交聯反應（Cross-Linked Action）對於車體鍍膜重要性

由於聚硅氧烷屬於上烷基高分子聚合物，對於高分子聚合物的合成來說交聯反應是相當重要的一環，以車體鍍膜塗層材料來說，多數鍍膜材料皆屬於高分子聚合物，這些高分子聚合物的鍍膜材料可藉由交聯反應用以提升塗層成膜後的強度、塗層熱穩定性、塗層表面硬度，降低塗層遭受化學性破壞…等優點，一般消費者與車體鍍膜店家對於交聯反應大多不是很了解，除非是化工材料…等相關科系出身的消費者才會知道交聯反應在高分子聚合物合成的重要性。

何謂交聯反應？也就是高分子聚合物的分子鏈（包含長、短分子鏈）透過交聯劑(俗稱 : 硬化劑)反應後相互鍵結形成網狀結構，此時高分子聚合物的分子鏈強度增加不易斷鍵，平面的網狀結構的分子又互相鍵結，最終形成立體網狀結構，此時分子鍵強度最強，連帶也增強成膜後的塗層強度，如下圖所示。


一般來說交聯反應大多屬於化學交聯，也有少部分屬於物理交聯，物理交聯其實就是單靠力學結合，例如氫鍵或是極性分子與非極性分子之間的凡得瓦爾力，基本上物理交聯分子間的鍵結能都非常小，以氫鍵(Hydrogen bond)來說鍵結能大約5～30 KJ/mol，極性與非極性分子間的凡德瓦爾力（van der Waals' force）鍵結能通常小於5 KJ/mol，鍵結能小會降低塗層強度，容易遭受到外界因素(例如：太陽輻射能)造成分子間斷鍵；化學交聯是透過共價鍵(Covalent bond)結合而成，共價鍵鍵能大約150～400 KJ/mol，各位光看數據就知道哪個鍵結能較大，車體鍍膜塗層需要抵抗許多外界汙染因素，為強化塗層強度因此都屬於化學交聯。(數據來源取自維基百科)

除了交聯反應的共價鍵影響塗層強度之外，硬化劑也是交聯反應中不可或缺的條件之一。
首先，我們必須了解，添加硬化劑的目的為何?
其實聚硅氧烷高分子之間會靠近而接觸在一起，原因在於之間的物理性吸附作用，也就是所謂的分子間凡得瓦爾力。然而該力量非常弱，所形成的高分子膜也就容易受到外力而破裂。為了強化聚硅氧烷高分子所形成的薄膜，最好的方法就是添加硬化劑。

硬化劑的功能，並非將聚硅氧烷分子變硬，而是在高分子與高分子之間形成橋梁，如下圖所示。


添加硬化劑後交聯反應下所形成立體網狀結構，讓聚硅氧烷高分子本身很難移動（關乎到分子動力學與量子力學的微觀世界，再講解下去各位會更難理解），塗層開始形成堅硬的狀態，因此我們稱之此狀態為硬化。至於硬化速度是否會影響膜厚? 也就是說，高分子與硬化劑連接的反應速度快慢是否會影響膜厚?微觀來說是會的，但是影響的厚度肉眼根本看不出來，因為實在太小了!（以人類肉眼可分辨的膜厚須超過50um以上，低於50um的厚度根本無法辨識） 實際上，影響膜厚主要因素並非硬化速度，硬化劑加入量、高分子長度、高分子濃度…等條件都會影響塗層膜厚，其影響膜厚程度都遠遠高於硬化速度。至於影響最大因素，絕對不是硬化劑及高分子本身特性，如何能讓塗層達到最佳化，除了成膜條件(溫溼度控制)，實際上是施工者的習慣以及施工者的塗佈方式同樣也影響著塗層。

高雄匠車體鍍膜 2015.10.03(未經同意請勿拷貝)
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