Natuurlijke lijmsoorten worden veelvuldig gebruikt in ons dagelijks leven. Afhankelijk van de bron kunnen ze worden onderverdeeld in dierlijke lijm, plantaardige lijm en minerale lijm. Dierlijke lijm omvat onder andere huidlijm, beenderlijm, schellak, caseïnelijm, albuminelijm en visblaaslijm; plantaardige lijm omvat onder andere zetmeel, dextrine, hars, arabische gom en natuurrubber; minerale lijm omvat onder andere minerale was en asfalt. Vanwege de overvloedige beschikbaarheid, de lage prijs en de lage toxiciteit wordt natuurlijke lijm veel gebruikt in de meubelindustrie, boekbinden, verpakking en de ambachtelijke sector.
zetmeellijm
Naarmate zetmeellijm de 21e eeuw ingaat, zullen de goede milieueigenschappen van het materiaal een belangrijk kenmerk van dit nieuwe materiaal worden. Zetmeel is een niet-giftige, onschadelijke, goedkope, biologisch afbreekbare en milieuvriendelijke, hernieuwbare natuurlijke grondstof. Het wordt veelvuldig gebruikt in diverse industrieën. Vooral de laatste jaren ontwikkelt de wereldwijde productietechnologie voor lijm zich in de richting van energiebesparing, lage kosten, geen schadelijke effecten, hoge viscositeit en oplosmiddelvrij gebruik.
Als een soort groen, milieuvriendelijk product heeft zetmeellijm veel aandacht gekregen in de lijmindustrie. Wat betreft de toepassing en ontwikkeling van zetmeellijmen, zijn de vooruitzichten voor zetmeellijmen geoxideerd met maïszetmeel veelbelovend en wordt er veel onderzoek naar gedaan en toegepast.
De laatste tijd wordt zetmeel als kleefmiddel vooral gebruikt in papier en papierproducten, zoals voor het sluiten van karton en kartonnen dozen, etikettering, het lijmen van vlakke oppervlakken, het plakken van enveloppen, het verlijmen van meerlaagse papieren zakken, enzovoort.
Hieronder worden enkele veelgebruikte zetmeellijmen beschreven:
Geoxideerde zetmeellijm
De gelatinevormer, bereid uit een mengsel van gemodificeerd zetmeel met een lage polymerisatiegraad dat aldehyde- en carboxylgroepen bevat, en water onder invloed van een oxidatiemiddel door verhitting of gelatinering bij kamertemperatuur, is een met zetmeel beladen kleefmiddel. Na oxidatie van het zetmeel ontstaat geoxideerd zetmeel met wateroplosbaarheid, bevochtigbaarheid en kleefkracht.
De hoeveelheid oxidatiemiddel is gering, de oxidatiegraad is onvoldoende, de totale hoeveelheid nieuwe functionele groepen die door zetmeel worden gevormd neemt af, de viscositeit van de lijm neemt toe, de initiële viscositeit neemt af en de vloeibaarheid is slecht. Dit heeft een grote invloed op de zuurgraad, transparantie en het hydroxylgehalte van de lijm.
Naarmate de reactietijd langer wordt, neemt de oxidatiegraad toe, stijgt het gehalte aan carboxylgroepen en neemt de viscositeit van het product geleidelijk af, terwijl de transparantie steeds beter wordt.
Veresterde zetmeellijm
Veresterde zetmeellijmen zijn niet-afbreekbare zetmeellijmen, waarbij zetmeel nieuwe functionele groepen krijgt door de veresteringsreactie tussen de hydroxylgroepen van zetmeelmoleculen en andere stoffen. Hierdoor worden de eigenschappen van de zetmeellijm verbeterd. Door de gedeeltelijke verknoping van veresterd zetmeel neemt de viscositeit toe, verbetert de opslagstabiliteit, worden de vochtwerende en antivirale eigenschappen verbeterd en is de lijmlaag bestand tegen wisselende hoge en lage druk.
Geënte zetmeellijm
Het enten van zetmeel houdt in dat fysische en chemische methoden worden gebruikt om de moleculaire keten van zetmeel vrije radicalen te laten genereren. Wanneer deze vrije radicalen in contact komen met polymeermonomeren, ontstaat een kettingreactie. Hierdoor wordt een zijketen, bestaande uit polymeermonomeren, gevormd aan de hoofdketen van het zetmeel.
Door gebruik te maken van het feit dat zowel polyethyleen- als zetmeelmoleculen hydroxylgroepen bevatten, kunnen waterstofbruggen worden gevormd tussen polyvinylalcohol- en zetmeelmoleculen. Deze waterstofbruggen fungeren als een soort "enting" tussen de polyvinylalcohol- en zetmeelmoleculen, waardoor de verkregen zetmeellijm betere kleefkracht, vloeibaarheid en vorstbestendigheid krijgt.
Omdat zetmeellijm een natuurlijke polymeerlijm is, is deze goedkoop, niet-giftig en smaakloos, en veroorzaakt geen milieuvervuiling. Daarom wordt er veel onderzoek naar gedaan en wordt het veelvuldig toegepast. De laatste tijd wordt zetmeellijm vooral gebruikt voor papier, katoenen stoffen, enveloppen, etiketten en golfkarton.
Celluloselijm
Cellulose-etherderivaten die als kleefstoffen worden gebruikt, omvatten hoofdzakelijk methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose en andere ethylcellulose (EC): een thermoplastische, wateronoplosbare, niet-ionische cellulosealkylether.
Het materiaal heeft een goede chemische stabiliteit, een sterke alkalibestendigheid, uitstekende elektrische isolatie en mechanische reologie, en behoudt zijn sterkte en flexibiliteit bij zowel hoge als lage temperaturen. Het is gemakkelijk te combineren met was, hars, weekmakers, enz., en kan worden gebruikt in papier, rubber, leer en textiellijmen.
Methylcellulose (CMC)CMC is een ionische cellulose-ether. In de textielindustrie wordt CMC vaak gebruikt als vervanging voor hoogwaardig zetmeel als appreteermiddel voor stoffen. Textiel behandeld met CMC kan de zachtheid verhogen en de bedruk- en verfeigenschappen aanzienlijk verbeteren. In de voedingsmiddelenindustrie hebben diverse soorten ijs waaraan CMC is toegevoegd een goede vormvastheid, zijn ze gemakkelijk te kleuren en worden ze niet snel zacht. Als kleefmiddel wordt het gebruikt voor het maken van tangen, kartonnen dozen, papieren tassen, behang en kunsthout.
Cellulose-esterAfgeleiden: voornamelijk nitrocellulose en celluloseacetaat. Nitrocellulose: ook bekend als cellulosenitraat, het stikstofgehalte ligt over het algemeen tussen de 10% en 14% als gevolg van verschillende veresteringsgraden.
Het hoge gehalte staat algemeen bekend als vuurkatoen, dat gebruikt werd bij de productie van rookloos en colloïdaal buskruit. Het lage gehalte staat algemeen bekend als collodion. Het is onoplosbaar in water, maar oplosbaar in een mengsel van ethylalcohol en ether, en de oplossing daarvan is collodion. Omdat het oplosmiddel van collodion verdampt en een taaie film vormt, wordt het vaak gebruikt voor flessensluitingen, wondbescherming en als het eerste plastic celluloid in de geschiedenis.
Als een geschikte hoeveelheid alkydhars als modificator wordt toegevoegd en een geschikte hoeveelheid kamfer als versterkingsmiddel wordt gebruikt, ontstaat een nitrocelluloselijm, die vaak wordt gebruikt voor het verlijmen van papier, textiel, leer, glas, metaal en keramiek.
Celluloseacetaat: Ook bekend als celluloseacetaat. In aanwezigheid van een zwavelzuurkatalysator wordt cellulose geacetyleerd met een mengsel van azijnzuur en ethanol, waarna verdund azijnzuur wordt toegevoegd om het product te hydrolyseren tot de gewenste veresteringsgraad.
In vergelijking met nitrocellulose kan celluloseacetaat worden gebruikt voor het formuleren van oplosmiddelgebaseerde lijmen voor het verlijmen van plastic producten zoals glas en speelgoed. In vergelijking met cellulosenitraat heeft het een uitstekende viscositeitsbestendigheid en duurzaamheid, maar een slechte zuurbestendigheid, vochtbestendigheid en weersbestendigheid.
eiwitlijm
Eiwitlijm is een soort natuurlijke lijm met eiwitbevattende stoffen als belangrijkste grondstof. Lijmen kunnen gemaakt worden van dierlijke en plantaardige eiwitten. Afhankelijk van het gebruikte eiwit wordt onderscheid gemaakt tussen dierlijke eiwitlijm (veenlijm, gelatine, complexe eiwitlijm en albumine) en plantaardige eiwitlijm (bonengom, enz.). Ze hebben over het algemeen een hoge hechtsterkte in droge toestand en worden gebruikt in de meubelindustrie en de productie van houtproducten. De hittebestendigheid en waterbestendigheid zijn echter gering, wat vooral bij lijmen op basis van dierlijke eiwitten een belangrijk pluspunt is.
Sojaproteïnelijm: Plantaardige eiwitten zijn niet alleen een belangrijke grondstof voor voedingsmiddelen, maar hebben ook een breed scala aan toepassingen buiten de voedingsindustrie. Johnson ontwikkelde al in 1923 lijm op basis van sojaproteïne en vroeg hiervoor een patent aan.
In 1930 werd de lijm voor platen op basis van fenolhars met soja-eiwit (DuPont Mass Division) niet veel gebruikt vanwege de zwakke hechtsterkte en de hoge productiekosten.
De afgelopen decennia hebben de groeiende lijmmarkt, de toenemende verzuring van de wereldwijde olievoorraden en de milieuvervuiling de aandacht getrokken. Dit heeft de lijmindustrie ertoe aangezet om nieuwe, natuurlijke lijmen te overwegen, waardoor lijmen op basis van soja-eiwit opnieuw een belangrijk onderzoeksthema zijn geworden.
Sojalijm is niet giftig, smaakloos en gemakkelijk in gebruik, maar heeft een slechte waterbestendigheid. Door 0,1% tot 1,0% (massa) aan verknopingsmiddelen zoals thioureum, koolstofdisulfide, tricarboxymethylsulfide, enz. toe te voegen, kan de waterbestendigheid worden verbeterd, waardoor de lijm geschikt wordt voor houtverlijming en multiplexproductie.
Lijmen op basis van dierlijke eiwitten: Dierlijke lijmen worden al lange tijd gebruikt in de meubel- en houtverwerkende industrie. Veelvoorkomende producten zijn meubels zoals stoelen, tafels, kasten, modellen, speelgoed, sportartikelen en terrasplanken.
Nieuwere vloeibare dierlijke lijmen met een vaststofgehalte van 50-60% omvatten snelhardende en langzaamhardende varianten, die worden gebruikt voor het verlijmen van framepanelen van hardboardkasten, de montage van stacaravans, lastige laminaten en andere minder kostbare thermische toepassingen. Ze zijn geschikt voor kleine en middelgrote toepassingen.
Dierlijke lijm is een basissoort kleefstof die wordt gebruikt in plakband. Dit plakband kan worden gebruikt voor zowel lichte winkeltassen als voor zware toepassingen, zoals het sluiten of verpakken van dozen van vezelkarton en golfkarton voor verzendingen, waarbij snelle mechanische bewerkingen en een langdurige, hoge hechtsterkte vereist zijn.
Momenteel is de hoeveelheid botlijm groot en wordt huidlijm vaak alleen of in combinatie met botlijm gebruikt. Volgens Coating Online heeft de gebruikte lijm over het algemeen een vaste stofgehalte van ongeveer 50% en kan deze worden gemengd met dextrine in een hoeveelheid van 10% tot 20% van de droge lijmmassa, evenals een kleine hoeveelheid bevochtigingsmiddel, weekmaker en gelremmer (indien nodig).
De lijm (60-63℃) wordt meestal met verf op het dragerpapier gemengd, waarbij de hoeveelheid vaste stof doorgaans 25% van de massa van de papierbasis bedraagt. Natte tape kan onder spanning worden gedroogd met stoomverwarmde rollen of met regelbare luchtverwarmers.
Daarnaast wordt dierlijke lijm onder andere gebruikt bij de productie van schuurpapier en gaas, het appreteren en coaten van textiel en papier, en het inbinden van boeken en tijdschriften.
Tanninelijm
Tannine is een organische verbinding met polyfenolische groepen, die veel voorkomt in de stengels, schors, wortels, bladeren en vruchten van planten. Het wordt voornamelijk gewonnen uit houtverwerkingsresten, schorsafval en planten met een hoog tanninegehalte. Tannine, formaldehyde en water worden gemengd en verwarmd om tanninehars te verkrijgen. Vervolgens worden het uithardingsmiddel en de vulstof toegevoegd en wordt de tanninelijm verkregen door gelijkmatig roeren.
Tanninelijm is goed bestand tegen veroudering door hitte en vochtigheid, en de prestaties bij het verlijmen van hout zijn vergelijkbaar met die van fenolharslijm. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het verlijmen van hout, enzovoort.
ligninelijm
Lignine is een van de belangrijkste bestanddelen van hout en het gehalte ervan bedraagt ongeveer 20-40% van het hout, na cellulose het meest voorkomende bestanddeel. Het is moeilijk om lignine rechtstreeks uit hout te winnen; de belangrijkste bron is vloeibaar afval van de pulpindustrie, dat extreem rijk is aan lignine.
Lignine wordt niet als enige lijm gebruikt, maar een fenolhars-polymeer, verkregen door de reactie van de fenolgroepen van lignine met formaldehyde, fungeert als lijm. Om de waterbestendigheid te verbeteren, kan het worden gecombineerd met ringvormig isopropaan-epoxyisocyanaat, stomp fenol, resorcinol en andere verbindingen. Ligninelijmen worden voornamelijk gebruikt voor het verlijmen van multiplex en spaanplaat. De viscositeit is echter hoog en de kleur is diep, waardoor het toepassingsgebied na verbetering kan worden uitgebreid.
Arabische gom
Arabische gom, ook wel acaciagom genoemd, is een exsudaat van de acaciaboom. De naam is afgeleid van de overvloedige productie ervan in Arabische landen. Arabische gom bestaat voornamelijk uit polysacchariden met een laag moleculair gewicht en acaciaglycoproteïnen met een hoger moleculair gewicht. Door de goede wateroplosbaarheid van Arabische gom is de verwerking ervan zeer eenvoudig en zijn er geen warmtebronnen of versnellers nodig. Arabische gom droogt extreem snel. Het kan worden gebruikt voor het verlijmen van optische lenzen, het lijmen van postzegels, het plakken van merklabels, het verlijmen van voedselverpakkingen en als hulpstof bij het drukken en verven.
Anorganische lijm
Lijmen die zijn samengesteld met anorganische stoffen, zoals fosfaten, sulfaten, boorzouten, metaaloxiden, enz., worden anorganische lijmen genoemd. De kenmerken ervan zijn:
(1) Hoge temperatuurbestendigheid, kan temperaturen van 1000 ℃ of hoger weerstaan:
(2) Goede anti-verouderingseigenschappen:
(3) Kleine krimp
(4) Grote broosheid. De elasticiteitsmodulus is een orde van grootte hoger dan die van organische kleefstoffen:
(5) De waterbestendigheid, zuur- en alkalibestendigheid zijn slecht.
Wist je dat? Lijm heeft naast plakken ook andere toepassingen.
Corrosiepreventie: De stoomleidingen van schepen zijn meestal bekleed met aluminiumsilicaat en asbest voor thermische isolatie, maar door lekkage of wisselende temperaturen ontstaat condenswater dat zich ophoopt aan de buitenwand van de onderste stoomleidingen. Wanneer de stoomleidingen gedurende lange tijd aan hoge temperaturen worden blootgesteld, kan corrosie door oplosbare zouten de buitenwand ernstig aantasten.
Hiertoe kunnen lijmen uit de waterglasserie als coatingmateriaal op de onderste laag aluminiumsilicaat worden gebruikt om een coating met een emailachtige structuur te vormen. Bij mechanische installaties worden componenten vaak vastgeschroefd. Langdurige blootstelling aan lucht kan bij vastgeschroefde onderdelen spleetcorrosie veroorzaken. Tijdens mechanische werkzaamheden kunnen bouten soms losraken door sterke trillingen.
Om dit probleem op te lossen, kunnen de verbindingscomponenten tijdens de mechanische installatie met anorganische lijm worden verlijmd en vervolgens met bouten worden vastgezet. Dit dient niet alleen ter versterking, maar ook ter voorkoming van corrosie.
Biomedisch: De samenstelling van het hydroxyapatiet-biokeramiekmateriaal komt overeen met de anorganische component van menselijk bot, heeft een goede biocompatibiliteit, kan een sterke chemische binding met bot aangaan en is een ideaal materiaal voor de vervanging van hard weefsel.
De algemene elasticiteitsmodulus van de geprepareerde HA-implantaten is echter hoog, de sterkte laag en de activiteit niet optimaal. Er is gekozen voor een fosfaatglaslijm, waarmee het HA-grondstofpoeder bij een lagere temperatuur dan de traditionele sintertemperatuur aan elkaar wordt gehecht. Hierdoor wordt de elasticiteitsmodulus verlaagd en de activiteit van het materiaal gewaarborgd.
Cohesion Technologies Ltd. heeft aangekondigd dat zij een Coseal-afdichtingsmiddel hebben ontwikkeld dat gebruikt kan worden voor het hechten van hartweefsel en dat met succes klinisch is toegepast. Uit een vergelijkend onderzoek bij 21 hartoperaties in Europa bleek dat het gebruik van Coseal de vorming van chirurgische verklevingen significant verminderde in vergelijking met andere methoden. Vervolgonderzoek in de vorm van voorlopige klinische studies toonde aan dat Coseal een groot potentieel heeft in de hart-, gynaecologische en abdominale chirurgie.
De toepassing van kleefstoffen in de geneeskunde wordt beschouwd als een nieuwe groeimarkt voor de kleefstoffenindustrie. Structurele lijm is samengesteld uit epoxyhars of onverzadigd polyester.
In de defensietechnologie: Stealth-onderzeeërs zijn een van de symbolen van de modernisering van de marine. Een belangrijke methode om onderzeeërs onzichtbaar te maken, is het aanbrengen van geluidsabsorberende tegels op de romp. Deze geluidsabsorberende tegels zijn gemaakt van een soort rubber met geluidsabsorberende eigenschappen.
Om de uitlaatdempertegel stevig aan de stalen plaat van de bootwand te bevestigen, is lijm nodig. Toepassingen in de militaire sector: tankonderhoud, assemblage van militaire boten, lichte bommenwerpers, verlijming van de thermische beschermingslaag van raketkoppen, voorbereiding van camouflagemateriaal, antiterrorisme en antiterreuroperaties.
Is het verbazingwekkend? Kijk niet alleen naar ons kleine stukje lijm, er zit heel wat kennis in verborgen.
De belangrijkste fysische en chemische eigenschappen van de lijm
Bedrijfstijd
Maximale tijdsinterval tussen het mengen van de lijm en het samenvoegen van de te verlijmen onderdelen.
Initiële uithardingstijd
De benodigde tijd tot verwijdering zorgt voor voldoende sterkte bij het hanteren van verbindingen, inclusief het losmaken van bewegende onderdelen van mallen.
volledige uithardingstijd
Benodigde tijd om de uiteindelijke mechanische eigenschappen te bereiken na het mengen van de lijm
opslagperiode
Onder bepaalde omstandigheden kan de lijm zijn verwerkingseigenschappen en de opslagduur van de gespecificeerde sterkte behouden.
hechtsterkte
Onder invloed van een externe kracht ontstaat de spanning die nodig is om het contactvlak tussen de lijm en het te verlijmen materiaal in het lijmgedeelte of in de directe omgeving daarvan te laten breken.
Schuifsterkte
Schuifsterkte verwijst naar de schuifkracht die het hechtvlak kan weerstaan wanneer het hechtdeel beschadigd raakt, en de eenheid ervan wordt uitgedrukt in MPa (N/mm²).
Ongelijkmatige trekkracht
De maximale belasting die de verbinding kan weerstaan bij een ongelijkmatige trekkracht, omdat de belasting voornamelijk geconcentreerd is op twee randen of één rand van de lijmlaag, en de kracht per lengte-eenheid in plaats van per oppervlakte-eenheid wordt uitgedrukt, en de eenheid kN/m is.
Treksterkte
Treksterkte, ook wel uniforme afschuifsterkte of positieve treksterkte genoemd, verwijst naar de trekkracht per oppervlakte-eenheid wanneer de hechting door kracht wordt beschadigd, en de eenheid wordt uitgedrukt in MPa (N/mm²).
afpelsterkte
De afpelsterkte is de maximale belasting per eenheid breedte die de verlijmde delen kunnen weerstaan wanneer ze onder de gespecificeerde afpelomstandigheden van elkaar worden gescheiden. De eenheid hiervan is kN/m².
Geplaatst op: 25 april 2024