第二篇　中國膠黏劑發(fā)展回眸

21 如膠似漆：中國古代膠黏劑歷史故事

早期，人類受到自然界粘接現(xiàn)象的啟發(fā)，開始使用天然膠黏劑，如淀粉、松脂、血膠、骨膠、天然瀝青、石灰等。我國是世界上應(yīng)用膠黏劑和粘接技術(shù)最早的國家之一。4000多年前，我國就利用生漆作涂料和膠黏劑制作漆器。生漆是我國的特產(chǎn)，也稱“中國漆”，它是由天然漆樹分泌出來的黏性液體。《禹貢·夏書》記載：“兗州，厥貢漆絲。”可見，生漆與絲綢齊名，同為我國古代的貢品。有個(gè)成語叫“如膠似漆”，膠和漆密不可分，膠黏劑和涂料（油漆、油墨）許多時(shí)候采用類似的原材料制成，使用時(shí)都必須具備對(duì)物件較強(qiáng)的附著力。用松煙和膠黏劑制成墨塊是我國的獨(dú)有技術(shù)，大約在公元3世紀(jì)，我國以松煙和動(dòng)物膠等為原料制成松煙墨，作為書畫所用的黑色顏料。《齊民要術(shù)》“筆墨第九十一”對(duì)墨塊的制作有詳細(xì)說明：“墨屑一斤，以好膠五兩，浸……皮汁中。”清華大學(xué)化工學(xué)院趙世琦教授說過一句很有意思的話：“粘兩面的是膠黏劑，粘一面的是涂料（油漆、油墨）。”這很好地說明了膠黏劑與涂料的關(guān)系。

“如膠似漆”一詞最早出現(xiàn)在《詩經(jīng)》中，意思是“如同膠和漆黏合性很強(qiáng)的物質(zhì)，若粘接在一起，就不可分離”，比喻兩種事物或兩個(gè)人的關(guān)系親密、難舍難分。《古詩十九首·客從遠(yuǎn)方來》中有詩句：“以膠投漆中，誰能別離此。”“如膠似漆”這個(gè)成語的使用頻率很高，但人們并不一定知道膠和漆這兩樣物質(zhì)的發(fā)明對(duì)世界文明的貢獻(xiàn)。科學(xué)史家李約瑟說過：“漆器可能是人類所知最古老的工業(yè)塑料。”

我國古代的膠和漆都是天然材料，膠是由動(dòng)物的皮等經(jīng)過熬制而產(chǎn)生的，漆卻是從樹上采割來的，漆來自漆樹的分泌液。我們祖先很早就發(fā)現(xiàn)了漆樹自然分泌的樹汁干燥固化后能形成堅(jiān)硬光亮的涂層，于是開始使用這種天然涂料保護(hù)和裝飾木器、陶器等許多器具，并且逐漸開始種植漆樹。春秋戰(zhàn)國時(shí)代，漆樹已經(jīng)被大量栽培。莊子曾官至漆園吏，就是說做過掌管漆樹園的官吏，當(dāng)時(shí)戰(zhàn)國各國都有官營的漆園。

古人發(fā)現(xiàn)，生漆不僅具有涂飾的保護(hù)作用，而且還有較強(qiáng)的黏合能力，這個(gè)黏合性特點(diǎn)和膠很相像，所以文人才會(huì)創(chuàng)造出“如膠似漆”這樣的比喻。早在商代，人們就利用生漆的這一特性，將金銀珠玉鑲嵌在漆器上，到戰(zhàn)國時(shí)期發(fā)展到把金屬構(gòu)件和漆器粘接在一起，使漆器更加堅(jiān)固耐用。后來還把金銀薄片鏤刻成各種圖案的花片，或者把貝殼磨制成人物花鳥等圖案，用膠漆粘貼于胎體表面，再上漆若干道，然后打磨，使閃閃發(fā)光的金銀貝殼等花紋在器物表面形成華美的裝飾（見下圖）。

膠，繁體字“膠”，字從肉從翏。“肉”意為“肉汁樣的”，“翏”意為“合并”“結(jié)合”。“肉”與“翏”聯(lián)合起來表示“肉質(zhì)樣的膠黏劑”，指用動(dòng)物的皮、角制成的能黏合器物的東西。古代人類還發(fā)現(xiàn)某些植物具有天然黏性，例如橡膠、樹膠等。廣義來說，黏土、石灰也具有膠的作用，它們應(yīng)該才是最早的“膠黏劑”。早些年我們都用過的漿糊也是最原始的膠水，漿糊的制作很簡單，將面粉或米漿混合加熱后即可熬制成漿糊。

古代真正被稱為膠的應(yīng)該是動(dòng)物膠。早在三千多年前的中國，人們就用動(dòng)物皮、角、骨來熬制骨膠、牛皮膠等，用來黏合各種物件。本書開篇講述了一個(gè)“煎膠續(xù)弦”的故事：漢朝東方朔所著的《海內(nèi)十洲記》記載，天漢三年（公元前98年），漢武帝深山獵虎，由于力大如神，加之用力過猛，“嘣”的一聲，居然將祖?zhèn)鲗毠墓依瓟啵瑵h武帝看著斷弦，心中不悅。方士李少君便獻(xiàn)上了一種“神膠”，將寶弓的斷弦粘好，漢武帝將粘好的寶弓用力拉開，與原來的居然沒有什么區(qū)別，特地重獎(jiǎng)方士李少君。這種神膠因此名聲大震，并得名“續(xù)弦膠”，這種神膠其實(shí)就是動(dòng)物膠。

我國的一些古代書籍中，對(duì)膠黏劑的制造與使用有詳細(xì)的記載。古代化學(xué)專著如東漢魏伯陽的《周易參同契》與東晉葛洪的《抱樸子·內(nèi)篇》都涉及了膠黏劑的制造。北魏賈思勰的《齊民要術(shù)》雖是農(nóng)書，但對(duì)制筆、保護(hù)書籍、修理房屋等使用膠黏劑的過程與煮制動(dòng)物膠的方法卻做了專門的敘述。明朝宋應(yīng)星的《天工開物》記述了我國農(nóng)業(yè)與手工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)，其中包括膠黏劑的制造和大量的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

《帝王世紀(jì)》之“膠船”中記載了楚國人把不耐水的膠制成的船只獻(xiàn)給周王朝的軍隊(duì)從而獲勝的故事：“昭王南征濟(jì)于漢，漢江人惡之，以膠船進(jìn)王，王御船至中流，膠液船解，王及祭公俱沒于水中。”周昭王十六年，約在公元前980年，周昭王為了教訓(xùn)已經(jīng)不再順從自己的楚國，親領(lǐng)大軍討伐楚國，周軍勢如破竹，所向披靡。周王朝大獲全勝，勝利班師還朝。三年之后，也就是公元前977年，周昭王十九年，深受伐楚之戰(zhàn)的鼓舞，周昭王為了徹底打垮楚國，將其消滅殆盡，再次率軍南下伐楚。周昭王此次率六軍伐楚，舉全國之兵而為。周昭王躊躇滿志，志在必得，結(jié)果卻事與愿違。楚國已經(jīng)從上次的慘敗中吸取了教訓(xùn)。他們知道，面對(duì)強(qiáng)大的周王朝，硬拼是絕對(duì)不行的，要取勝，唯有智取。周昭王北兵南下，為漢水所阻，四處征調(diào)船只渡河，早已依計(jì)用事的楚人假裝民夫，將大批用樹膠粘接的船只獻(xiàn)給了周軍。周軍用征調(diào)而來的船只渡河，船行進(jìn)到了河的中間，樹膠溶解，船板分散，許多兵士掉入水中，北方人大都不識(shí)水性，不會(huì)游泳，基本上都溺水而亡。周昭王雖貴為天子，身為統(tǒng)率，也落入水中，魂喪漢水。

《齊民要術(shù)》的“燔石”篇對(duì)石灰密封舟船做了介紹：“凡灰用以固舟縫……”《天工開物》“燔石第十一”更詳細(xì)介紹了石灰及其添加物在建筑、舟船中的應(yīng)用：“凡石灰經(jīng)火焚煉為用。成質(zhì)之后，入水永劫不壞。億萬舟楫，億萬垣墻，窒隙防淫，是必由之……凡灰用以固舟縫，則桐油、魚油調(diào)，厚絹、細(xì)羅和油杵千下塞艌。用以砌墻、石，則篩去石塊，水調(diào)黏合。甃墁則仍用油、灰。用以堊墻壁，則澄過，入紙筋涂墁……”

我國在4000年前就開始燒制石灰，以此黏固土石建造房舍與橋梁。舉世聞名的萬里長城也是用石灰、糯米糊等混合調(diào)配的膠黏劑把無數(shù)的石塊粘接起來而建成的，這種無機(jī)-有機(jī)混合膠，強(qiáng)度高，防腐，經(jīng)久不壞。以糯米灰漿為代表的傳統(tǒng)灰漿是中國古代的重大發(fā)明之一。考古學(xué)的證據(jù)表明，西周（公元前1046～公元前771年）中晚期的建筑遺址中，石灰已經(jīng)廣泛用于柱基處理、增強(qiáng)地基、屋頂面處理等。東周時(shí)期已經(jīng)使用石灰修筑陵墓。據(jù)《左傳》記載：“成公二年（公元前635年）八月宋文公卒始厚葬用蜃灰”。蜃灰就是用蛤殼燒制而成的石灰。秦漢以后，石灰材料的使用更為廣泛。秦（公元前221～公元前206年）咸陽宮殿遺址的地面是用豬血、石灰、料姜石拌和抹成，呈暗紅色，表面光滑美觀，具有防潮裝飾作用。西漢（公元前206～公元8年）以后的墓葬中也多有石灰使用。石灰或用作壁畫地仗層，或用作墓室四壁罩白，或用于墓門密封，或用作棺底的灰襯。值得一提的是，我國至少在西漢早期就已經(jīng)使用類似于后世稱為“三合土”（石灰、黃土和砂子）的石灰混合材料了。東晉十六國時(shí)期（317～420年），北燕用“三合土”構(gòu)筑墓葬，大夏用“三合土”修筑其都城“統(tǒng)萬城”。北宋科學(xué)家沈括在親自踏勘統(tǒng)萬城之后，在《夢溪筆談》中寫道：“赫連城緊密如石”。

至少不晚于南北朝時(shí)期（386～589年），以糯米灰漿為代表的中國傳統(tǒng)灰漿已經(jīng)成為比較成熟的技術(shù)。成書于明朝的《天工開物》對(duì)糯米灰漿的組成、制作方法和性能都有詳細(xì)記載：“灰一分入河砂，黃土二分，用糯米、羊桃藤汁和勻，經(jīng)筑堅(jiān)固，永不隳壞，名曰三合土”。這種加入糯米汁的三合土，即糯米灰漿，有強(qiáng)度大、韌性好、防滲性能好等優(yōu)點(diǎn)，它的出現(xiàn)使建筑膠凝材料的粘接性有了質(zhì)的飛躍，代表了我國古代石灰基膠黏劑的最高成就。后世對(duì)糯米灰漿的評(píng)價(jià)很高，宋代江修復(fù)在《鄰幾雜志》中說它“其堅(jiān)如石”。

糯米石灰漿的使用，使建筑的穩(wěn)固性有了歷史性的突破。經(jīng)現(xiàn)代分析技術(shù)檢測，糯米灰漿粘接性能優(yōu)良，堪比現(xiàn)代水泥。除糯米漿外，植物汁液，如楊桃藤汁、蓼葉汁和白及漿等，蛋清和動(dòng)物血等在建筑灰漿中也有使用；另外用桐油或魚油拌和石灰制作的油灰在建筑物、木結(jié)構(gòu)和船舶等方面也有十分廣泛的應(yīng)用和悠久的歷史。

歐洲古代使用的建筑灰漿全是無機(jī)材料，而添加了糯米汁、楊桃藤汁或桐油的中國傳統(tǒng)灰漿則明顯是一種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料。以糯米灰漿為代表的中國傳統(tǒng)灰漿在粘接性、韌性和防滲性等方面明顯好于純無機(jī)灰漿。中國由于糯米灰漿等有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膠凝材料的發(fā)明而比西方技高一籌。糯米灰漿強(qiáng)度大，韌性強(qiáng)，防滲性能好，且“其堅(jiān)如石”。如南京明代徐埔夫婦墓系用糯米灰漿澆筑，堅(jiān)固異常。1978年發(fā)掘時(shí)推土機(jī)也無可奈何，還搞壞了不少鋼釬、鐵鍬。始建于隋開皇年間，重修于宋建炎二年的臺(tái)州國清寺塔，使用糯米灰漿為砌筑砂漿，異常堅(jiān)固。唐代開元寺石經(jīng)幢的粘接材料也是糯米灰漿，建于唐宋的泉州古塔、寺、橋的抗震性能好，能抵御1604年的7.5級(jí)大地震，這和使用糯米灰漿作膠黏劑是分不開的。湖北當(dāng)陽玉泉鐵塔，北宋嘉祐6年（公元1061年）鑄造，塔基底部青石板之間用糯米灰漿封實(shí)。河南登封少林寺墓塔群中的幾座宋塔、明塔，對(duì)其砌筑的膠泥標(biāo)本進(jìn)行“碘-淀粉”試驗(yàn)，也發(fā)現(xiàn)沉淀物中有糯米淀粉存在。始建于元代至大年間的上海嘉定法華塔，其地基磚用糯米漿白灰泥勾縫。最讓人稱奇的是重慶榮昌縣包河鎮(zhèn)的一座清代石塔，該塔已有300余年，高10m，傾斜度達(dá)45°，卻至今未倒塌。該塔也是采用了糯米灰漿為黏合材料，這種糯米灰漿粘接材料的韌性竟比現(xiàn)代水泥還要好。

壓敏膠帶起源于我國公元前160年的西漢時(shí)期，在《草藥補(bǔ)遺》《黃帝內(nèi)經(jīng)》等書籍中均記載著治療傷痛的膏藥貼布之物，這應(yīng)該是最早的壓敏膠制品。而用草藥與松脂、動(dòng)物膠熬制的藥膏應(yīng)該是壓敏膠的雛形，膏藥制品在中醫(yī)界一直延續(xù)至今。

用膠黏劑粘接書刊本冊(cè)的方法，在我國已有一千多年歷史。早在公元868年所加工的卷軸裝《金剛經(jīng)》就完全是用膠黏劑裝訂成卷冊(cè)的，最初人們主要用鰾膠、淀粉漿糊、松香等作為膠黏劑。

《天工開物》乃服第二：“凡糊用面觔內(nèi)小粉為質(zhì)。紗羅所必用，綾綢或用或不用。其染紗不存素質(zhì)者，用牛膠水為之，名曰清膠紗。糊漿承于筘上，推移染透，推移就干。”說明了淀粉膠在服裝上漿中的應(yīng)用。

《天工開物》舟車第九：“凡船板合隙縫，以白麻斫絮為筋，鈍鑿扱入，然后篩過細(xì)石灰，和桐油舂杵成團(tuán)調(diào)艌。”說明桐油拌石灰制成的膠泥在舟船密封中的應(yīng)用。

《天工開物》“佳兵第十五——弧矢”：“凡膠乃魚脬、雜腸所為，煎治多屬寧國郡，其東海石首魚，浙中以造白鲞者，取其脬為膠，堅(jiān)固過于金鐵。北邊取海魚脬煎成，堅(jiān)固與中華無異，種性則別也。天生數(shù)物，缺一而良弓不成，非偶然也。”這里的“膠”指的是制造弓箭所用的鰾膠，看來當(dāng)時(shí)膠的質(zhì)量很好，強(qiáng)度竟然可以與金屬相比，是造弓不可或缺的材料。

“凡箭笴，中國南方竹質(zhì)，北方萑柳質(zhì)，北邊樺質(zhì)，隨方不一。竿長二尺，鏃長一寸，其大端也。凡竹箭削竹四條或三條，以膠粘合，過刀光削而圓成之。”翻譯成現(xiàn)代漢語是說：“箭桿的用料各地不盡相同，我國南方用竹，北方使用薄柳木，北方少數(shù)民族則用樺木。箭桿長二尺（1尺=33.3cm），箭頭長一寸（1寸=3.3cm），這是一般的規(guī)格。做竹箭時(shí)，削竹三四條并用膠黏合，再用刀削圓刮光。”看來膠也是制箭不可缺少的材料。