Lijmproces
- Het reinigen van de te lijmen oppervlakken
- Het bewerken van de ondergrond (oppervlakte behandeling)
- Het aanbrengen van de lijm
- De verschillende soorten lijm
- Het faalmechanisme
- De voor en nadelen van lijm
Enkele overzichtsverhalen zijn hier en te
vinden
Reinigingstechnieken
Het doel van de reinigingstechnieken is om “vreemde”stoffen (vuil of roest) van
het substraat (ondergrond) te verwijderen. Deze vreemde stoffen hebben een
negatieve invloed op de hechting van de lijm aan het substraat.
De reinigingstechnieken zijn onder te verdelen in:
Mechanische reiniging;
- Stralen: straalgrid (metalen kogeltjes) wordt met grote snelheid op het
substraat geschoten. Hierdoor wordt het vuil mechanisch verwijderd.
Vroeger werd zand als straalmedium gebruikt. Vanwege het gevaar
opasbestose(stoflongen) is zand als straalmiddel verboden.
- Waterhogedruk: (warm) water waar soms zeep aan toegevoegd is
wordt met hoge druk op het substraat gespoten.
- Schuren: met behulp vanschuurpapierkan mechanisch het vuil van het
substraat worden verwijderd. Bij deze reinigingsmethode bestaat het
gevaar dat het vuil in de poriën wordt (uit)gesmeerd. Daarom is het aan
te bevelen om voor het schuren eerst het substraat (chemisch) te
reinigen.
Chemische reiniging (pas op uw gezondheid)
- Oplosmiddelen: met behulp van een oplosmiddel wordt het vuil in
oplossing gebracht waarna het mechanisch (met een doek) kan werden
verwijderd. Oplosmiddelen kunnen bestaan uit koolwaterstoffen,
alcoholen, esters ofketonen. (Verfafbijt is een oplosmiddel).
Voorbeelden van oplosmiddelen zijnM.E.K., thinner,terpetine, xyleen,
aceton, wasbenzine,chlorotheen.
- Tensiden:tensidenzijn oppervlakteactieve stoffen met moleculen
waaraan aan een zijde water en aan de ander zijde vet of olie zich kan
hechten. Als deze tensie op het substaat worden aangebracht dan
hechten deze aan het vet of olie. De vuildeeltjes weken zich dan los
waarna ze gemakkelijk met water kunnen worden weggespoeld.
- Alkaliën: alkaliën zijn logen die een chemische reactie aangaan met
(plantaardige) vetten. Uit de reactie ontstaat zeep (organisch zout).
Doordat de zeep oplosbaar in water is kan het vuil gemakkelijk mat
water worden weggespoeld.
- Zuren: een zuur reageert met een mineraal (oxide of kalk). Met het
beitsproces wordt door het opbrengen van een verzwakt (verdund) zuur
het mineraal dat op het substraat aanwezig chemisch omgezet in een
gas.
Geschikt maken van de ondergrond
Geschikt maken van de ondergrond: niet elke schone ondergrond is
geschikt om daarop direct de lijm op aan te brengen. Metalen (staal en
aluminium) moeten eerst tegen corrosie (oxidatie) beschermd worden. Bij
kunststoffen kunnen hulpstoffen (lossingsmiddelen) aan het oppervlak aanwezig
zijn, om het kunststof gemakkelijker uit het gereedschap te laten komen, die
eerst verwijderd dienen te worden. Ook is het noodzakelijk om bij sommige
kunststoffen ((polypropyleen (PP), polyethyleen (PE), polytetrafluorethyleen
(PTFE), polyoxymethyleen (POM), silicone en thermoplastische elastomeren
(TPE’s)) het oppervlak te ioniseren om een betere hechting van de lijm mogelijk
te maken. Deze materialen hebben een (te) hoge oppervlakte spanning
waardoor de lijm niet op het oppervlak uit kan (uit)vloeien.
De ondergrond kan geschikt gemaakt worden voor het lijmen door de
ondergrond voor te behandelen met;
- Primer : primers zijn vaak verdunde lijmen die goed in de poriën van
het materiaal kunnen dringen om voor een goede hechting te zorgen.
Vaak worden hechtverbeteraars en corrosiewerende bestanddelen aan
de primers toegevoegd. Voor meer informatie zieprimers.
- Plasma: een gas wordt door een radio- of hoogfrequent veld
geëxciteerd tot een plasma. Dit plasma zal het oppervlak beschadigen
(verbreken van de buitenste C-H bindingen van de polymeren) om een
betere hechting met de lijm mogelijk te maken.
- Mechanisch verruwen: met het mechanisch verruwen wordt het
hechtoppervlak vergroot waardoor de lijm zich beter mechanisch kan
verankeren. Omdat de lijmkracht hoofdzakelijk door de v/d Waals-
krachten tot stand komen is deze methode weinig effectief.
- Bevlammen: door met een vlam over het oppervlak te gaan wordt de
oppervlakte beschadigd. De polymeren worden op deze manier
opengebroken om een betere hechting met de lijm mogelijk te maken.
- Corona behandeling: corona ontstaat als bij voldoende hoge
spanning tussen twee geleiders het omringende gas geïoniseerd raakt.
Deze ionisatie zorgt ervoor dat het substraat gemakkelijker een
verbinding met de lijm aangaat. Het oppervlak wordt als het ware
geactiveerd. Deze techniek wordt veel toegepast bij folies.
- Galvaniseren: bij hetgalvaniserenwordt het substraat bedekt met een
dun laagje metaal. Dit laagje voorkomt het oxideren (roesten) van het
metaal.
- Lakken: hetlakkenvan het substraat wordt veel toegepast om te
voorkomen dat de substraten tussentijds gaan oxideren. Het lijmproces
kan op deze manier later plaats vinden.
Het effect van het behandelen van oppervlakken is goed te zien
in de volgende film
Lijmaanbrengtechnieken
Lijm kun je op verschillende manieren aanbrengen
- kwast
- lijmstift (Pritt)
- tube
- kitspuit
- lijmdoseerinstallatie (dispensers)
Lijmreacties
Fysisch
Bij dit type lijmen vindt er geen chemische reactie plaats.
De fysische reacties zijn weer onder te verdelen in;
- Verlies van oplosmiddel: men laat gedurende een bepaalde tijd het
oplosmiddel verdampen en vervolgens worden de oppervlakken pas
tegen elkaar gedrukt. Voorbeelden van deze lijmsoorten zijn;
bandenplaklijm, houtlijm en papierlijm.
- Uitharding door afkoelen: bij dit type lijmen wordt de lijmmassa als
een hete vloeistof op het te lijmen oppervlak aangebracht. Door
afkoeling ontstaat er een hechting. Voorbeelden van deze lijmsoorten
zijn; thermoplasten zoals EVA, PA en Polyerester.
- Kleeflijmen: bij dit type lijmen is de lijmmassa rubberachtig en is de
kleefkracht blijvend.
- Smeltlijmen: bij dit type lijmen smelten de componenten samen.
Chemisch
Het kenmerk van deze lijmen is dat er meerdere componenten aanwezig zijn die
nadat ze samen zijn gevoegd een chemische reactie (polymerisatie reactie) tot
stand brengen.
De chemische reacties zijn weer onder te verdelen in;
- Tweecomponentenlijmen: de reactie vindt plaats doordat de
componenten onderling met elkaar reageren. Voorbeelden van deze
lijmen met chemische reacties zijn: epoxy-, fenolische-, acrylaat-,
cyanoacrylaat- en polyurethaanlijmen.
- Reactie door vocht: het kenmerk van deze lijmen is dat de tweede
component die noodzakelijk is voor de chemische reactie in de
omgeving aanwezig is. Voorbeelden van lijmen die de tweede
component uit de omgeving halen zijn. urethanen-, siliconen- en
cementlijm.
- Anaerobische reactie: het kenmerk van deze lijmen is dat bij
uitsluiting van zuurstof de lijm reageert.
- UV of elektronenstraling uithardende: het kenmerk van deze
lijmen is dat door de UV- of elektronenstraling de lijmreactie
(polymerisatie) op gang brengt.
- No mix: het kenmerk van de no mix-lijmen is dat elke component
apart op het substraat (ondergrond) wordt aangebracht. De uitharding
van de lijm vindt pas plaats als de te delen lijmen met elkaar in contact
komen.
Faalmechanisme
De meeste oorzaken van een falende lijmverbinding zijn te wijten aan
adhesivebreuken. Voor meer informatie zie lijmfaalmechanismen.
Voor en nadelen
De voordelen van een lijmverbinding zijn;
- Een gelijkmatige spanningsverdeling in de verbinding. In
tegenstelling tot een boutverbinding draagt het gehele lijmvlak bij in de
krachtenoverdracht ervan. Hierdoor wordt de spanning in en op de
verbinding gelijkmatig op het oppervlak verdeeld.
- Geen structuurverandering: de materiaalstructuur van de te lijmen
materialen wordt, in tegenstelling tot die bij het lassen of solderen, niet
veranderd of beschadigd. Bij het lassen of solderen wordt de structuur
van het materiaal veranderd.
- Gewichtsbesparing: doordat in tegenstelling tot een boutverbinding
het gehele oppervak bijdraagt in de krachtoverdracht kan per saldo de
constructie lichter worden uitgevoerd.
- Gasdicht: in tegenstelling tot een boutverbinding is een lijmverbinding
gasdicht.
- Verschillende materialen zijn verlijmbaar. Materialen zoals glas en
aluminium kunnen met elkaar verbonden worden.
- De verbinding is losneembaar zonder het verlijmde materiaal te
beschadigen. In veel gevallen kan de lijmverbinding eenvoudig
ongedaan gemaakt worden.
- Contactcorrosie vrij: doordat de materialen van elkaar gescheiden
zijn treedt er geen contact (galvanische) corrosie op.
- Verlijming van grote oppervlakten is vrij eenvoudig mogelijk.
- Lijmverbindingen zijn in beperkte mate elastisch waardoor ze trillingen
dempen.
De nadelen van een lijmverbinding zijn;
- De lijmkeuze is afhankelijk van het soort materiaal, de toepassing en de
omgeving waarin het gebruikt wordt. Het lijmproces is door haar vele
processtappen complex.
- Beperkt inzetbaar: de beïnvloeding van statische en dynamische
krachten, chemische (vochtigheid, oplosmiddelen,
schoonmaakmiddelen, zouten, zuren,...), en fysische (temperatuur,
trilling, UV- en andere straling) processen hebben een nadelige invloed
op de levensduur van de lijmverbinding. Een juiste lijmkeuze is daarom
zeer belangrijk.
- Vooraf niet controleerbaar op sterkte: een lijmverbinding is niet
vooraf, zonder deze te stuk te maken, controleerbaar op sterkte. Door
het lijmproces te controleren is het waarschijnlijk dat de lijmverbinding
de vereiste kwaliteit bereikt.
- Constructieve niet overal inzetbaar: doordat de lijmverbinding
een beperkte kracht kan overbrengen is een relatief groot
lijmoppervlak noodzakelijk om de vereiste krachten over te brengen.
Een lijmverbinding is niet bestand tegen afpelkrachten.