Når du limer metall til metall, plast til plast, plast til metall, glass til plast og så videre, jobber to fysikkmekanismer for fullt – på atomnivå: Kohesjon og adhesjon. Men er limt bil noe poeng?
Bildet øverst: Lettere og stivere med lim: I økende grad limer bilfabrikkene nå karosseriene. Nye typer har gjort rask liming mulig i mange fabrikkers serieproduksjon. (Foto: VW)
Av Stein Bekkevold
Ja: En limt bil blir lettere – og sterkere pluss mer vristiv – fordi kreftene da overføres jevnt, limfugen tar opp lastene helt jevnt over det hele, uten lastkonsentrasjoner. Og liming går fint fordi vi nå har typer som passer i masseproduksjon, de herder kjapt og er enkle å påføre. Liming skjer via mikrokrefter som holder atomer og molekyler sammen; fysikk på atomnivå.
Grunnen til den økte stivheten er de sammenhengende fugene; ved punktsveising, nagling og skruing er det alltid avstand mellom festepunktene og en bevegelighet i konstruksjonen. Jevn lastoverføring er alltid best – særlig i et tynt skall – som i et rør.
Kohesjon og adhesjon
Liming er litt snål fysikk: Et stoff av LIKE molekyler (atomgrupper) kobles hardt i kohesjon,det at molekylene låser seg fast; uten kohesjon hadde svært lite eksistert.
Adhesjon binder sammen ulike molekyler, plast bindes til metall, til annen plast og så videre. Når lim festes til stål, holder adhesjon i limet og i metallet atomene sammen – og kohesjonmellom lim og stål skaper skjøten.
Men: Skal du lime må overflate-energien stemme. Dette er den merkelige naturkraften som lar en væskedråpe oppstå og forbli en dråpe. Limprosessen må fukte overflatene.
I de fleste lim er høypolymere stoffer (spesialplast) bindemiddelet. Helt til 1930-tallet ble lim laget av kokt bindevev fra dyr. Mange slike lim fantes alt i forhistorisk tid; i steinalderen festet de finslipte pil- og spydspisser av sterk flint med naturklister og størknet plantesaft. De fleste lim er nå syntetiske.
Mange typer
Polymeriserende lim er reaksjonslim der bindemiddelet er enkelkjedet (monomer) uten tverrbindinger – klistringen skjer når stoffet polymeriserer til plast. Men biler (og fly) limes med herdelim. Dette kan skje i romtemperatur (kaldherdende) eller i varme (varmherdende).
De viktigste industrielle er epoksy- og polyuretan-lim. Dette er reaksjonslim (to-komponent) som herder når du blander to stoff. De er flotte til sammenføyning av metall, glass, og mange plasttyper. Typiske fordeler er lav sammentrekking under herding, og sterk fuge uten indre spenning.
Umettet polyesterlim herder med initiator; den starter en polymerisasjons- og herdereaksjon. En liknende type er silikonlim, som herder med luftfuktighet. Herdelim blir noen ganger kombinert innbyrdes eller modifisert med termoplast, og får svært sterke bindinger. For å øke slagfasthet hos de sprøeste kan ørsmå, finfordelte gummipartikler mikses inn. I motsetning til de fleste andre mer termoplastiske lim, vil herdelimene ikke sige ved langtidsbelastning eller oppvarming.
Bindinger
Og alt dette er altså mulig med underlige atombindinger som kobler alt. De kalles intermolekylære. Noen eksempler på de svake er van der Waals´ – og londonkrefter – etter fysikeren Fritz London (1900–1954). En sterkere er hydrogenbindingen. En rent kjemisk binding er tiltrekning mellom naboatomene i molekyler, og mellom ioner i salter. Den kalles ionebinding i salter, kovalent binding i molekyler og metallbinding i metaller. Bare så du vet det.
Nye typer
En viktig nyere limtype er de moderne dobbeltsidige teipene som har så høy styrke at de kan feste plater på skyskrapere uten at orkan skader dem. Bruken øker også i bilindustrien. De krever litt mer tid på linja i forhold til punktsveising – men limer jo straks, uten herding.
En stor fordel er at de i starten av en sakte økende påkjenning (last) kan være viskoelastiske og gi litt etter, mens de ved brå påkjenning blir harde og faste som klassiske limfuger.
Master Bond, 3M og noen andre lager disse nye typene, som er lovende når det gjelder å få økt styrke og senket vekt. Noen teiptyper er til og med elektrisk ledende og brukes i infotainmentnett og sånt.
Utfordringen med liming har alltid vært produksjonstiden, men nye limtyper herder ultraraskt og blir mer og mer produksjonsvennlige. Liming i bilindustrien må jo gå like kjapt som å punktsveise. Limfugen vil pussig nok alltid være sterkere enn materialene som limes – dette skyldes summen av atomkreftene, fugen er dessuten – som sagt – helt tett og jevn slik at kreftene overføres 100 prosent.
Ofte skal limfugen tåle skjærkrefter – på tvers av fugen, andre ganger skal den tåle krefter som ellers drar delene fra hverandre – delaminering.
En limt konstruksjon gjør også jobben lettere for de som beregner konstruksjonens styrke; de treffer blink når kritiske deler av konstruksjonen er limt, og riktig limt. På Saab limte vi høyt påkjente (12 G) kampflyvinger (AJS 37 Viggen) med godt resultat alt på 1960-tallet. Viggen fløy i 2470 km/t på 12 000 m høyde…
Så: Hurra for limet!
