萬能膠（學名：氰基丙烯酸酯，Cyanoacrylate）的俗稱，是固性膠粘劑，可用于橡膠、皮革、人造板、塑料、陶瓷等材料的粘接。
萬能膠是美國的伊士曼柯達公司20世紀40、50年代在合成一系列乙烯類化合物時偶然發(fā)現(xiàn)的。1959年由美國的EASTMAN、KODAK公司生產(chǎn)銷售。此后這種類型的產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，以室溫快速固化而著稱，又叫“瞬干膠”或“快速膠”等。501膠、502膠就屬該類型。
具有優(yōu)良的粘結性，粘接強度高，固化收縮率小，耐化學藥品性和電絕緣性良好，與其他高分子材料的相容性好，易于改性，能制成滿足各種不同技術要求的優(yōu)異結構膠粘劑。用于木材、鋁塑板、皮革、人造革、塑料、橡膠、金屬等軟硬材料的粘接。
簡史
歷史背景
中國是最早應用粘合劑的國家之一，《黃帝內(nèi)經(jīng)》《齊民要術》等著作中均有關于粘合劑的制造和使用方面的詳細記載。許多考古出土文物表明，5000多年前，人們就用水和粘土調(diào)和起來作為粘合劑用于制陶和制磚，把石頭等固休粘接成生活用具。
從19世紀開始，隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，天然粘合劑在品種、性能、產(chǎn)量上都已無法滿足日益增長的需要。與此同時，煤化學工業(yè)和石油化學工業(yè)的發(fā)展為合成粘合劑提供了充足、廉價的合成原料，于是合成樹脂粘合劑就應運而生了。世界上最早使用的合成粘合劑是PF粘合劑。美國科學家Baekeland于1910年提出關于酚醛樹脂“加壓，加熱”固化專利。
20世紀40年代，瑞士發(fā)明了雙酚A型環(huán)氧樹脂，美國出現(xiàn)了有機硅樹脂與不飽和聚 環(huán)氧樹脂的問世極大地促進了合成樹脂粘合劑的發(fā)展。
研制歷程
1942年，哈里·庫弗(Harry Coover，~2011年)供職于伊士曼柯達公司，這是一家照相機及相關產(chǎn)品的企業(yè)。庫弗的工作是隔離一種透明塑料，使武器瞄準器的精度更高。在第二次世界大戰(zhàn)期間，這種材料的用途很大。
庫弗團隊試著用許多化學原料進行調(diào)配，意外地調(diào)配出了一種名叫基丙烯酸酯的液體。這種液體黏性太強，無論碰到什么東西都會死死粘住這種東西，一不小心滴在手上，半天也弄不干凈，這種糟糕的感覺令庫弗非常沮喪。這東西不要也罷，庫弗極其失望地將裝有氰基丙烯酸酯的容器扔進窗外的垃圾桶，然后繼續(xù)進行實驗。
之后的1948年，庫弗負責飛機座艙蓋的一項新設計，需要一種黏性很強的黏合劑，他想到了并找到了氰基丙烯酸酯，6年時間過去，但黏合劑裝容器還粘在實驗室窗外垃圾桶的底部。庫弗費盡九牛二虎之力也沒能將其取下來，他意識到這種東西的神奇之處，體會到了失而復得的喜悅。氰基丙烯酸酯這種化學物質(zhì)無需加熱便擁有令人難以置信的黏性，庫弗和實驗室研究人員在不同的物體上測試它的性能，發(fā)現(xiàn)這是一種黏得讓人發(fā)狂的超級膠水。
1958年，庫弗說服老板相信氰基丙烯酸酯蘊涵的市場潛力，不久后伊士曼柯達公司推出了一種名為“伊斯曼910”( Eastman910)的膠水。
丙烯酸酯膠是一個大類，分子端部為丙烯酸酯或甲基丙烯酸基團，其中的酯基和丙烯基活性很大，因而這類膠具有可膠接材料范圍寬、固化速度快等特點。丙烯酸酯膠品種很多，這類膠的單體丙烯酸酯可以千變?nèi)f化，世界上這類單體已多達1500多種，并且還在不斷增加之中。
分類
綜述
氰基丙烯酸酯單在中國的命名規(guī)則是R為甲基稱501，Ｒ為乙基稱502，Ｒ為丙基稱503，機電工業(yè)主要用501、502；504、508等因其對生物體的刺激較小，主要用于醫(yī)學生物膠接。
氰基丙烯酸酯單體是一種低黏度的液體，與含有陰離子的物質(zhì)接觸后會發(fā)生聚合反應聚合成長鏈，形成一種固態(tài)的膜狀物。常見單體有：
甲酯
α-氰基丙烯酸甲酯：外觀為無色透明液體。摩爾質(zhì)量為1116g/摩爾，密度為1.1044g/cm3（20°C），沸點為48～49℃，主要用作粘合劑。
乙酯
α-氰基丙烯酸乙酯：外觀為無色透明液體。摩爾質(zhì)量為125.13g/mol，密度為1.04g/cm3（20°C），沸點為54～56℃，主要用作粘合劑。
丙酯
α-氰基丙烯酸酯：外觀為無色或微黃色透明液體。摩爾質(zhì)量為153.18g/mol，密度為1±0.1g/cm3（20°C），沸點為232.8±23.0（760mmHg），是醫(yī)用氰基丙烯酸酯膠的主要成分，用于皮膚撕裂傷的粘合。
特性
氰基丙烯酸酯單體既有活性很大的雙鍵，又有強吸電子基，在有微量水分存在時，極易發(fā)生陰離子聚合，在光或熱的作用下還容易發(fā)生自由基聚合反應。這類單體和少量fe5、阻聚劑一起即可配制成。一氰基丙烯酸酯膠，其特點是在室溫下即可快速固化(數(shù)秒至lo多分鐘)，對大多數(shù)金屬和非金屬材料都有良好的膠接性能，用膠很省。但這類膠的價格高，穩(wěn)定性較差，貯存條件較苛刻。
固化產(chǎn)物較脆，耐熱性、耐水性通常也較差，一般不適宜大間隙或大面積使用，而且單體揮發(fā)對眼睛有一定的刺激性。
生產(chǎn)工藝
組成與配方
氰基丙烯酸酯粘合劑的主要成分是α—氰基內(nèi)烯酸酯，這類單體常用的有α—氰基丙烯酸甲酯、乙酯和丁酯等。但它們不能直接作為粘合劑使剛，因為聚合太快，膠層也很脆，須加入增塑利、增稠利、穩(wěn)定劑、阻聚利等。
應用領域
綜述
氰基丙烯酸酯膠可用于橡膠、皮革、人造板、塑料、陶瓷等材料的粘接。氰基丙烯酸也對多種材料，如金屬、非金屬、橡膠、塑料、木材等，均有良好的膠接強度。在生活中被用作膠粘劑，用于玩具模型或其他業(yè)余愛好的粘接件、化妝品容器、鏡框、裝飾物、儀表內(nèi)部組件、人造指甲、鎖緊部件、金屬-金屬、金屬-橡膠的粘接。
醫(yī)藥行業(yè)
氰基丙烯酸酯膠可以作為醫(yī)用膠在醫(yī)藥行業(yè)中。該類粘合劑因膠接強度高、生物降解較快、毒性較弱及抗菌作用較強等特性。而被用于管狀組織的止血和封閉、軟組織（血管、食道）吻合、傷口縫合等。此外，可用于獸醫(yī)學外科臨床中小傷口的粘合。
農(nóng)業(yè)
氰基丙烯酸酯在農(nóng)業(yè)上可以作為一種除草劑。從殺蟲脒機制來看氰基丙烯酸酯是一類特殊的光系統(tǒng)II(PSII)電子傳遞抑制劑，對于人畜是安全的。
電子工業(yè)
氰基丙烯酸酯膠在電子工業(yè)上作為導電膠。導電膠可以把導電粒子均勻分散在沒藥樹中形成導電粘合材料。如紫外光固化導電膠的特點是固化速度快，生產(chǎn)效率高，適合流水線生產(chǎn)，無溶劑排放，固化無需強制加熱，對熱敏材料尤為有利；固化后膠粘劑具有良好的附著性及耐溶劑性。這種膠特別適用于液晶顯示、電致發(fā)光氧化銦錫與激勵電路的粘貼連接。
刑偵領域
氰基丙烯酸酯類試劑能用于犯罪現(xiàn)場潛在手印的顯現(xiàn)。氰基丙烯酸酯類在揮發(fā)后，可與客體表面遺留有汗液物質(zhì)成分的部位接觸并發(fā)生陰離子聚合，生成白色聚合物而使得潛在手印肉眼可見。這種方法也被稱為“氰基丙烯酸酯類（Cyanoacrylate）手印顯現(xiàn)法”或“超級膠（Superglue）手印顯現(xiàn)法”，中國通常稱為“502膠手印顯現(xiàn)法”或“502膠手印熏顯技術”。
美妝
氰基丙烯酸酯膠在美妝中用于配制指甲接長劑，配合甲延長材料可延長自然甲的長度，包括膠黏已成形的假體、包裝并粘貼用精致布料作成的條帶、塑造丙烯酸延長體，或增加光顯影可塑凝膠層。
使用方法
在使用氰基丙烯酸酯粘合劑時，應注意以下幾點：
（1）被粘接表面不必打毛，但要求平整干凈。
（2）萬能膠的適宜粘合溫度為25±5℃，濕度為55—75%，在使用前需充分攪拌均勻。萬能膠含有揮發(fā)性溶劑，施工時應保持空氣暢通，勿接近明火或高溫。
（3）待膠層呈干膜狀（用手指觸及不粘指）時，應立即對準粘合；涂膠后不能晾置時間過長，否則膠液與空氣接觸機會多,自身聚合失去了部分粘附力，影響粘接強度，一般晾置20秒為宜。
（4）涂刷時應朝同一個方向移動，防止膠層殘留空氣，利于空氣排出，且涂刮速度不宜過快。涂膠量不能過多，膠層太厚會影響粘接強度。一般膠層越薄，缺陷越少，收縮越小，粘接強度越高。膠層過厚將產(chǎn)生干不透、粘不牢及起泡等缺陷。按經(jīng)驗，厚度以0.03~0.05毫米為宜，在保證不缺膠的前提下，膠層盡量薄些為好；如果粘接之后在70~100℃下固化，強度還能顯著提高。
聚氰基丙烯酸酯類溶于二甲基甲酰[xiān]胺或硝基甲烷中,聚氰基丙烯酸的乙酯及高級脂肪醇酯還能溶于丙酮、甲基乙基甲酮[tóng]等溶劑中，所以粘接接頭不能與這些介質(zhì)接觸。相反，如果粘接得不合適，可以用這些溶劑把膠除去。
氰基丙烯酸酯具有一些不愉快的氣味.對眼睛、鼻粘膜有刺激作用，大量使用時應采取排風措施。它與皮膚接觸時能迅速發(fā)生聚臺，故此使用時要防止與皮膚接觸,特別要注意保護眼睛。
貯存方法
氰基丙烯酸酯粘合劑在貯存時必須盡量與水蒸氣隔絕，通常在聚乙烯容器中貯存，但是由于聚乙烯透氣性較高，水蒸氣滲入會降低粘合劑的質(zhì)量以及單體的滲出造成揮發(fā)損失等問題。用聚乙烯包裝的氰基丙烯酸酯粘合劑貯存期約為3~6個月。近年來生產(chǎn)的中壓聚乙烯制品防滲性較好。用玻璃安貯存可延長貯存期，有的幾年之后也沒有發(fā)現(xiàn)變質(zhì)。
發(fā)展趨勢
環(huán)保理念
萬能膠這樣的粘合劑是一種同國民經(jīng)濟和人民生活密切相關的材料。從科技含量的角度來看，可以把粘合劑區(qū)分為傳統(tǒng)粘合劑和新型粘合劑。隨著各行各業(yè)對粘合劑性能的要求越來越高，環(huán)保意識越來越強.實際I.傳統(tǒng)粘合劑正在接受越來越多的新材料和新技術的改造，最終都將走向符合環(huán)保和高性能要求的新型粘合劑。
最新研究
2019年10月，中國天津大學團隊通過仿生技術設計了一種水促發(fā)的新型超支化聚合物通用黏合劑。該黏合劑最大特點在于遇水即粘，打破了水化層的限制，可應用于多種材質(zhì)的黏合，該研究在線發(fā)表在材料領域期刊《先進材料》上，并且獲得國家自然科學重點基金的資助。
參考資料 >
萬能膠.太平洋家居網(wǎng).2017-11-29
Enbucrilate.pubchem.2023-06-10
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打破水化層限制 新型萬能膠遇水即粘.環(huán)球網(wǎng).2023-12-12