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  人类使用粘合剂的历史由来已久,它能让我们将不同的材料结合在一起,创造出新的工具,大大提高生产力。在古代中国,人们在动物和植物身上提取粘合剂,从动物皮脂提取的粘合剂称为“胶”,从植物汁液提取的粘合剂称为“漆”。《考工记》中记录胶的类型有鹿胶、牛胶、马胶、鼠胶、鱼胶、犀胶,可见最晚在先秦时期,人们已经掌握了多种动物胶的提取和使用方法。而先秦时期墓葬出土的大量精美漆器也说明了在那个时代的人们已经掌握了植物粘合剂的使用方法。

  而随着材料化学的发展,越来越多新型的粘合剂被合成了出来,它们能够适应在不同生产和生活场景下人们挑剔的要求。在创客教育中,粘合剂有着广泛的使用,粘合剂的材料选择是否合适、使用方法是否正确关系到创客作品的优劣成败,所以,作为创客教师,更应该掌握多种粘合剂的材料属性和使用方法。接下来的文章中,我们将介绍多种创客教育常用到的粘合剂,帮助教师和学生更好地应用于创客作品的设计和制造之中。

  液体胶

  液体胶又叫透明胶水,呈水剂状,市面上售卖的液体胶一般装在塑料棒中,一端安装了海绵头,它方便使用,安全无毒,不刺激皮肤,很适合学生使用。液体胶的主要成分是聚乙烯醇(PVAL),PVAL的用途非常广泛,除了用作粘合剂之外,还可以用作涂料、稳定剂、分散剂等等。液体胶适用于有一定厚度纸张的粘贴,海绵头能够在将胶水均匀地涂在纸张上,而轻薄的胶水几乎不会改变粘贴处的厚度。值得注意的是,液体胶水不适用于过于轻薄的纸张之间的粘贴,否则会导致纸张起皱,影响美观。另外,透明胶水的海绵头很容易干燥,所以在使用完成之后要及时盖好盖子,防止水分挥发。

  白胶

  白胶又叫白乳胶、乳白胶,是一种创客制作和装修中常用的粘合材料。它的成分是聚醋酸乙烯酯(PVAC),但一般来说,创客教育和制作所用的白胶为小瓶装,有圆锥状的出胶口,商品名写的是白胶或手艺白胶;而装修用的白胶一般是桶装,商品名写的是白乳胶。

  白胶的用途非常广泛,它不仅可以像液体胶一样应用于纸质材料,更能让木质材料稳固粘接。白胶的粘合性非常好,在衍纸和模型的制作中,常常会用牙签蘸取少量白胶进行粘贴。除了粘贴,白胶还可以让创客作品的定型,之前我们提到将白胶和水以4:1的比例混合制成水白胶,重复刷在纱布上,白胶干透之后就可以让柔软的纱布定型。

  但白胶的使用也有一些局限性。例如,白胶的干燥时间比较长,少量白胶需要若干分钟才能完全干燥,而大量白胶干透需要一天左右,所以,有些创客在使用较大面积的白胶后会用夹子将粘接处固定起来。而这个特性也带来了一个额外的好处,在制作过程中不慎粘贴错误,白胶可以让你及时补救调整位置。白胶的另一个问题是不防水,当你需要让创客作品与水接触,或者是在潮湿的环境中工作时,就要避免使用白胶了。

  固体胶

  我们还会用到固体胶进行粘贴。固体胶又叫胶棒或白胶,混乱的别称让很多人把它和热熔胶棒或白乳胶混淆,跟液体胶一样,它的主要成分是聚乙烯醇(PVA)。固体胶采用类似口红的推胶的设计,洁净安全。固体胶的特点是不会渗透的特性,很适用于粘贴较为轻薄纸质材料。

  热熔胶

  除了上面几种常温下使用的粘合剂,创客教育中最有代表性的小工具就是胶枪,而胶枪使用的材料就是热熔胶了。热熔胶是一类以热塑性树脂或弹性材料为基料,添加增黏剂、增塑剂、抗氧化剂、阻燃剂及填料,经熔融混合而成的固体状粘合剂。

  热熔胶的类型有很多,创客教育中常用的热熔胶属于EVA类热熔胶,它的主要成分是聚醋酸乙烯酯(EVAC),通常热熔胶呈透明条状,也有呈黄色或白色的条状的,所以也被称为胶棒。通常情况下,热熔胶棒需要与胶枪配合使用:将热熔胶棒装入胶枪中,打开电源预热一两分钟,长按板机就可以将热熔胶挤出来了。

  热熔胶用途广泛,可以满足大多数制作的需求。它具有良好的粘合性,和很好的韧性,在挤出之后能够很快冷却下来,特别适合板材之间的立体拼接。热熔胶还有很好的防水性,适合潮湿的环境下使用,我们甚至可以用热熔胶进行防水密封。当然,热熔胶也有一定的局限性,例如,热熔胶需要配合符合规格的胶枪使用;不适合泡沫板等热熔性材料的粘贴;粘接处厚度较大,不适合精细粘贴等等。

  热熔胶在创客教育中使用频繁,所以我们有必要特别强调热熔胶枪的安全使用方法。

  使用前,你需要阅读胶枪的使用说明,检查胶枪是否有损坏迹象、检查出胶口是否通畅

  使用时,应注意防止触碰出胶口和刚挤出的热熔胶,以免烫伤,更不要用把胶枪当玩具玩耍;

  暂时不用时,应正确放置胶枪、关闭电源,并在出胶口下方垫上一张纸,防止热熔胶流出粘到桌子。

  使用完毕,应及时关闭电源,拔出插头,待胶枪冷却后进行收纳。

  教师也应掌握一些烫伤的处置方法,让学生更安全地完成创客制作。

  502胶

  502胶又称万能胶、快干胶,是一种著名的强力粘合剂,它在创客教育中起着重要的作用。502胶的主要成分是氰基丙烯酸酯,当它涂在物体表面时,作为溶剂的丙酮会迅速挥发,氰基丙烯酸酯单体发生聚合反应形成结实的长链,让两个物体连接起来。

  通常502胶保存在小塑料瓶中,使用时先清洁物体表面,将少量502胶点在粘贴处,即刻接着并保持硬化。502胶粘合性非常好,在创客制作中多用于精细粘贴,专用的鼠尾针管可以很好地帮助你进行点胶。502胶在使用的过程中会放热,并伴随刺激性气味,它的蒸气会刺激黏膜和眼睛,所以不适合用于大面积的粘贴,也不适合用于粘贴泡沫塑料等材料的粘贴。502胶长时间暴露在空气中容易失效,使用完毕后要尽快盖上盖子,放置在阴凉背光的地方。

  在一些以刑侦为主题的STEM活动中,我们还能用502胶熏显指纹。它的使用方法是在密闭环境中放入验材和502胶,加热502胶让氰基丙烯酸酯单体挥发,并用风扇促进气体流通。当氰基丙烯酸酯蒸气与指纹上痕量的葡萄糖或氨基酸接触时便会发生化学反应,显示出指纹的形状。

  尽管502胶的用途广泛,但它对皮肤有刺激性,安全性较差,所以教师应指导学生安全使用502胶,并尽量避免年龄较低的学生接触502胶。在存放的时候,应将502胶与其它日常用品分离开,防止被当成眼或其它常用物品使用,否则将酿成非常严重的安全事故。能常备一支强力解胶剂,以502胶意外粘合其他物品。

  胶带

  胶带也是一种常用的带状粘合材料,它由基材和粘合剂两部分组成。胶带使用方便,种类丰富,在创客教育中发挥着重要的作用。生活中最常见的胶带有透明胶带和双面胶带,它们能够很好地将纸质材料粘合起来;泡绵胶带等材料能够固定多种材料;此外还有在创客制作中常用的导电胶带和绝缘胶带、耐高温的阻燃胶带等等。我们会在后续的专栏中会继续深入讨论各种创客教育常用的特种胶带。

  蓝丁胶

  最后,我们再介绍一种生活中并不普及,但能够在创客教育中发挥大作用的粘合剂——蓝丁胶。蓝丁胶又叫蓝泥胶,是一种压敏型粘合材料。它的包装就像一块块压制好的巧克力,只需撕下一小块,柔戳成团就能粘合各种材料了。

  蓝丁胶安全无毒,可以重复使用上千次,并且可以无痕撕下,不损伤材料。在涉及电子类的创客教育中,我们可以用蓝丁胶将电子元件和结构材料粘合在一起,它能保持牢固,不使用的时候又能揭开蓝丁胶回收电子元件,大大降低创客教育的成本。蓝丁胶还可以替代图钉,将展板无痕地挂到墙上,总之,蓝丁胶在创客教育发挥着多面手的辅助作用。