帶你認識真正的OCA——壓敏膠基礎理論
產業調研 2014-12-26 09:17:03 來源: 南京匯鑫光電技術總監 夏建明
近年來，觸控技術已經成為平板顯示家族中的一名永久成員，全球對觸控類產品近似貪婪的喜好引爆了觸摸屏光學膠市場的急劇攀升，讓高性能觸控顯示面板供不應求，同樣也讓OCA光學膠市場十分火爆，其中手機和平板電腦占據了觸摸屏OCA光學膠的大部分市場。
OCA光學膠屬于壓敏膠的一類，為此，手機報特邀請南京匯鑫光電材料有限公司的夏建明技術總監為行業講解OCA光學膠的核心技術知識——壓敏膠的原理與檢測。
一．概述
壓敏膠全稱為壓力敏感型膠粘劑（PSA-pressure nsitive adhesive）,俗稱不干膠，一般通過將其涂布在各種基材上制成壓敏膠制品，應用于被粘物的粘接。
壓敏膠獨特的粘接特性使其逐漸發展成為一個獨立的門類。與結構膠黏劑和非結構膠黏劑相比，壓敏膠使粘結過程大大簡化，使壓敏膠工業得到迅速發展。
名稱 | 粘結過程相變 | 初粘力 | 粘合時的涂布狀態 | 粘合工藝 | 固化工藝 | 粘合強度 | 破壞或剝開時狀態 |
膠黏劑 | 有 | 差 | 需液態涂布 | 需加熱，加壓，配膠，表面處理，粘結面設計 | 需加熱加壓和固化時間 | 高 | 污染被粘表面甚至破壞被粘物 |
壓敏膠（后固化者除外） | 無 | 好 | 不需液態涂布，呈固態潤濕 | 指觸壓力工藝簡單 | 不需加熱加壓和固化時間 | 低 | 不污染被粘表面，不破壞被粘物 |
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壓敏膠粘劑可分為溶劑型，乳液型，水溶型，熱溶型，紫外光固化型，電子束固化型等。分子結構類型含橡膠，丙烯酸酯，聚乙烯基醚，聚氨酯，聚異丁烯和有機硅等。
壓敏膠的基材有各種紙品，塑料薄膜，紡織品，金屬箔，泡沫塑料等，加上壓敏膠劑，底涂劑，防粘劑，離型紙（離型膜）等輔助材料組成。以雙面膠帶為例，其結構如下圖所示：
二．壓敏膠及其制品理論基礎
1.壓敏膠粘劑的粘合特性
壓敏膠粘劑決定壓敏膠制品的粘合特性。壓敏膠粘劑是一類具有特殊性能的膠黏劑，本身
處于半固化狀態，使用時一般不需要進一步固化，只需施加一定壓力就能使壓敏膠潤濕被粘表面并粘牢，形成實用且具有一定強度的膠接接頭。
壓敏膠對外加壓力敏感的粘合特性由組成它們的高聚物的粘彈性質所決定。粘彈性是指高分子在外力作用下，高聚物發生彈性形變和粘性流動。粘彈性使壓敏膠粘劑具有對外力敏感的粘合特性。
當壓敏膠粘劑在適當、緩慢壓力作用下，產生近似于液體那樣的粘性流動，使壓敏膠粘劑與被粘物表面緊密接觸，并流入被粘物表面的坑洼溝槽中，增大有效接觸面積，從而產生一定的粘合力。
當粘貼好的壓敏膠粘制品在受到外力作用剝離時，壓敏膠粘劑表現為近似于彈性的性質，具有較高的抗剝離能力，剝離速度越大，壓敏膠粘制品的剝離強度越高。
壓敏膠粘劑對被粘物表面的潤濕性，能使它與被粘物表面達到分子接近的程度，產生分子間作用力，產生足夠的界面粘合力。
2.壓敏膠粘制品實用粘合性能及表征
壓敏膠的粘合性能主要有初粘力，粘著力，內聚力和粘基力等宏觀指標來表征。
1）粘著力一般又稱為剝離力，剝離強度等。根據目的和要求不同，壓敏膠粘制品的剝離強度有多種測試方法，常用的有180°剝離，90°剝離等。
在絕大多數情況下，180°剝離的測試方法在許多國家已被標準化，如美標ASTM D-3330M，PSTC-1、-3，歐洲標準AFERA4001，日本標準JIS ZO237-8，我國標準GB 2792-1998。
遇到測試結果相同，剝離破壞形式不同時，實際使用效果差異很大。不同應用場景對應的破壞形式不同的，通常有六種破壞類型發生：界面粘合破壞，膠黏劑層內聚破壞，基材-膠層界面破壞，被粘物內聚破壞，基材內聚破壞和混合破壞等類型。
2）關于壓敏膠粘制品的初粘性至今學術界還未有統一的定義，一般認為壓敏膠制品的初粘性是粘劑與其它材料接觸時，表面的化學和物理性能的綜合反映。
為了科學地研究和評判壓敏膠制品的初粘性能，主要的測試方法有：A滾球平面停止實驗法ASTM D-3121-73，PSTC-6， B滾球斜坡停止實驗法 GB 4852-84，JIS ZO237 ，C膠帶快速剝離實驗法AFERA 4015，PSTC-5
