幾十年來，汽車制造商一直利用膠粘劑來加強(qiáng)車體的焊接強(qiáng)度。傳統(tǒng)膠粘劑可以承受日常駕駛的機(jī)械應(yīng)力，但有一個嚴(yán)重的缺陷：由于其本身的脆性，無法承受嚴(yán)重的撞擊。在極端條件下進(jìn)行碰撞測試時，由傳統(tǒng)膠粘劑粘合的兩塊部件必然會像拉鏈一樣裂開——零部件只能完全依靠焊縫中的螺母和螺栓保持穩(wěn)固。這種辦法會使汽車更重、造價更高、排放量更高，汽車制造商在關(guān)鍵的碰撞安全部件中不使用這種膠粘劑。

    汽車制造商面臨的問題是，到目前為止，尚無足夠強(qiáng)勁或可靠的膠粘劑能夠在極端撞擊實(shí)驗(yàn)中不發(fā)生斷裂。漢高公司集世界各地專家于一堂，對膠粘劑的化學(xué)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)（形態(tài)）以及由此產(chǎn)生的機(jī)械性能之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究，成功研制出適用于最極端環(huán)境的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠粘劑系列，遇撞擊不斷裂，同時在其他各方面保持良好性能。

    這種新型膠粘劑令汽車更安全，也更輕。有了這種專用增強(qiáng)膠粘劑，就可以在制造車身時采用更薄的金屬面板，減輕車重。汽車越輕，油耗也就越少，最終減少每輛汽車二氧化碳排放量。

    "漢高亞太區(qū)汽車部門業(yè)務(wù)總監(jiān)GeorgeKazantzis指出：“幾家汽車制造商已經(jīng)開始采用結(jié)構(gòu)膠粘劑，優(yōu)化車身的抗撞擊性能。與傳統(tǒng)膠粘劑相比，漢高提供多種新型結(jié)構(gòu)膠粘劑優(yōu)勢明顯。它們可以廣泛應(yīng)用于車頂與車身側(cè)面連接處的密封、輪轂及地板等，并帶來非常多的優(yōu)點(diǎn)。”

    因?yàn)樘岣吡苏澈闲阅艿墓に嚳煽慷�，所以可以減少焊點(diǎn)，從而大幅節(jié)約成本；

    能夠?qū)崿F(xiàn)自動化操作；

    抗撞擊性能更好，有助于提高在NCAP（新車評估計(jì)劃）中的抗撞等級，而無需增加車身用鋼量；

    更多使用鋁合金，因?yàn)殇X合金的絕緣性能好，韌性高，可防止電腐蝕，并適應(yīng)混合金屬的不同脹差。  

    結(jié)構(gòu)膠粘劑的演變

    結(jié)構(gòu)膠粘劑通常是由脆性膠粘劑基材構(gòu)成，類似橡膠的軟聚合物成“球狀島嶼”狀分布其中。膠粘劑固化時開始形成這些“島狀結(jié)構(gòu)”，在這個過程中，起初均勻混合的兩種成分幾乎完全分離。專家描述這種形態(tài)的專用術(shù)語是“傳統(tǒng)橡膠增韌”，但抗撞擊膠粘劑的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜的多。

    抗撞擊的關(guān)鍵是固化后膠粘劑的形態(tài)。漢高公司已研發(fā)出一種柔性顆粒分布方式，可在膠粘劑固化前將這些幾百納米大小的顆粒均勻分布到整個基質(zhì)中。

    漢高公司負(fù)責(zé)研究聚合物化學(xué)的RainerSchonfeld博士解釋說，專家可以利用這種新穎的技術(shù)，精確控制膠粘劑的形態(tài)和內(nèi)部粘接界面。

    “專家們可以精確測算軟硬成分之間的粘接界面對膠粘劑力學(xué)性能的影響”，Schonfeld博士稱�！皾h高的專家們利用這項(xiàng)技術(shù)，研制出新一代抗撞擊結(jié)構(gòu)膠粘劑，它的熱穩(wěn)定性和抗撞擊性能優(yōu)于傳統(tǒng)增強(qiáng)型膠粘劑10倍以上。這種膠粘劑已通過多種途徑測試，包括專家們用來測試金屬與金屬連接的機(jī)械強(qiáng)度的落塔實(shí)驗(yàn)”，他說。

    在落塔測試中，重量約500千克的物體從兩米左右的高度墜落到試樣上，試樣由帶頂帽結(jié)構(gòu)的兩塊薄鋼板粘接或點(diǎn)焊而成。漢高專家采用這種方法，研究試樣的撞擊性能。

    在測試中，粘接而成的試樣在撞擊后，從頂部開始，出現(xiàn)一段褶皺變形，良好地吸收了沖擊能量，粘接線也保持完好。相比之下，僅經(jīng)點(diǎn)焊而成的試樣變形幅度更大，能量幾乎沒有吸收。

    在汽車業(yè)的應(yīng)用

    現(xiàn)在，汽車制造商可以買到完全契合其需求和生產(chǎn)工藝的膠粘劑。第一批抗撞膠粘劑“Terokal”于2004年在美國上市，福特將其應(yīng)用于F-150皮卡系列，從而取得了同類車中最高的抗撞等級。

    盡管有這些優(yōu)點(diǎn)，但汽車制造商尚未充分發(fā)揮這種抗撞擊膠粘劑的潛力。焊接工藝是高度成熟的技術(shù)，幾十年來已被廣為接受，但是工程師們也正在逐步采用膠粘劑粘接技術(shù)。

    但實(shí)際上，粘接接頭已幾乎能完全取代傳統(tǒng)的點(diǎn)焊——在膠粘劑固化前，只需少許點(diǎn)焊來幫助固定粘結(jié)車身部件。除了提高安全性外，這項(xiàng)技術(shù)也有可能大幅降低成本。

    “汽車制造業(yè)市場正面臨著巨大的成本競爭壓力”，GeorgeKazantzi指出。“大多數(shù)汽車制造商正積極尋求削減總成本的舉措，因此更加倚重自己的供應(yīng)鏈。但只有在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中進(jìn)行充分考慮，才能體現(xiàn)這些技術(shù)的全部優(yōu)勢。因?yàn)樵诟拍钜�入后，可能仍需�?shù)年才能正式投產(chǎn)”。

    “由于采購結(jié)構(gòu)膠粘劑的投資并不太大，產(chǎn)量較低的廠家也能與產(chǎn)量較高的廠家一樣，享受新技術(shù)帶來的好處”，GeorgeKazantzi稱。

    今天，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)新車身并模擬其機(jī)械性能已是工程師們的標(biāo)準(zhǔn)做法。但是，對傳統(tǒng)的數(shù)字模擬技術(shù)而言，確定膠粘劑粘接時的用量仍然是重大的挑戰(zhàn)。

    不過，專家們希望，到2010年時，能針對這些應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)一步研發(fā)有限元法和其他技術(shù)，為粘接的可靠性提供所需的計(jì)算支持。GeorgeKazantzi認(rèn)為，由于不同供應(yīng)規(guī)格等諸多因素，用于金屬粘結(jié)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)膠粘劑在價格上已相差懸殊。

    “但新技術(shù)發(fā)展的前提，通常取決由這種改變帶來的增值幅度”，他說�！霸谏�產(chǎn)中采用這種技術(shù)的客戶，通常不是用來取代現(xiàn)有的膠粘劑，而是用于更換或增加機(jī)械緊固件。在這種情況下，方案的價值必須考慮其對總生產(chǎn)成本的影響。”

    除了汽車業(yè)，漢高公司的抗撞擊結(jié)構(gòu)膠粘劑技術(shù)還應(yīng)用于粘合各種不同材料，如塑料、輕金屬和傳統(tǒng)材料等，增強(qiáng)機(jī)械緊固性能，如接頭抗疲勞強(qiáng)度、內(nèi)邊緣的耐腐蝕性（包括電偶腐蝕）等。

    GeorgeKazantzi指出：“所有對輕量化、耐久性及高強(qiáng)度性能有要求的粘合應(yīng)用，都能從這項(xiàng)技術(shù)中受益。除了汽車，該技術(shù)的潛在的應(yīng)用領(lǐng)域還包括航空/航天、海洋、卡車/巴士、自行車、建筑等”。

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