以用其它的方法讓它們穩定地分散在水中。例如常用的白乳膠就是聚醋酸乙烯酯這種高分子材料分散在水中得到的乳液。以水為載體的粘合劑由於基本上消除了揮發性有機物，對環境的友好程度大大提高，近些年來逐漸取代基於有機溶劑的粘合劑，為越來越多的消費者所接受。

白乳膠是一種常見的以水為分散劑的粘合劑 （圖片來源：http://zsdqjxq.myjidian.com/show-bairujiaoyouduma.html）

不過，以水為溶劑的粘合劑也並非沒有缺點。首先，水的揮發速度比大多數有機溶劑要慢，因此使用者需要等待更長的時間才能將部件粘合牢固，在許多應用場合特別是大規模的生產中，這往往意味著生產效率的大幅下降和生產成本的顯著提高。其次，在前面我們提到，一種膠要想牢固粘住物體，首先就必須能夠浸潤這種物體的表面，而水在這方面的表現要比大多數有機溶劑差得多。同一種粘合劑，將溶劑從有機物換成水之後，有些固體表面可能就再也粘不牢了。這也大大限制了基於水的粘合劑的應用。

那麼，有沒有其它的固化方法，既能保證膠的良好性能，又不至於對環境和使用者健康造成明顯損害呢？答案是肯定的。接下來我們就將了解另外幾種常見的固化機制。

注釋：

[1] 另一種有明確致癌作用的揮發性有機物是甲醛。但甲醛雖然同樣經常出現在粘合劑中，通常並不是作為溶劑，而是通過化學反應幫助粘合劑固化。

(作者：魏昕宇）

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