Lijmen algemeen

Lijm is een stof die materialen met elkaar verbindt en daarbij zelf ook voldoende sterkte heeft. Een lijm gaat over van de vloeibare fase tijdens het verwerken naar een vaste fase tijdens de uithardingstijd. Een lijm bestaat uit een aantal grondstoffen waaronder een bindmiddel, een vloeistof en toeslagstoffen. Het bindmiddel bepaalt in hoge mate de eigenschappen van de lijm en is meestal synthetisch. De vloeistof heeft als functie om het vaste bindmiddel en de toeslagstoffen op te lossen tijdens het gebruik. Tijdens het uitharden van de lijm verdwijnt de vloeistof door verdamping in de lucht of door opzuiging van de ondergrond. De toeslagstoffen worden in heel kleine hoeveelheden toegevoegd om de lijm bepaalde eigenschappen te geven, zoals dikte, structuur en houdbaarheid.

THEORIE VAN HET LIJMEN

Figuur 1. Voorbeelden van lijmtoepassingen

Voor- en nadelen van lijmverbindingen

Voordelen lijmen:

• geeft een ononderbroken verbinding, dus geen verzwakking door gaten
• goed uiterlijk door meestal onzichtbare verbinding
• ongelijksoortige en dunne materialen kunnen verbonden worden
• verbindingen zijn vloeistof en/of gasdicht (geen spleetcorrosie)
• lijm werkt trilling- en geluiddempend
• zeer dunne en kleine onderdelen kunnen verbonden worden
• betere spanningsverdeling over het gehele oppervlak
• geen structuurverandering van het materiaal door verwarmen

Figuur 2. Goede spanningsverdeling bij gelijmde verbinding

Figuur 3. Lijmverbinding dicht af en voorkomt speetcorrosie

Nadelen lijmen:

• een lijmverbinding vraagt meestal extra zorg en toezicht
• het materiaal moet goed worden voorbehandeld
• de sterkte van de verbinding is moeilijk te berekenen
• je hebt met een droog- of hardingstijd te maken
• de verbinding kan moeilijk gedemonteerd worden

Figuur 4. Aanhouden droog- of hardingstijd

Figuur 5. Lijmverbindingen zijn moeilijk losneembaar

Lijmhechting en lijmsamenhang

Een lijmverbinding bestaat uit een lijmlaag en twee te lijmen onderdelen. De sterkte van de lijmverbinding wordt beïnvloed door twee factoren:

• de sterkte van de lijmlaag, cohesiesterkte genoemd
• de sterkte van de hechting tussen lijmlaag en lijmvlakken, adhesie genoemd

Het is dus belangrijk om naast een goede keuze van de lijm er ook voor te zorgen dat de lijm goed aan de te lijmen oppervlakken zal hechten. In onderstaande figuur zien we de 3 schakels in een lijmverbinding:

• de adhesie tussen lijmlaag en lijmvlak 1
• de cohesie van de lijmlaag
• de adhesie tussen lijmlaag en lijmvlak 2

Figuur 6. De schakels in de lijmverbinding

Lijmsamenhang (cohesie):

De samenhang van de lijm berust op de moleculaire en atomaire krachten in de lijm zelf. Een goede samenhang mag bij een lijm echter pas ontstaan, nadat een goede bevochtiging is verkregen. Met andere woorden, de lijm moet eerst aan de te lijmen oppervlakken hechten en mag pas daarna uitharden. Hierbij is het belangrijk dat in de lijm tijdens de verharding zo weinig mogelijk inwendige spanningen ontstaan tengevolge van krimpverschijnselen. Deze verlagen de uiteindelijke verbindingssterkte.

Deze krimpverschijnselen zijn meestal een gevolg van de doorharding van de lijm, de verdamping van eventuele vluchtige lijmbestanddelen en een verschil in temperatuur van de uitzettingscoëfficiënt van de lijm (warmuithardend) en het te lijmen materiaal.

Figuur 7. Cohesiekrachten van de lijm zelf

Hechting (adhesie):

Bij de hechting van een lijm op een oppervlak hebben we te maken met drie verschillende principes of een combinatie ervan. Dit zijn:- de mechanische verankering

• de vermenging van stoffen (diffusie)
• de adsorptie

Mechanische verankering:

Hierbij dringt de lijm in vloeibare toestand zodanig in de poriën van het te lijmen oppervlak, dat de lijm na de overgang in vaste toestand in de poriën van het lijmvlak verankerd blijft.

Figuur 8. Mechanische verankering van de lijm

De vermenging van de stoffen (diffusie):

De hechting kan in sommige gevallen eveneens voor een deel berusten op de vermenging van de lijm en het te lijmen materiaal, waarbij een verankering op basis van moleculen en atomen ontstaat.

Figuur 9. Diffusie van stoffen

Figuur 10. Verankering van atomen

Adsorptie:

Dit is een hechtingsverschijnsel van de lijm op het lijmvlak als gevolg van intermoleculaire krachten, die werken ter plaatse van het grensvlak. Deze vorm van adhesie speelt de belangrijkste rol bij het lijmen van metalen. Voorwaarden voor adsorptie is, dat het lijmmateriaal zo goed mogelijk in de oppervlakteonregelmatigheden kan dringen. Dit kan worden bevorderd door het oppervlak van het te lijmen materiaal voor te behandelen, bijvoorbeeld ontvetten, omdat hierdoor de bevochtiging van de lijm bevorderd wordt.

Hierdoor kan de lijm beter uitvloeien over het oppervlak. Ook de viscositeit van de lijm speelt hierbij een belangrijke rol, omdat deze bij een lage viscositeit voor een betere bevochtiging zorgt. Door de temperatuur te verhogen krijgen we dus meestal een betere bevochtiging, omdat de viscositeit lager wordt.

Figuur 11. Bevochtiging van de lijm op een oppervlak