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胶水:二十万年前的发明

2020-04-19文慧

祝您健康·文摘版 2020年4期
关键词:尼安德黏合剂特人

文慧

作为一种黏合剂,胶水利用其物理或化学形式特性使不同材料的物体表面相连,相比缝纫、机械等紧固、装订技术,能将压力更有效地分布在接头上,在实践中运用广泛。这种看似现代的技术,究其历史竟然已有二十万年。

从最初将石器和木柄粘在一起的黏合剂,到新型人工合成胶剂,胶水这门古老发明的创新脚步从不停歇。

史前人类发明了胶水

如同现代人用胶水黏合家具、纸张、修补器具、制造物件一样,二十万年前的尼安德特人就已经开始用胶水制造、维修捕猎工具。尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲,除了非洲以外,亚欧人种里都有一点尼安德特人的基因。他们在公元前两万年左右突然消失,并因为挖掘出的化石颅骨偏小,被认为脑容量不如智人。

没有人知道尼安德特人是从哪里得到了“胶水”的想法,也没有人知道,尼安德特人是怎么产生将桦树皮高温烤炙,产生浓稠的胶状焦油的创意。

不过桦树树皮焦油黏合剂算是纯植物胶,作为一种单独植物成分的黏合剂,易受环境条件的影响,撞击和潮湿都会使其黏性减弱。在南美洲有7万年历史的西布杜洞穴中,科学家们又发现了人类历史上最早使用复合黏合剂的痕迹。这些来自7万年前的斧头,其石片与木棍的接缝处填充着一种由植物胶和代赭石(天然氧化铁)组成的黏合剂。相比纯植物胶,复合黏合剂能使结合处更为紧密,还能防止植物胶在潮湿的环境中溶解。

更多史前人类使用胶水的证据不断在考古地被发现:公元前4000年左右的巴比伦庙宇中,一座雕像的象牙眼球被使用沥青固定。

动物胶水和植物胶水

新华字典对于“胶”的解释是:“黏性物质,有用动物的皮、角熬制成,也有用植物或人工合成。”由此可见胶水的制作可以分为动物胶、植物胶以及人工合成胶。

如果没有胶水,古埃及的家具未必可以留存至今,用胶水贴上薄木片,不仅可以装饰家居,还可以防止家具受潮变形。通常认为古埃及人是最早使用动物制品的,比如用动物内脏和鱼泡制造胶水。除了动物胶水,古埃及人也开始用生石灰、蛋清或干酪素制成胶水,他们还发明了用淀粉调成的糨糊,可以将莎草纸粘到衣服上。

古希腊与罗马人也深谙制胶工艺,并因此收益颇丰。古希腊人改进了动物胶的制作工艺——胶原蛋白一词就是源自希腊语kola,最早的意思即是“胶水”。在百科全书《自然史》中,作者老普林尼提到了牛胶和鱼胶这两种动物胶水。彼时的鱼胶又叫“鱼鳔胶”。

新型合成胶剂的发展

1690年,荷兰第一家商业胶水厂的建立拉开了现代胶黏剂的发展序幕。这家胶水厂同样采用的是动物胶的原料。动物胶制品有一个好处是可以废物利用,英国人彼特·佐梅尔就从制鲸油人丢弃的鱼块垃圾中挑选大块的鱼肉、鱼尾和鱼鳍制成了胶水,还在1750年成功申请了第一个英国胶水专利。

接下來几十年里,关于胶水的专利频现,这也意味着现代制胶工业的飞速发展:1876年,美国罗斯兄弟获得了第一项用于生产酪蛋白胶的美国专利。

19世纪末之前,因为易于干涸、储藏期短,胶水生产出来以后的销售范围只局限在当地或半径较短的周边。成立于1876年的勒佩吉公司(创始人威廉·勒佩吉),用碳酸钠清除了鱼胶中的盐分,让制成的胶水不仅更加黏稠耐用,而且可以储存数月,历经长途运输而不干涸。勒佩吉的胶水还可以随用随取,而别的胶水在使用前必须加热。

植物淀粉用于制胶已有上千年历史。在1905年,美国人弗兰克·加德纳·珀金斯率先尝试用木薯粉代替肉类和鱼类制胶,成功制造出第一支植物胶。

到20世纪30年代,出现了以合成高分子材料为主要成分的新型胶黏剂。二战期间,由于当时飞机制造上的需要,胶黏剂得到了迅速的发展,出现了酚醛-缩醛胶、聚氨酯胶等新胶种。

在20世纪50年代,开始出现了环氧树脂胶黏剂。

多种新材料的合成胶剂不断出现,直至今天,新型合成胶剂的发展仍在继续。

(摘自《北京日报》)

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