Tenk deg et kjemisk stoff, kjapt å påføre, som gir tette og ultra-sterke skjøter, til lav pris. Stoffet er spesiallim. Mer og mer i bilen limes, og gir lettere og stivere biler. Limene er enkle å påføre, tørker fort og har utrolig styrke, så hva er de?
Bildet øverst: Her limer «seende» automater hele bilsider; med hurtig-tørkende epoksy-lim går det nå like fort som punktsveising – og skjøten blir flere ganger sterkere, tettere og stivere. (Foto: Hyundai)
Av Stein Bekkevold
Rett fra læreboka: Lim, eller klister, sement eller pasta, er ikke-metalliske stoff som med høy styrke sammenføyer overflater. Og lim gir mange fordeler over søm, skruer/nagler eller sveising: De kobler kjemisk ulike materialer som stål og aluminium, metall og plast, og gir en tett og effektiv fordeling av kreftene (laster) i skjøten.
Viktig er også den enkle prosessen, som gir større fleksibilitet i design. Ulemper har vært redusert festekraft i høy temperatur, svakhet ved liming av tunge ting med liten limflate, og dette at limte skjøter bare kan sjekkes med ultralyd.
På utsatte steder i gulvet limer Volvo enormt sterke skjøter med moderne epoksylim, med automat. Limingen mer enn dobler bilens vristivhet. (Foto: Volvo)
Typer
Lim kan være reaktive eller ikke-reaktive etter hvordan de reagerer kjemisk ved herding. Eller de kan ha ulik fysisk startfase – eller være naturlige eller syntetiske*. Lim kan også listes etter klebemetode. To limtyper herder ved tørking: løsemiddelbaserte og polymer-dispersjonslim, emulsjonslim.
Løsemiddel-lim er plast i et løsemiddel – som epoksylim. Når løsemidlet går ut tørker limet. Trykkfølsomme lim (PSA) fester ved lett trykk. Og: Liming fungerer bare når limet får flyte utover, limet må fukte flatene. Skjøten får styrke så fort limet er hardt og seigt og ikke flyter ut under påkjenning. Lim og arbeidsstykke kobles tett med sterke og svake atomkrefter (van der Waals).
Lim for bil
Hos flerkomponentlim blandes komponenter. Dette får plasten til å tverrbindes og bli til plast som akrylat, uretan og/eller epoksy. Det finnes flere typer slike: Polyester/polyuretan og polyol/polyuretan er viktige. Og akryl/polyuretan. Disse komponentene er ikke lim hver for seg. De reagerer etter å ha blitt mikset – og får full styrke etter herding. De lages med eller uten løsemiddel.
Tverrbindes
En-komponent lim herder med lys, varme og fuktighet. De UV-herdende er populære i bil-produksjon, med rask herdetid og høy fugefasthet. De herder på et sekund, limer ulike saker (aluminium og stål, metall og plast) og tåler varme. De ikke bare kobler materialer, de kan også forsegle og belegge. De er vanligvis laget av akryl. Varme-herdende lim er en ferdiglaget miks. Ved tilført eller egen (kjemisk) varme tverrbindes de. Her finner vi uretaner og poly-imider.
Adhesjon
For at liming skal lykkes, MÅ stoffet fukte materialene. Fukting er væskers evne til å oppnå – og holde – kontakt med overflaten. Kobling kan skje mekanisk, der limet jobber seg inn i små porer, men oftest er vedheft en av flere kjemisk/atomære mekanismer.
Fugestyrken avhenger også av måten fugen oppstår på. I noen tilfeller får vi en ekte kjemisk binding mellom lim og underlag. Andre ganger holder elektrostatiske krefter a la statisk elektrisitet sakene sammen. En tredje mekanisme er van der Waals-krefter mellom atomer og molekyler.
En fjerde er diffusjon (inntrenging) inn i underlaget (papp, papir, treverk). Kvaliteten på skjøten avhenger sterkt av limets evne til effektiv fukting av underlaget. Det skjer når **overflateenergien i det som skal limes er større enn limets. Dagens høyfaste lim har høy overflateenergi. De binder seg dårlig til plast med lav overflateenergi (teflon). Når vi limer metall holder det med avfetting – limet gjør resten.
Epoksy
Svært mange nye høystyrkelim er epoksy. De tilhører epoksidene – stoff med en reaktiv gruppe – en ring med to karbonatomer og ett oksygen. Ringen er en epoksy-gruppe – et oksiran.
Epoksider har vi i epoksyplast og -lim og -lakk. De herder i reaksjon med noe annet, som aminer, altså noe nitrogenholdig fra ammoniakk. Herdingen gir et fast og tøft stoff med god kjemisk motstand, høy styrke og god vedheft. Det er viktig at en fuge ikke krymper – det gir indre spenninger. Og navnet? Kreative kjemikere tok EP fra epiklorhydrin og OXY fra oxygene. EPOXY.
Festlig.
*Tørre fakta om våte lim: I moderne lim er det termoplast og herdeplast. Termoplast gir slitesterk skjøt ved normale temperaturer, de kan myknes for påføring – uten nedbrytning. De er nitrocellulose, polyvinylacetat, vinylacetat-etylen-kopolymer, polyetylen, polypropylen, polyamider, polyestere, akryler og cyanoakryl. Termo-herdende lim lager varmebestandige og uløselige bindinger. De er mye brukt i fly og romfart. De er fenolformaldehyd, ureaformaldehyd, umettede polyestere, epoksylim og poly-uretaner.
Elastomere lim er enten termoplastiske eller termoherdende alt etter tverrbinding. De gir rask montering, har høy bruksfleksibilitet, stor typevariasjon, god økonomi, høy avrivningsstyrke, enkel modifikasjon og stor allsidighet.
**Alle overflater holdes sammen av en kraft; energi. En vanndråpe har en molekylhinne som gir formen. I de fleste faste stoffer er overflate-energien G lik stoffets e-modul (stivhet) ganger atomavstanden delt på 20. Utrolig?!
