Lijm

Een lijm, kleefmiddel of adhesief is een tussenstof die twee of meer delen permanent aan elkaar bevestigt.

Een lijm kan zowel een natuurlijke als een kunstmatige oorsprong hebben. Enkele moderne lijmen zijn extreem sterk en zeer belangrijk in moderne constructies en in de industrie.

Lijm uit een tube

Visualisatie van een lijmverbinding

Beenderlijm

Begrippen

Voor lijmen worden de volgende begrippen gebruikt:

• Tweecomponentenlijm of 2K lijm. Geeft aan dat de lijmverbinding tot stand komt als er twee componenten, om de reactie te starten, met elkaar in contact komen.
• Eencomponentenlijm of 1K lijm. Geeft aan dat de lijmverbinding bestaat uit slechts één op te brengen component. Meestal wordt de tweede component, noodzakelijk voor de reactie, uit de omgeving (zuurstof en vocht) gehaald.
• Natuurlijm. Geeft aan dat de lijm een natuurlijke oorsprong heeft.
• Anorganische lijm. Geeft aan dat er geen koolstof-waterstofbinding in de lijm aanwezig zijn.
• Organische lijm. Geeft aan dat er (natuurlijke) koolstofverbindingen in de lijm aanwezig zijn.
• Synthetische lijm. Geeft aan dat de lijm door de mens ontworpen is.

Lijmsoorten

Er bestaan talloze lijmsoorten. Een aantal soorten zijn:

• anorganische lijm, zoals waterglas (natriumsilicaat), bevat geen koolstof
• dierlijke lijm, (beenderlijm, vislijm) bestaande uit colloïdale eiwitten verkregen door het langdurig koken van dierlijk bindweefsel (pezen, hoeven). Dit waren de eerste soorten lijm.
• houtlijm, een emulsie van plasticpartikeltjes in water
• metaallijm, metaal kan met zeer veel verschillende soorten lijm aan elkaar worden bevestigd. Mede om deze reden wordt het begrip metaallijm niet vaak gebruikt. Enkele veel toegepaste metaallijmen zijn: PU-lijm, Acrylaatlijm, Cyanoacrylaat lijm en Epoxylijm.
• lijm op basis van synthetische rubbers
• plantaardige lijmen, op basis van Arabische gom, hars of zetmeel
• epoxylijm, van kunsthars met als tweede component een verharder
• smeltlijmen die bestaan uit gesmolten plastics
• knutsellijm bestaand uit in vluchtige oplosmiddelen opgeloste plastics
• secondelijm, vooral gemaakt van cyanoacrylaten

Deze indeling is niet de enig mogelijke; lijmen kunnen op veel manieren worden ingedeeld. Zo zijn er indelingen naar herkomst, naar chemische structuur, naar het te lijmen materiaal, of naar oplosmiddel.

Lijst van lijmsoorten

Natuurtoepassingen

In de natuur komen verschillende toepassingen van lijmen voor.

Natuurlijmtoepassingen

Lijmproces

Lijmen is, anders dan lassen en solderen, een verbindingstechniek die bijna alle materialen met elkaar verbinden kan. Bij lijmen hoeven, in tegenstelling tot bij lassen en solderen, de te verbinden materialen niet verwarmd te worden (uitgezonderd enkele toepassingen waarbij de uitharding in een autoclaaf plaats vindt bijvoorbeeld in de vliegtuigbouw). Ook wordt de kracht gelijkmatig van het ene materiaal naar het andere materiaal overgebracht. Voor een goede lijmverbinding is een juiste lijmkeuze en een beheerst lijmproces belangrijk.

lijmproces

Ontwerprichtlijnen

Het ontwerpen begint met het goed modelleren van een lijmverbinding. In een lijmverbinding is de sterkteverhouding (elasticiteitsmodulus) tussen de lijmmassa en het te verlijmen materiaal van groot belang. Als voorbeeld dient bij een lijmverbinding van staal met een PU lijm het lijmoppervlak 100 maal groter te zijn om dezelfde krachten als het staal over te kunnen dragen. Een ander zeer belangrijk aspect om mee rekening te houden is het kruipen van de lijm.

Testen lijmverbinding

Een lijmverbinding kan in principe alleen maar getest worden door deze te belasten totdat deze bezwijkt. Hierdoor is het kwalitatief borgen van het lijmproces de enige manier om een kwalitatief goed lijmverbinding te verkrijgen. Om kennis van de lijmverbinding te verkrijgen worden proefmonsters van de lijmverbinding gemaakt. Vervolgens worden deze uitgebreid getest. Het meest gebruikt zijn peltesten (eng: Peel tests) en klimaattesten.

Hechtmechanisme

Tot in de jaren twintig werd de hechting van de lijm verklaard als een mechanische verankering van de lijmmassa. Dit leek tot dan een logische verklaring voor poreuze stoffen zoals papier en hout. Echter met het succesvol verlijmen van gladde oppervlakten (o.a. glas) bleek deze verklaring niet meer houdbaar. Tegenwoordig neemt men aan dat het een combinatie is van moleculaire krachten, chemische binding en mechanische verankering.

Lijmhechtingsmechanismen

Lijmfaalmechanisme

Een Lijmfaalmechanisme is de manier waarop een lijmverbinding (kan) breken. Omdat de lijmverbinding een opeenstapeling van op zich eenvoudige processtappen is kunnen er veel oorzaken zijn waarom een lijmverbinding faalt. De meeste oorzaken van een falende lijmverbinding zijn te wijten aan adhesive breuken.

Lijmfaalmechanisme

Voordelen

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 over 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 oppervlak 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.
• Contactcorrosievrij: 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.

Nadelen

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.
• Constructief 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.
• Bij sommige toepassingen, zoals in de vliegtuigbouw is voor de uitharding van de lijm een autoclaaf noodzakelijk.

Geschiedenis

De ontdekking van twee met bitumen aan elkaar gelijmde stenen van tenminste 36.000 jaar oud bewijst (volgens Eric Boeda, Universiteit Parijs) dat het gebruik van lijm waarschijnlijk zo oud als de mensheid is. De volgende mijlpalen zijn bekend;

• Na 4000 v.Chr.: Archeologen vinden met plantaardige lijm gelijmde vazen. Ze ontdekken ook dat in Babylon de ivoren ogen van standbeelden met lijm vastgemaakt zijn.
• Na 2000 v.Chr.: In de literatuur wordt voor het eerst melding gemaakt van ontdekte dierlijke lijm-toepassingen.
• Vanaf 15e eeuw v.Chr.: In deze periode ontdekte voorwerpen, schilderingen en stucwerk vertonen sporen van lijm. De graftombe van Tut (Tutankhamun) was met lijm afgedicht.
• Vanaf de 1e eeuw wordt door de Grieken en de Romeinen lijm toegepast bij inlegwerk, bij het fineren en bij het waterdicht maken van schepen.
• Na 1000: Mongoolse legers, zoals dat van Dzjengis Khan gebruikten met lijm gelamineerde handbogen.
• 1644-1737 Antonio Stradivari gebruikte voor het bouwen van zijn wereldberoemde violen speciale lijm bij het lamineerproces.
• Omstreeks 1700 werd de eerste dierenlijm fabrieksmatig in Nederland vervaardigd.
• In 1750 werd het eerste patent in Engeland op een vislijm uitgeschreven.
• Vanaf 1900 werd lijm op verschillende plaatsen in de wereld industrieel geproduceerd.
• Na 1910 werd cellulosenitraat (celluloid) gebruikt als vervanger voor de ivoren biljartballen en werd het bakeliet op de markt gebracht.
• Vanaf 1920 werden de synthetisch vervaardigde lijmen ontdekt.
• In 1942 werd het cyanoacrylaat door Eastman Kodak ontwikkeld voor lenzen in richtapparatuur, maar bleek het onbruikbaar omdat het aan alle productiemachines plakte. Deze eigenschap werd vanaf 1958 benut in Eastman 910, de eerste secondelijm.

Zie ook

• Lijmproces
• Lijst van lijmsoorten
• Lijmhechtingsmechanismen
• Lijmfaalmechanismen
• Natuurlijmtoepassingen
• Kit

Externe links

• Educatief portal over lijmen (eng:taal)

Mediabestanden

Zie de categorie Adhesives van Wikimedia Commons voor meer mediabestanden.