压敏胶(pressure-sensitive adhesive,PSA)就是平时我们所说的不干胶。卷成一卷卖的透明胶就是其中一个产品形态。Post-it便利贴上的那一层胶粘剂也是压敏胶。压敏胶的产品目标是容易揭的同时又粘得住——一对看似矛盾的要求。从今天的角度来看,这对矛盾的合理之处在于时间尺度的分离——粘得住是讨论较长时间尺度的性能,而容易揭则是暂短时间尺度的性能。因此是可以通过粘弹性的细致调整来实现的。
这个概念能被接受乃至成功实现成为一个产品,是源自3M公司的已故科学家Carl A. Dahlquist的奠基性贡献。一个重要判据——Dahlquist判据(Dahlquist criteria)就是以他名字命名的。Dahlquist活跃的年代正是材料科学的黄金年代——冷战时期的美国。两篇讣告——这篇和这篇——很好地复原了Dahlquist的个人职业生涯和时代背景的交织。材料科学与工程(materials science and engineering)的概念正是在这个时期萌芽的(1974年的COSMAT报告)。在当时,材料科学与工程几乎就是“交叉学科”(interdisciplines)的同义词。1977年,Dahlquist在Interdisciplinary Science Reviews发表了文章Adhesion An Interdisciplinary Science,所罗列的影响胶粘剂性能的物理、化学因素,几乎覆盖了整个今天视角下的软物质物理。
这个时期也恰好是高分子材料的各个分支从经验性试错的“黑暗时代”走出来,逐渐达到理论认识的时代。在这个时代不乏高分子物理和流变学充当主角的材料工程故事。前面提到的COSMAT报告,是材料科学与工程“四面体”概念的始作恿者。压敏胶的性能(performance)要求,显然高度集中于流变学性质(property),因此对高分子结构流变学的理论认识水平提出很高的要求。在今天,我们已经对如何实现压敏胶性能的时间尺度分离有基本认识。高分子熔体或浓溶液的典型粘弹谱,分为末端、平台、转变和玻璃区(terminal/plateau/transition/glass zones)。但是在压敏胶应用场合下,这些区域可被改称为tack zone、shear zone和peel zone,对应着压敏胶的三大重要性能。然而,线性粘弹性远不足以概括压敏胶材料实际使用场景。剪切变稀性和触变性恢复是两大直接对应压敏胶实施过程的非线性粘弹性性质。
然而,像Dahlquist在1977年的那篇文章那样,能以工业产品实例来讲一个软物质物理或流变学故事的文章,在软物质物理方兴未艾的今天,仍然稀少而难特——特别是在大学教学当中。