Journal of Adhesion主編路易斯·H·夏普對這個看似簡單實則複雜的問題提供瞭如下回復:
“對於這個問題,我能給出的最簡單的答案是,壓敏膠(聚合物)之所以‘發粘’或‘粘性強’,是因為它們本質上是非常高粘度的液體,同時還具有一些彈性特性——用技術術語來說,它們是‘粘彈性’的。這種特性意味著它們表現出液體的某些特性,因此它們會‘潤溼’被壓在其上的表面。但是,由於它們的彈性,它們會在受壓時抵抗分離。因此,‘粘性’嚴格來說是一種物理(粘彈性)現象,而不是化學現象。”
本傑明·E·拉斯是加州大學聖地亞哥分校應用力學與工程科學系的助理研究員。他補充了一些細節
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“膠帶粘性的本質上有兩個根本不同的組成部分:粘附力和內聚力。粘附力是兩種不同材料之間的結合力,而內聚力是兩種相似材料之間的結合力。當兩種材料相互接觸時,表面分子會相互作用,產生吸引力,這些吸引力可能是物理的、化學的或靜電的(分別對應於吸附、共價鍵或範德華力)。當分子相似時,例如在兩個‘膠分子’的情況下,內聚力使膠水自身粘在一起。當分子不相似時,例如在膠分子和基材分子(膠水粘附的表面)的情況下,粘附力將膠水固定在基材上。因此,膠帶的‘粘性’是由膠材料分子自身粘附以及粘附在基材上的分子力的組合引起的。”
3M工業膠帶和特種產品部門的研究人員提供了一些更全面的資訊
“壓敏膠和基材(它粘附的表面)之間沒有化學鍵合或反應。壓敏膠是一種粘性的、粘稠的、類似液體的材料,僅透過壓力即可粘附到表面。為了良好地發揮作用,它應該對錶面具有良好的粘附力,並具有良好的內聚力或內部強度。為了獲得良好的粘附力,重要的是粘合劑可以容易地在表面上流動。流動的程度或自由度通常決定了粘附的強度。流動的程度取決於材料的表面能和粘合劑的表面能之間的差異。壓敏膠傾向於在高表面能材料上流動,例如金屬、玻璃和塑膠,如丙烯酸、聚碳酸酯和尼龍。壓敏膠在低表面能材料(如聚乙烯、聚丙烯和特氟龍)上不易流動。”
“粘附機制包括機械粘附和特定粘附。當粘合劑流入基材的紋理中時,就會發生機械粘附。特定粘附包括靜電力、範德華力和粘合劑與基材之間發生的酸鹼相互作用。在丙烯酸壓敏膠的情況下,粘合強度通常會隨著時間的推移而增加。這種不斷增長的‘粘性’程度是由於粘合劑需要很長時間才能流動到表面紋理上和紋理中,以及粘合劑聚合物需要很長時間才能與表面對齊以產生相互作用。”