胶水——20万年前的发明(2)

胶水——20万年前的发明(2)

摘要:从最初将石器和木柄粘在一起的粘合剂,到新型人工合成胶剂,胶水这门古老发明的创新脚步从不停歇。

新型合成胶剂的发展

1690年,荷兰第一家商业胶水厂的建立拉开了现代胶粘剂的发展序幕。这家胶水厂同样采用的是动物胶的原料。动物胶制品有一个好处是可以废物利用,英国人彼特·佐梅尔就从制鲸油人丢弃的鱼块垃圾中挑选大块的鱼肉、鱼尾和鱼鳍制成了胶水,还在1750年成功申请了第一个英国胶水专利。

接下来几十年里,关于胶水的专利频现,这也意味着现代制胶工业的飞速发展:1876年,美国罗斯兄弟获得了第一项用于生产酪蛋白胶的美国专利;1867年,美国颁发了一项关于糊精(一种淀粉衍生物)粘合剂的专利;1862年,一项通过电沉积法将金属与黄铜电镀的英国专利被颁发。

19世纪末之前,因为易于干涸、储藏期短,胶水生产出来以后的销售范围只局限在当地或半径较短的周边。成立于1876年的勒佩吉公司(创始人威廉·勒佩吉)率先找到了解决之道。盐分是胶水最大的障碍,所以制造鱼胶时,他们用碳酸钠清除了鱼胶中的盐分,让制成的胶水不仅更加粘稠耐用,而且可以储存数月,历经长途运输而不干涸。勒佩吉的胶水还可以随用随取,而别的胶水在使用前必须加热。所以在1880年,公司推出家用胶水以后,勒佩吉公司在世界各地卖出的胶水多达4700万瓶。

植物淀粉用于制胶已有上千年历史,但未用于家具制造业。在1905年,美国印第安纳州的弗兰克·加德纳·珀金斯率先尝试用木薯粉代替肉类和鱼类制胶,成功制造出第一支植物胶。不过,尽管植物胶水生产成本相对较低,勒佩吉也生产出了随用随取的液体胶,但在当时主导市场的仍是用牛和马制成的胶水。

1910年是胶水的关键一年,由酚醛树脂发展合成的胶合板意味着合成胶水的诞生。来自瑞典的鞋匠,亚历克斯·卡尔森(Alex Carlson)是第一位靠合成树脂制胶赚钱的人。1922年,他收集瑞典电影制片厂用剩的赛璐珞,混以丙酮,制成了多功能胶水。

到20世纪30年代,由于高分子材料的出现和现代工业特别是航空工业发展的需要,出现了以合成高分子材料为主要成分的新型胶粘剂。在第二次世界大战期间,由于当时飞机制造上的需要,胶粘剂得到了迅速的发展,出现了酚醛-缩醛胶、聚氨酯胶等新胶种。

在20世纪50年代,开始出现了环氧树脂胶粘剂。环氧胶具有强度高、种类多、适应性强等特点,成为主要的结构胶粘剂。

1980年,日本钟化集团最初开发出商品名为“钟化MS聚合物”的硅改性聚醚密封胶,作为高性能的弹性体密封胶,在日本发展迅速。

多种新材料的合成粘剂不断出现,直至今天,新型合成胶剂的发展仍在继续。

古代生活

古人做家具会用到胶水吗?

现代家具制造中,无论是合成板材还是实木家具,结构、部件的组合都少不了胶水的帮助,这让人不由得联想:没有现代胶水的古时,人们是怎样制作家具的呢?

传统的榫卯结构是最常见的解决方案。这是一种河姆渡时期就已存在,在汉朝以后成熟并广泛应用的木工技术。榫又叫榫头,是木质构件上凸出的部分;卯又称榫眼,是木材经加工凹进的地方。凹凸部位相结合起到的连接固定就是榫卯结构。在钉子普遍昂贵易锈的时期,榫卯结构是我国古代家具制造的智慧结晶,不过这并不代表家具制造不用胶水。

古代没有化工胶水,工匠们最常使用的是鱼鳔胶。鱼鳔胶常常被用作辅助材料,因其制作过程耗时耗工,也主要见于宫廷家具。鱼鳔胶,顾名思义取材来自鱼鳔,且选择个头较大的深海鱼均匀、厚实的鱼鳔为佳。经过清洗、浸泡、杵磨、拉丝、熬煮、过滤、晾晒等一系列复杂工序,成品的鱼鳔胶成小条状,易于存储。使用时需再次熬化,并伴随季节使用稀稠不等,正所谓“冬使稀,夏使稠,春秋两季使将就。”

鱼鳔胶不仅可以起到胶水的粘合固定作用,还具有不错的物理伸缩特性,结合榫卯结构使用,能伴随季节更迭中木材结构的热胀冷缩形成弹性连接;同时鱼鳔胶在维修时加热就可轻松拆卸,避免因为硬性分离撕裂损害家具木材。

奇思妙想

胶棒的灵感

来自万里高空

在文具领域,胶水多用于粘合纸张附件、制作手工,这样的胶水常被装在避光的瓶罐里,使用时要借助刷子涂抹,不仅不便于携带,还容易打翻或滴漏,弄得满手粘稠、一片狼藉。所以当1969年德国汉高公司推出采用固体胶水形态、即扭即用的“百特牌”胶棒时,立即风靡市场。推出后不到两年,百特胶棒就打开了38个国家的市场。到了今天,百特胶棒的市场已经遍布世界上120多个国家,年产量高达1.3亿支,累计出售约25亿支。

百特胶棒创意的发明者是汉高公司的制造研究员沃尔夫冈·迪尔里希博士。在百特胶棒的官方档案里,迪尔里希博士的发明灵感来自于一次高空飞行。坐飞机出差的过程中,坐在迪尔里希附近的一名女士从包里拿出一只唇膏,开始细细涂抹。这再平常不过的举动却让迪尔里希开始思考:如果涂抹胶水能像涂抹唇膏一样灵巧方便,如果这种细细的可旋转的容器里装的是固体胶棒,如果胶水可以随身携带、即拧即用……等到飞机从万里高空降落的时候,他已经有了一个改变胶水市场的想法。从此,干净、方便的胶棒加入了文具胶水的家族。

责任编辑:叶其英校对:总编室最后修改:
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