2019年1月17日,任正非在央視采訪中提到,華爲的相機功能,在低溫下依然可以正常使用,這都歸功于一種耐低溫膠水,這種膠水在零度以下不會凝固,從而維持鏡頭穩定,讓相機正常使用。
它的正式名稱其實叫膠粘劑,也被稱爲”工業味精”
它通過表面粘連加內部聚合,將兩個物品緊緊粘在一起,如果要評定一種膠粘劑的性能,不僅僅得考察它的物理、化學性質,還得確定它是否能夠在不同的材料上,擁有相差不多的粘性。
膠粘劑的用途非常廣泛,很多名字以樹脂、膠、酯、劑結尾的東西,都屬于膠粘劑的範疇,比如咱們常見的幹燥劑、雙面膠、硅橡膠等等,它們的下遊又延伸出了各種大型領域,像是航天工業、電子器械,都能看到膠粘劑的出現。
在航空航天工業,膠粘劑被廣泛使用在粘合、灌封、密封、鉚接等方向上,航天器上的大部分膠粘劑都是經過了特殊處理的,雖然它們在正常環境下可能還不如502膠水牢固,但是在太空中,它們能夠在極低溫度下,仍然擁有不錯的粘性,還能避免因紫外線輻射和原子氧導致的膠粘劑降解反應。此外,這些膠粘劑必須符合NASA的0022A規範才能在太空使用。
現代航天比較常用的膠粘劑是一種特殊的環氧樹脂
它在零下270度到255度間都能夠正常使用,而且絕緣透明,可以抵抗熱沖擊,配合一些無機填充物,還能夠改變它的粘度、耐熱性等等。
能上天,當然也可以入海
2016年2月,加州大學聖芭芭拉分校的研究小組就開發出能在海水中使用的膠粘劑,這種濕膠能夠粘連塑料、金屬、玻璃和木材等多種常見物質,在泳池裝修或者牙齒粘合中能夠發揮巨大的作用。
除了這類實驗室膠粘劑以外,商用船舶環氧樹脂也是很受歡迎的膠粘劑類型之一,它可以快速修理損壞的船只,粘合部位的抗沖擊能力也非常強,但是得花24小時進行凝固,而且粘結的部分會有白色的痕迹,需要用油漆修飾外表,不過這些對打漁爲生的平民來說,都只是小問題而已。
在電子設備領域,手機就成了膠粘劑的大顧客。從21世紀初開始,它就被用在SIM卡組裝,以及手機鍵盤的按鍵粘貼上。任正非當時提到的膠水,極大可能是光敏膠,因爲它耐低溫、粘連強度高,是手機業的常用膠之一。
其他的設備,比如像照相機、顯微鏡以及激光等光學設備中的鏡頭,通常會用低收縮率的光學透明膠粘劑,配合納米填充材料進行粘合,這樣對鏡片施加的壓力就比較小,不會影響光學元件的質量。
中國膠粘劑工業起步比較晚,雖然發展了很多年,但企業們都處于“默默無聞”的狀態。在2020年公布的華爲92家核心供應商中,有37家來自中國(包括港台地區),33家來自美國,11家來自日本,剩下的則分布于德國、瑞士、韓國、法國和新加坡,這其中的絕大部分都涉足在光學設備、半導體等領域,膠粘劑這種”上不了台面”的産品,基本就沒什麽機會入選。
但在膠粘劑領域上,中國的公司並不算。2012年初,在膠粘劑行業活躍的公司就已經超過了三千五百家,後來經過整合,在2019年減少到了五百家,大多還是中小企業。
中國膠粘劑排名前三位的大頭,基本都不是國企,它們分別是:
德國漢高
美國富樂
陶氏漢邦
這幾家都是百多年的老品牌,中國僅僅發展了六十年膠粘劑,根本打不贏這些老油條。不過,一些中國一流膠粘劑企業,比如面向重工業行業的高盟,以及專攻新材料研發的回天,近些年間都在快速發展,已經能夠在擅長的領域和海外企業互相競爭。
2019年,中國膠粘劑領域的銷售額超過千億人民幣,占據全球56%,而且每年都在增長,在它下遊的受益産業,主要集中在建築、包裝、木材和交通上,中國未來還會發展新能源、高科技電子設備等産業,膠粘劑行業可以說是常青樹了。
膠粘劑的曆史,咱們可以追溯到20萬年前的意大利
當時的人類就使用著一種桦樹皮制的焦油膠粘劑,但直到19世紀之前,人類都沒有用上人造膠粘劑。1862年,英國出現了第一款合成環化橡膠,從此以後,膠粘劑行業正式進入迅猛發展時期。
自1960年代開始,科學家一直在探討膠粘劑的粘附機制,最早提出的就是吸附理論,就像咱們的馬桶搋子一樣,能夠通過大氣壓強,將下水道的髒東西吸出來。
後來又發現了其他四種粘附機制:液體擴散、靜電引力、表面反應和機械互鎖。前面兩種大家都比較熟悉,液體擴散就是墨汁將清水染色,靜電引力就是摩擦後的氣球吸引紙片,咱們著重解釋一下後兩種機制。
先說說表面反應,它分爲了物理和化學兩種,物理表面吸附比較常見,比如油吸附在水的表面就屬于物理吸附,化學吸附咱們可能不太容易見到,淨水器用的活性炭,就是通過物理、化學雙重吸附,達到淨化汙染水的目的。
接下來是機械互鎖,這個詞在冶金領域用得很多,工人們會特意把被粘的物體表面處理得非常粗糙,膠粘劑會像水一樣,把整個表面給填平,這樣做的好處就是,能夠讓膠粘劑接觸更多的面積,就像咱們爬山的路程,往往比進隧道要長得多一樣。雖然會消耗更多的膠粘劑,但是帶來的附著力更強,粘貼的時間也更久。
膠粘劑行業也並不是沒有風險的,華爲曾經就吃過膠粘劑的虧
2016年,華爲生産了一批價值九千萬的手機産品,在檢測質量的時候發現,在高溫情況下,粘連屏幕的膠水會融化,還有小概率從屏幕的縫隙滲出來,這直接讓整批貨全部報廢。正所謂福無雙至,禍不單行。
第二年,華爲又遇到了膠水問題,在某次功能性測試過程中,檢測員發現手機攝像頭對焦比較模糊,一路追查下去,發現是膠水質量變差,導致攝像頭馬達不穩定,于是在嚴重損失出現之前,趕緊取消原膠粘劑廠的合同,重新尋找新的供應商。
膠粘劑應用廣,但利潤低想開發新産品,要錢更要時間,通常都得在半年以上,而且設備也只能進口,前期投資非常大。
幸好中國地廣物博,市場空間也很大,這才能夠讓這麽多膠粘劑國企活下來。2019年10月,德國Coatings發表了一份研究報告,僅在噴膠領域,膠粘劑的市場價值就已經超過70億美元。據此可以推測,全領域上的膠粘劑,市值可能會超過500億美元。
中國的膠粘劑,從曾經的零份額,到占領全球市場的三分之一,不僅有企業不懈堅持,還依靠國家努力推進。現在,中國膠粘劑技術已經越發成熟,國産膠的性能也愈加完善。相信在不久的將來,國産膠能夠完全替代進口,讓中國制造在膠粘劑行業,綻放出耀眼的光芒。