胶带的工作原理

粘合当然不是从胶带开始的。古埃及的木工使用动物胶原蛋白制成的天然胶。自然的，粘性的物质蜂蜡树脂总是有效地将材料结合在一起[来源:THToC]．

在胶带出现之前的现代，胶水和环氧树脂做了大部分的粘工作。但它们有严重的缺点，尤其是在家庭使用中。凌乱，持久，干燥到坚硬的表面都是传统的胶水它通常通过化学方式粘合，对于小而快速的日常工作来说不太好。

胶带中使用的粘合剂的工作原理不同。它们被称为压敏粘合剂（PSA)包括硅酮、丙烯酸树脂和橡胶等材料——所有添加粘性树脂以增加粘性的聚合物[来源：ThomasNet]．这些公益广告依赖于物理反应，而不是化学反应。这有助于提高可移动性和灵活性——我们最喜欢磁带的一些特性。

在压敏键中，有两个主要过程在起作用：润湿和范德华力。前者建立附着力。后者使附着力更强【来源：超物理]．

润湿非常简单。在这种情况下，它指的是固体粘合剂渗透基板(胶带被应用到的材料)的方式。胶带中使用的固体粘合剂很好润湿，因为它有低表面能，这意味着它的表面分子四处移动，或者被激发，导致更松散的键。这种特性使粘合剂分子相对容易地流入基材的孔隙，即使它是固体形式。所需要的只是一点压力。并且流入基板的能力越强，物理键就越强。

随着时间的推移，一些粘合剂会形成更强的结合，因为分子渗透到基板材料的更深。然而，从一开始，一种不同的物理现象增加了压敏附着力的强度。被称为范德华力的分子引力甚至在胶带上施加压力之前就起作用了。

范德华力是通常不带正电荷或负电荷的分子之间的微弱吸引力。一些主要是中性的分子，它们的质子和电子不是均匀分布的，有时会带电荷偶极矩【来源:超物理]．这些指控,或极性，使它们能与其他带电分子形成物理键;事实上，它们仅仅靠接近就能在其他大部分中性分子中诱发电荷[来源:超物理]．

压敏胶粘剂中的分子可以表现出偶极矩，当它们接近衬底的表面分子时，就会产生相应的偶极矩。胶粘剂和基材的相反电荷分子，在接触时，形成物理键，增加了润湿粘结的强度。

然而，粘附只是等式的一部分。胶带的美在于它的设计，也在于它的粘合。

每次我们从一卷胶带上撕下一些胶带——用来包装礼物、挂通心粉艺术品、临时修补漏水的管道或封好包装以便运输——我们可能都错过了胶带本身的天才之处。最值得注意的是，为什么粘合剂能粘在衬底和基材上，而不能粘在本身上?

如果胶带不是卷状的，那么扔进垃圾抽屉可能会有点困难。而不是胶带的“粘合剂”通常是胶水——滴水而持久。正是胶带部分使产品如此整洁、紧凑、简单。

胶带的制作过程相当均匀。所有的胶带都有四个组成部分[来源:ACS]．

这些层被用在大的纸上，最后卷起来，切成你在商店买的1、2或3英寸宽的胶带卷。

最后的涂层——释放——强调了粘着性世界中一个有趣的区别:粘着性与内聚性。在附着力，一种分子粘在另一种分子上；在凝聚性，有一种分子粘在自己身上。胶带同时使用这两种[来源：科学美国人]．胶粘剂的分子粘在基材的分子上，或者叫粘着，但是它们也相互粘着，或者叫凝聚。如果不是这样，粘性物质就不会粘在一起。释放涂层防止了胶带表面的内聚力，因此它可以很容易地展开。

所以，什么开始作为胶带和一些非常高兴汽车画家现在是一个独立的产业。胶布包裹着飞艇的金属骨架以防止腐蚀。他们已经成功隔离了至少一个月球着陆器阿波罗11名宇航员在月球上对登月舱的挡泥板进行修理[来源:ACS，美国国家航空航天局]．它们在汽车上安装了后视镜，当它们的放置距离只有一毫米时，可以防止数百万的剪贴簿爱好者抓狂。[来源:3米]．

压敏胶甚至能给我们便利贴。这不是自来水。但非常接近。