簡單來說,電減粘膠帶(也稱電致剝離膠帶或電控膠帶)的原理是:在施加一定電壓后,膠帶粘接界面處的化學或物理狀態會發生可逆變化,導致粘附力急劇下降甚至完全消失,從而實現輕松、無損的剝離。其核心在于 “通電即失粘,斷電即恢復” 的可控特性。
目前主流的電減粘技術主要基于兩種物理化學效應:
1.電化學分解/腐蝕原理(最常見)
這是市場上大多數電減粘膠帶采用的技術。
結構:這種膠帶通常采用“三明治”結構:1. 基層:普通的壓敏膠(如丙烯酸膠)。
2.功能層:一層非常薄(納米級)的活性金屬層,通常為鋁(Al) 或銅(Cu)。這是實現電減粘的關鍵。
3.導電層:另一層導電材料(如碳或金屬),用于與電源另一極連接,形成回路。
工作過程:
1.粘接狀態:在不通電時,膠帶就像普通雙面膠一樣,通過表面的壓敏膠提供牢固的粘接力。
2.施加電壓:當需要剝離時,在膠帶的兩個電極(即金屬層和導電層)之間施加一個直流電壓(通常是較低的電壓,如12V-100V)。此時,膠帶、被粘物和電源形成了一個閉合電路。
3.發生反應:在電場作用下,作為陽極的活性金屬層(如鋁)會發生電化學氧化反應(類似于電解水或金屬腐蝕)。
反應式(以鋁為例): `4Al + 3O? + 6H?O + 12e? → 4Al(OH)?`
金屬鋁與水分子和氧氣反應,生成蓬松、無粘性的氫氧化鋁凝膠狀物質。
4.界面破壞:這層新生成的物質存在于膠層和被粘物之間,破壞了原有的粘接界面,導致粘附力在幾秒到幾十秒內迅速下降(可降低95%以上)。
5.輕松剝離:此時,只需很小的力就可以將被粘物完整地取下來,且幾乎無殘留。
6.不可逆性:此過程是不可逆的。一次通電減粘后,該部位的膠帶就失效了。這非常適合一次性拆卸的應用場景。
2. 電黏度效應/電潤濕原理
這是一種更前沿的技術,依賴于膠粘劑本身性質的改變。膠粘劑本身是一種特殊的電流變液或含有極性分子的聚合物。這些材料通常由絕緣油和懸浮在其中的微小顆粒組成。
工作過程:
1. 粘接狀態:不通電時,膠粘劑內的顆粒無序分布,膠體呈現正常的粘性和流動性。
2. 施加電場:當施加一個強電場(通常需要千伏級的高電壓)時,膠粘劑中的極性分子或顆粒會被極化,并沿著電場方向排列成鏈狀結構。
3. 性質突變:這種有序的排列會極大地增加膠粘劑的表觀粘度(即看起來的粘稠度)和剪切模量(抵抗變形的能力),使其從一種粘性流體瞬間變成一種類固體狀態。
4. 粘接力喪失:這種“固化”導致其表面潤濕性和粘彈性急劇下降,從而失去粘接力。
5. 撤銷電場:當撤掉電場后,極性分子或顆粒恢復無序狀態,膠粘劑重新變回粘性流體,恢復粘性。因此,這種效應是可逆的。