光學膠
在光學零件用膠黏劑方面，光學儀器製造過程中經常採用膠黏劑將光學零件膠接組合，物鏡、目鏡及其它系統往往是由兩塊或兩塊以上的透鏡組成，棱鏡和分劃零件為了製造方便和起保護作用也採用膠接工藝。對環氧樹脂的選擇原則是選用無色或接近無色的精品環氧樹脂，為了便於膠接時易排除氣泡需選用黏度低的樹脂，因此被選用的雙酚A型環氧樹脂為E-53（616）和CGY-330等。選擇稀釋劑、增塑劑的原則在於雙酚A型環氧樹脂的折射率為1.6200～1.6500，高於光學玻璃的折射率，因此必須選用脂環族型環氧稀釋劑和長碳鏈的鄰苯二甲酸酯這些低折射率的化合物，且被選用的化合物必須和環氧樹脂完全互溶成透明液體。選擇固化劑的原則是能室溫固化、無色或淺色透明液體，並能和光學膠甲組分完全溶解且無固體物析出，長碳鏈胺類改性體最為適宜。在膨脹聚合單體的選用上，在大直徑光學零件膠結時需要使固化時膠黏劑的體積收縮趨近於零以無內應力作用，根據螺環單體在聚合時體積膨脹的現象，可以选择與環氧樹脂易起加成反應的螺環醚作為膨脹單體使用。
環氧型光學膠具有顯著優勢：第一，環氧樹脂是透過環氧基團的開環聚合而固化的，是合成樹脂中固化體積收縮率較小的一種，配制時採用了增韌劑或增塑劑及長碳鏈柔性固化劑，膠層彈性模量小，使得內應力小，被粘接的光學零件不會變形或損壞質量，若採用膨脹體單體和環氧樹脂一起固化，更可使固化過程中的體積變化趨近於零；第二，環氧樹脂光學膠能在-65～80℃的範圍內使用；第三，固化後的環氧樹脂具有優異的耐水、防潮和耐介質性，可以在嚴酷的條件下保持光學零件組合的穩定性，不過其固化後拆膠相對較為困難。
聚氨酯膠
聚氨酯（PU）黏著劑因對多種基材具備優良的黏著性，在尖端技術、工業製造乃至日常生活中均扮演著極為重要的角色。其基本黏合原理是在待黏合的兩個表面之間塗佈一層高分子量的聚氨酯，利用分子間作用力與氫鍵來顯著增強黏著強度。從體系類型來看，PU黏著劑主要分為反應型與非反應型兩大類：反應型多為單液型或雙液型系統；非反應型則多為單組份高分子聚合物，主要包括溶劑型、水性分散液以及熱熔膠等不同產品形態。
分類
在溶劑型PU黏著劑的製備與應用中，高分子聚氨酯聚合物被均勻溶解於甲乙酮、丙酮、乙酸甲酯或乙酸乙酯等有機溶劑中。溶劑的作用在於促進基材濕潤，並在隨後加熱蒸發過程中留下薄薄一層固態聚氨酯膜層。塗佈後的基材在適度的加熱和加壓條件下，聚氨酯會迅速結晶並在基材之間產生強大的黏合力與黏著強度。
為了進一步增強黏著強度、耐熱性、耐溶劑性和耐水性，通常會在溶劑型PU黏著劑中添加交聯劑，不過這會使單組份非反應型膠水轉變為操作時間受限的雙組份反應型黏著劑，因此僅在鞋類、汽車和家具等特定領域中必要使用。此外，膠體中也可加入高度分散的二氧化硅作為填料，以在不發生化學反應的前提下提高初始黏著強度，但同時需要考量更高的活化溫度以及配方整體的穩定性。
製備溶劑型PU黏著劑時，通常先將所需最終溶液約50%的溶劑添加到封閉混合槽中。選擇溶劑時，必須嚴格考量其與PU樹脂的兼容性、對基材的濕潤能力、黏度、儲存穩定性、薄膜活化行為以及加工環境安全性。接著將熱塑性聚氨酯（TPU）顆粒緩慢分批加入溶劑中以避免凝結，並透過攪拌及補充剩餘溶劑來控制剪切力帶來的升溫。溶解時間依加工條件而異，從低溫設備下的24小時到回流條件下的2小時不等。
水性PU黏著劑（水性PU分散液，PUDs）由完全反應的高分子聚氨酯聚合物分散於水中製成，僅含有微量甚至無溶劑，揮發性有機化合物（VOC）排放量極低。其膜層透過水分蒸發或向基材遷移而形成，若配備適當的乾燥設備，其乾燥速度可與溶劑型媲美。在乾燥過程中，溫度控制至關重要：溫度過低會導致薄膜無法達到所需的黏性與強度；溫度過高則因冷卻較慢而降低初始強度。同時必須確保薄膜中無殘留水分，否則水份會干擾黏著力的形成，且留在不透水基材間的水分易導致聚氨酯水解。
與溶劑型相比，水性PU黏著劑具有較低的黏度和更高的固體含量，通常採用刮刀、滾輪或噴塗等方式塗佈，並需加熱加速乾燥。它廣泛應用於汽車、包裝、建築、鞋類生產以及箔材與紡織品貼合，對PVC等材料粘合良好，但對橡膠或某些特殊處理表面的黏著性較差。與溶劑型類似，水性膠也可添加交聯劑改性為操作時間有限的雙組份反應型水性黏著劑，以提升強度與耐性。
PU熱熔膠是以熱塑性聚氨酯膠粒為原料，透過擠出或押出等方式加工成熱熔膠棒，或是製成工業熱壓貼合機用的熱熔膠薄膜與散塗粉末。當其用於製作薄膜、無紡布或基材黏著塗層後，可透過壓延或膜熱壓機等常規設備，在60至130°C的溫度範圍內加工貼合，靠物理冷卻和結晶形成黏著強度。常見的使用方式是將薄膜或粉末置於基材之間，加熱至熔點以上並加壓貼合。其中PU粉末熱熔膠可用噴塗或散塗設備操作，特別適合高品質紡織品等耐熱性較低基材的低溫貼合，其受熱激活時流動性良好，即使在低加壓和短壓合時間內也能形成高強度。薄膜與粉末形態均適用於紙張、金屬薄膜、塑膠薄膜、皮革、木板及紡織品等平面基材的貼合。
合成與物理化學特性
從合成與化學結構角度來看，PU黏著劑的性能本質取決於原料選擇與反應條件的精準控制。在原料準備方面，聚醚型預聚體適合用於耐水與耐低溫的膠黏劑，聚酯型預聚體則適合高強度與高硬度的需求，並需綜合考量預聚體的分子量與官能團類型；擴鏈劑中的二醇類可提高柔韌性與耐水性，胺類則可提高強度與硬度；催化劑（如三乙胺、三乙烯二胺、三異丙醇胺等）的種類與用量直接影響反應速度和固化速度；溶劑的選擇則關係到黏度、塗布性能、固化速度以及毒性與環保安全性。所有原料均需嚴格控制純度、規格、儲存條件與使用期限。
合成反應通常在常壓及60至80°C下進行2至4小時，期間需控制好溫度、時間與持續攪拌的速度，使預聚體、擴鏈劑與催化劑充分混合。為消除氣泡與揮發物，可在反應過程中進行真空脫氣。反應完成後，還需進行後處理與分離，去除未反應物料、溶劑及雜質。
為全面評估PU黏著劑的品質，通常從物理性能、力學性能與化學性能三個層面進行測試：
物理性能方面，透明或半透明的外觀代表產品的純度與品質；黏度反映流動性與塗抹效果，且黏度會隨溫度升高而減小；密度通常介於1.0至1.2 g/cm³之間，影響實際用量與相容性；此外還需透過高低溫儲存與高低溫粘接強度試驗來評估其耐寒性與耐熱性。
力學性能方面，包含拉伸強度（抵抗拉伸負荷與承載的能力）、剪切強度（抵抗剪切負荷與抗滑的能力）、剝離強度（抵抗被粘材料剝離的能力）、衝擊強度（抵抗動態載荷的能力）以及疲勞強度（長期承受反覆循環載荷的能力與使用壽命）。
化學性能方面，主要評估其在化學環境下的耐受力，包含透過水浸泡或沸水試驗評估的耐水性、浸泡試驗評估的耐溶劑性、戶外曝露與耐紫外線試驗評估的耐候性，以及透過化學品浸泡試驗評估的耐化學品性。
為拓展更廣泛的工業用途，可透過化學改性引入新的化學基團或結構，開發新型改性聚氨酯膠黏劑。環氧樹脂改性可提高耐熱性、力學性能與耐化學品性，適用於汽車及航空發動機等高温結構件粘接；丙烯酸酯改性可提高耐候性、耐水性與粘接強度，適用於戶外建築結構與汽車部件；有機硅改性可顯著提高耐熱性、耐候性與耐老化性，適用於太陽能電池板與航空部件等嚴苛環境；生物基改性採用植物油或天然橡膠等原料，能降低生產成本與環境影響，適用於木工與包裝；納米材料（如碳納米管、石墨烯）改性可提升力學性能、耐磨性與導熱性，適用於高性能複合材料與電子元件。
此外，含氟聚合物改性可提升耐候性、耐化學品性與抗濕性，適用於戶外建築與化工設備；光固化技術改性能利用紫外光或可見光實現快速固化，提高固化速度與強度，適用於電子元件組裝與快速固定；雙組分聚合物改性能提高強度、韌性與耐久性，適用於大件組裝與結構粘接；超支化聚合物改性可提升流動性、粘接強度與耐熱性，適用於高精密度電子組裝與航太領域；生物降解改性則採用可降解原料，具備極佳的環境友好性，符合包裝與木材加工的永續發展理念。
題圖：PU的形成反應。（來源：wikicommons，CC-BY-SA 3.0）
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