3500여년전 배의 방수처리에 이미 사용된 예가 있는 접착제는 현대에 들어 유기재료/금속재료, 유기재료/무기재료, 유기재료/유기재료간 결합의 다양한 형태로 여러 산업분야에서 접할수 있으며, 그 규모는 천만톤 정도의 생산량에 10,000 종류의 제품이 현재 생산되고 있습니다.
접착 현상은 원자, 분자, 이온간 인력에 의해 두계면이 결합된 상태를 일컫으며, 접착제는 이러한 인력의 작용에 의해 두계면을 접합시키는 물질로 정의됩니다. 안정된 접착이 이루어지기 위해서는 접착제와 피착제 계면에서 충분한 젖음 특성(Wetting)이 필수적이며, 계면에서의 접착력의 세기와 특성에 중요한 영향을 미칩니다. 이러한 접착 계면에서 작용하는 접착력은 접착메카니즘 이라는 이론적 관점에서 설명되어 집니다. 접착메카니즘의 종류에는 기계적 맞물림(Mechanical interlocking), 확산(Diffusion), 정전기(Electrostatic), 흡착(Adsorption), 화학적 결합(Chemical bonding) 등이 알려져 있습니다. 기계적 맞물림은 피착제의 표면에 존재하는 표면 요철이 접착제와 피착제간 접착력을 형성한다는 이론입니다. 평평한 표면의 금속보다는 피라미드 구조 혹은 수지상(Dendrite)구조의 표면을 가지는 금속에서 접착력이 높은 것으로 알려져 있습니다. 하지만, 요철이 없는 금속표면에서도 에폭시 접착제가 강한 접착력을 보이는 현상으로부터 기계적 맞물림 현상뿐만 아니라, 흡착, 화학 결합과 같은 다른 접착 메커니즘이 함께 작용한다는 것을 알수 있습니다. 확산이론은 열역학적으로 상용성이 있는 고분자 계면 사이에서 고분자 사슬의 확산에 의해 접착 계면에서 물리적 가교 혹은 사슬엉킴이 발생하여 접착력이 증가하는 것으로 설명되어 집니다.그러나 고분자간 상용성이 없거나, 접착조건이 유리전이온도 이하인 경우, 또한 피착제가 금속 및 무기물인 경우에는 확산이론을 적용할수 없습니다. 정전기 이론에서는 두물질이 접착하는 경우, 서로의 페르미준위(Fermi level)를 맞추기 위해 전하가 이동하며, 이러한 전하의 이동에 따라 접착계면에서 전기적 이중층(Electrical double layer)이 형성되고, 접착제층의 파괴시 이러한 전기적 이중층을 분리하는데 에너지가 필요하다는 이론입니다. 그러나, 금속/고분자/금속 간 접착연구에서는 정전기 이론에 의해 예견되는 접착력이 실제 실험값에 비하여 미미함을 보여주고 있습니다. 흡착이론은 접착을 설명하는데 있어 가장 널리 적용되는 이론입니다. 접착을 이루는 두물질 사이에 분자적 접촉에 따른 표면인력에 의해 두물질이 접착한다는 이론으로 상호확산이 없는 고분자와 금속, 고분자와 무기물 간의 접착에 잘 적용됩니다. 이러한 흡착에 따른 결합의 예로는 에폭시 내에 존재하는 Hydroxy기와 금속표면에 존재하는 극성기가 상호작용하여 강한 이차결합인 수소결합을 형성하는 경우입니다. 화학결합이론에 의하면 흡착의 주요 원인인 Van Der Vaals 인력보다 강한 화학결합의 형성으로부터 강한 접착 결합을 형성하고, 수분 등에 안정한 접착 상태를 이룬다는 것입니다. 이러한 예로는 실란 커플링제(Silane coupling agent)로 처리된 유리 섬유, 탄소섬유, 금속 등과 고분자간의 접착이 있으며, 반응기를 가지고 있는 고분자-고분자간 접착의 경우에도 해당됩니다. 이상의 상기 예로부터, 접착현상을 하나의 접착메카니즘으로 일반화시켜 설명할수 있는 경우는 소수에 불과하며, 따라서 접착현상은 여러 메커니즘의 복합된 현상으로 이해될수 있습니다.
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