為什麼有的粘合劑可以在光照下固化？
在《為什麼有的粘合劑由兩個部分組成？》這篇文章中我們提到，AB膠由於依賴兩個組分在室溫下混合時發生化學反應來完成固化，因此可以大大降低固化過程中溶劑揮發對環境和使用者健康造成的損害，固化後的機械強度也優於傳統的溶液形式的粘合劑，因此在市場上很受歡迎。然而美中不足的是，使用者往往需要特殊的設備來保證兩個部分按照一定的比例均勻混合，否則可能會達不到預期的效果，這在很多時候帶來了不便。
那麼有沒有這樣一種粘合劑，它繼承了AB膠的全部優點，能夠在室溫下不依賴溶劑揮發就完成固化，但又只有一個組分？要回答這個問題，讓我們先來認識一種叫做甲基丙烯酸甲酯的化合物。
甲基丙烯酸甲酯這個名字聽起來很陌生，但如果說到有機玻璃，相信大家就都會覺得很熟悉。這種大名鼎鼎的可以用來代替玻璃的透明塑料，就是由甲基丙烯酸甲酯分子互相之間發生聚合反應而得到的。
甲基丙烯酸甲酯生成有機玻璃的化學反應
不過上面這個化學反應式中還缺少了一個關鍵的角色——引發劑。顧名思義，引發劑能夠引發甲基丙烯酸甲酯的聚合。如果沒有引發劑，哪怕等上一萬年，甲基丙烯酸甲酯也不會變成堅固又透有機玻璃。
然而即便我們把引發劑添加到甲基丙烯酸甲酯中，在室溫下等上很久，甲基丙烯酸甲酯通常仍然會保持液體的狀態，這是為什麼呢？原來，很多用於甲基丙烯酸甲酯的引發劑要想正常發揮作用，還需要一定的能量來「激活「。在室溫下引發劑得不到足夠的能量，自然不會引發甲基丙烯酸甲酯的聚合反應。但如果把它們放到烘箱中，隨著溫度的升高，引發劑得到它所需要的能量，用不了多久，容器中的液體就變成了堅硬的有機玻璃。
現在我們不再用甲基丙烯酸甲酯來生產有機玻璃，而是用它來粘東西，該怎麼做呢？既然用於甲基丙烯酸甲酯的引發劑在室溫下通常不夠活潑，我們可以直接把這兩種物質放在同一個容器中而不必擔心它們在儲存過程中相互之間發生反應。在需要粘合物體時，只要把它們添加到要粘合的兩塊物體之間，再稍稍加熱，隨著甲基丙烯酸甲酯的聚合反應不斷發生，兩塊物體就被牢固地粘結到了一起。
同AB膠相比，這種粘合劑形式上更加簡單，不需要特殊的設備來混合兩個組分。然而新的問題又來了：由於這樣的粘合劑必須在高溫下才能順利固化，使用者必須額外購置加熱裝置，而且很多待粘合的物體不能經受粘合劑固化所需要的高溫。如果粘合劑順利固化，但物體本身的性能卻受到了損害，這顯然是使用者不能接受的。
那麼如何解決這個問題呢？剛才我們提到，甲基丙烯酸甲酯的引發劑通常需要一定的能量才能正常發揮作用。除了升高溫度，還有什麼辦法可以給引發劑提供能量呢？對了，用光照。通過選擇合適的化學結構，我們可以讓引發劑吸收特定波長的光所攜帶的能量，用這部分能量來激活自己，引發甲基丙烯酸甲酯的聚合反應。
如果把這樣的引發劑添加到甲基丙烯酸甲酯中，只需用合適的光源照射，甲基丙烯酸甲酯就完成了固化，將物體牢固粘合起來。像這樣能夠在光照下完成固化或是發生其他變化的材料，我們通常稱之為光敏性樹脂，而利用光敏性樹脂的粘合劑則被稱為光固化粘合劑。除了甲基丙烯酸甲酯，還有許多性能各異的光敏性樹脂都可以在光照條件下完成固化，因此我們可以根據不同的應用場合選擇合適的光固化粘合劑。
與其他類型的粘合劑相比，光固化粘合劑有著許多獨特的優勢。與AB膠類似，它同樣可以讓粘合劑在室溫下不需要依賴溶劑揮發就完成固化過程，而且它又不需要特殊的裝置來儲存和混合兩個組分，我們需要的只是用光輕輕一照。特別是許多光固化粘合劑固化速度很快，在合適的光源照射下甚至只需幾秒鐘就完成固化過程，因此使用起來非常方便。由於技術的限制，早期的光固化粘合劑大多必須在能量相當較高的紫外線照射下才能發揮作用，而一些新的光固化粘合劑已經可以通過能量較低的可見光照射來完成固化，從而避免了紫外線對使用者可能造成的傷害。
正在使用中的光固化粘合劑
當然，光固化粘合劑的缺點也是顯而易見的。首先，要粘合的兩塊物體至少有一塊必須透明，這樣才能讓粘合劑中的引發劑順利地從光照中吸收能量。如果我們需要把兩塊鋼板粘合在一起，光固化粘合劑顯然無能為力。其次，光固化粘合劑的使用者雖然不必準備特殊的混合或者加熱裝置，但往往需要準備專門的光源，這通常意味著一筆不小的支出，令一些使用者望而卻步。這就是為什麼很多時候光固化粘合劑難以被更廣泛地應用。
雖然光固化粘合劑在粘合劑市場上只佔有比較有限的份額，感光性樹脂這種獨特材料的重要性卻是不容忽視的，因為它可以讓我們輕而易舉地改變材料的性質，又不影響其他不相干的物體，從而實現「精確打擊」。這種「指哪兒打哪兒」的特性通常是其他材料不具備的，在日常生活中有著非常重要的應用。例如牙醫經常利用感光性樹脂來補牙，先將液態的樹脂添加到待修補的區域，再用紫外線輕輕照射，感光性樹脂就完成了固化。如果改用加熱的方式讓樹脂固化，患者將會多麼痛苦！
感光性樹脂中的另一個特殊類別——光刻膠則是半導體加工過程中不可或缺的材料。當特定波長的光線照射到光刻膠時，光刻膠在溶劑中的溶解性會發生變化，例如原先能夠溶解於某種溶劑，但被光照射後不再能夠被溶解，或者反之。如果我們在半導體材料的表面塗上一層光刻膠，再把其中一部分區域遮住，對另一部分區域的光刻膠進行曝光，然後用溶劑去清洗，原本厚度均一的光刻膠薄膜就變得凹凸不平。接下來我們就可以用它為模板，在半導體材料上加工出指定的結構。沒有感光性樹脂，電腦、手機等眾多電子產品的生產將成為難題。
用光刻膠在硅表面加工二氧化硅結構的基本流程：首先在覆蓋有二氧化硅的硅表面均勻塗上一層光刻膠，再對指定區域的光刻膠進行曝光，隨後的清洗讓部分光刻膠留在二氧化硅表面，再以此為模板進行刻蝕就得到了指定的結構。
現在回到本文開頭的問題：如何讓粘合劑不依賴於溶劑揮發，不需要加熱，也不需要事先混合兩個組分，在室溫下就能完成固化？解決方案之一是使用光固化粘合劑。那麼還有之二甚至之三么？答案是肯定的，在後面的文章中我將陸續為大家揭曉謎底。
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