Klæbemiddel - Adhesive

"Lim" omdirigerer her. For anden anvendelse, se Lim (disambiguation) .
For bandet, se Adhesive (band) .
Nitrocelluloseklæbemiddel udleveres fra et rør

Klæbemiddel , også kendt som lim , cement , slim eller pasta , er ethvert ikke-metallisk stof, der påføres på en eller begge overflader af to separate genstande, der binder dem sammen og modstår deres adskillelse. I dag er der klæbemidler, der er stærke nok til at erstatte nitter og svejsning ved hjælp af en proces kaldet hotmelt.

Anvendelsen af ​​klæbemidler giver visse fordele i forhold til andre bindingsteknikker såsom syning , mekaniske fastgørelser eller svejsning . Disse inkluderer evnen til at binde forskellige materialer sammen, den mere effektive fordeling af stress på tværs af et led, omkostningseffektiviteten ved en let mekaniseret proces og større fleksibilitet i design. Ulemper ved brug af klæbemiddel inkluderer nedsat stabilitet ved høje temperaturer, relativ svaghed ved binding af store objekter med et lille bindingsoverfladeareal og større vanskeligheder ved at adskille genstande under testning. Klæbemidler er typisk organiseret ved adhæsionsmetoden efterfulgt af reaktiv eller ikke-reaktiv , et udtryk, der refererer til, om klæbemidlet reagerer kemisk for at hærde. Alternativt kan de organiseres enten ved deres fysiske startfase eller om deres råmateriale er af naturlig eller syntetisk oprindelse.

Klæbemidler kan findes naturligt eller fremstilles syntetisk. Den tidligste menneskelige brug af klæbemiddellignende stoffer var for cirka 200.000 år siden, da neandertalere producerede tjære fra tørdestillation af birkebark til brug ved binding af stenværktøjer til træhåndtag. De første henvisninger til lim i litteraturen dukkede op i cirka 2000 f.Kr. Grækerne og romerne bidrog stort til udviklingen af ​​klæbemidler. I Europa blev lim ikke udbredt før perioden 1500–1700 e.Kr. Fra da til 1900'erne var stigninger i klæbemiddelbrug og opdagelse relativt gradvis. Først siden det sidste århundrede har udviklingen af ​​syntetiske klæbemidler accelereret hurtigt, og innovation på området fortsætter til i dag.

Historie

En rekonstruktion af Ötzis økse, der brugte pitch som klæbemiddel
Bivoks
Moderne slagtet kalkfabrik i Ukraine
Flydende animalsk lim
Kasein lim forberedelse

Den tidligst kendte brug af klæbestoffer blev opdaget i det centrale Italien, hvor to sten flager delvis dækket med birkebark tjære og en tredje udækket sten fra Mellemøsten pleistocæn æra (ca. 200.000 år siden) findes. Dette menes at være den ældste opdagede menneskelige brug af skovsten .

Birkebark-tjæreklæbemidlet er et enkelt, enkomponentlim. En undersøgelse fra 2019 viste, at produktion af birketjære kan være en meget enkel proces - blot involverer afbrænding af birketræ nær glatte lodrette overflader under åbne forhold. Selvom klæbende nok er plantebaserede klæbemidler sprøde og sårbare over for miljøforhold. Den første brug af sammensatte klæbemidler blev opdaget i Sibudu, Sydafrika. Her blev 70.000 år gamle stensegmenter, der engang blev indsat i økseskafter, opdaget dækket med et klæbemiddel bestående af plantegummi og rødt okker (naturligt jernoxid), da tilføjelse af okker til plantegummi producerer et stærkere produkt og beskytter tandkødet mod at gå i opløsning under våde forhold. Evnen til at producere stærkere klæbemidler tillod mennesker i middelalderalderen at vedhæfte stensegmenter til pinde i større variationer, hvilket førte til udviklingen af ​​nye værktøjer.

Nyere eksempler på klæbende brug af forhistoriske mennesker er fundet på gravsteder for gamle stammer. Arkæologer, der studerede stederne, fandt ud af, at stammemændene for omkring 6000 år siden havde begravet deres døde sammen med mad fundet i ødelagte lerkrukker repareret med træharpikser. En anden undersøgelse foretaget af arkæologer afslørede brugen af bituminøse cement til at fastgøre elfenben til statuer i babylonske templer fra cirka 4000 f.Kr.

I 2000 afslørede et papir opdagelsen af ​​en 5.200-årig mand med tilnavnet " tyrolsk ismand " eller "Ötzi", som blev bevaret på en gletscher nær grænsen mellem Østrig og Italien. Flere af hans ejendele blev fundet sammen med ham, herunder to pile med flintpilespidser og en kobberhak, hver med tegn på organisk lim, der blev brugt til at forbinde stenen eller metaldele til træskaftene. Limen blev analyseret som pitch , hvilket kræver opvarmning af tjære under produktionen. Hentningen af ​​denne tjære kræver en transformation af birkebark ved hjælp af varme i en proces kendt som pyrolyse.

De første henvisninger til lim i litteraturen dukkede op i cirka 2000 f.Kr. Yderligere historiske optegnelser over klæbende brug findes fra perioden 1500–1000 f.Kr. Artefakter fra denne periode omfatter malerier, der viser trælimning og en kiste af træ og lim i kong Tutankhamuns grav. Andre gamle egyptiske artefakter anvender animalsk lim til limning eller laminering. Sådan laminering af træ til buer og møbler menes at have forlænget deres levetid og blev udført ved hjælp af kasein (mælkeprotein) baserede lim. De gamle egyptere udviklede også stivelsesbaserede pastaer til limning af papyrus til tøj og et gips af Paris -lignende materiale fremstillet af kalcineret gips.

Fra 1 til 500 AD gav grækerne og romerne store bidrag til udviklingen af ​​klæbemidler. Træfiner og marquetry blev udviklet, produktion af dyre- og fiskelim raffineret og andre materialer anvendt. Ægbaserede pastaer blev brugt til at binde guldblade med forskellige naturlige ingredienser, såsom blod, knogler, huder, mælk, ost, grøntsager og korn. Grækerne begyndte at bruge slagtet kalk som mørtel, mens romerne fremmede udviklingen af ​​mørtel ved at blande kalk med vulkansk aske og sand. Dette materiale, kendt som pozzolansk cement , blev brugt til konstruktionen af ​​det romerske Colosseum og Pantheon. Romerne var også de første mennesker, der kendte til at have brugt tjære og bivoks som tætning og tætningsmiddel mellem træplankerne på deres både og skibe.

I Centralasien kan mongolernes stigning i cirka AD 1000 delvist tilskrives den gode rækkevidde og kraft i buerne i Djengis Khans horder. Disse buer var lavet af en bambuskerne, med horn på maven (vendt mod bueskytten) og sener på bagsiden, bundet sammen med animalsk lim .

I Europa faldt lim i brug indtil perioden 1500–1700 e.Kr. På dette tidspunkt begyndte verdenskendte kabinet- og møbelproducenter som Thomas Chippendale og Duncan Phyfe at bruge klæbemidler til at holde deres produkter sammen. I 1690 blev det første kommercielle limfabrik etableret i Holland. Denne plante producerede lim fra dyrehud. I 1750 blev det første britiske limpatent udstedt for fiskelim. De følgende årtier i det næste århundrede var vidne til fremstilling af kaseinlim på tyske og schweiziske fabrikker. I 1876 blev det første amerikanske patent (nummer 183.024) udstedt til Ross -brødrene til fremstilling af kaseinlim.

De første amerikanske frimærker brugte stivelsesbaserede klæbemidler, da de blev udstedt i 1847. Det første amerikanske patent (nummer 61.991) på dextrin (et stivelsesderivat) klæbemiddel blev udstedt i 1867.

Naturgummi blev først brugt som materiale til klæbemidler fra 1830, hvilket markerede udgangspunktet for det moderne klæbemiddel. I 1862 blev der udstedt et britisk patent (nummer 3288) på belægning af metal med messing ved elektroaflejring for at opnå en stærkere binding til gummi. Bilens udvikling og behovet for gummistødsbeslag krævede stærkere og mere holdbare bindinger af gummi og metal. Dette ansporede udviklingen af ​​cykliseret gummi behandlet i stærke syrer. I 1927 blev denne proces brugt til at fremstille opløsningsmiddelbaserede termoplastiske gummicementer til metal til gummibinding.

Naturgummibaserede klæbende klæbemidler blev først brugt på en bagside af Henry Day (US patent 3.965) i 1845. Senere blev disse former for klæbemidler brugt i kirurgiske og elektriske bånd med kludunderstøttelse. I 1925 blev den trykfølsomme tapeindustri født. I dag er sticky notes, Scotch Tape og andre bånd eksempler på trykfølsomme klæbemidler (PSA).

Et vigtigt skridt i udviklingen af ​​syntetisk plast var introduktionen af ​​en termohærdet plast, kendt som Bakelite phenolic i 1910. Inden for to år blev phenolharpiks påført krydsfiner som belægningslak. I begyndelsen af ​​1930'erne fik fenoler betydning som klæbende harpikser.

1920'erne, 1930'erne og 1940'erne var vidne til store fremskridt inden for udvikling og produktion af ny plast og harpiks på grund af første og anden verdenskrig. Disse fremskridt forbedrede i høj grad udviklingen af ​​klæbemidler ved at tillade brug af nyudviklede materialer, der udviste en række egenskaber. Med skiftende behov og stadig udvikling af teknologi fortsætter udviklingen af ​​nye syntetiske klæbemidler til i dag. På grund af deres lave omkostninger bruges naturlige klæbemidler dog stadig mere almindeligt.

Økonomisk betydning

I løbet af tiden og under deres udvikling har klæbemidler opnået en stabil position i et stigende antal produktionsprocesser. Der er næppe noget produkt i vores omgivelser, der ikke indeholder mindst ét ​​klæbemiddel - det være sig etiketten på en drikkeflaske, beskyttende belægninger på biler eller profiler på vinduesrammer. Markedsforskere forudsagde en omsætning på næsten 50 milliarder dollars til det globale klæbemiddelmarked i 2019. Især den økonomiske udvikling i vækstlande som Kina, Indien, Rusland og Brasilien vil medføre en stigende efterspørgsel efter klæbemidler i fremtiden.

Typer

Se også: Liste over lim

Klæbemidler er typisk organiseret efter adhæsionsmetoden. Disse organiseres derefter i reaktive og ikke-reaktive klæbemidler, hvilket refererer til, om klæbemidlet reagerer kemisk for at hærde. Alternativt kan de organiseres efter, om råmaterialet er af naturlig eller syntetisk oprindelse eller ved deres fysiske startfase .

Ved reaktivitet

Ikke-reaktiv

Tørring

Der er to typer klæbemidler, der hærder ved tørring: opløsningsmiddelbaserede klæbemidler og polymerdispersionslim , også kendt som emulsionslim . Opløsningsmiddelbaserede klæbemidler er en blanding af ingredienser (typisk polymerer ) opløst i et opløsningsmiddel . Hvid lim , kontaktlim og gummicementer er medlemmer af tørreklæbefamilien . Når opløsningsmidlet fordamper, hærder klæbemidlet. Afhængig af den kemiske sammensætning af klæbemidlet vil de klæbe til forskellige materialer i større eller mindre grad.

Polymerdispersionslim er mælkehvide dispersioner, der ofte er baseret på polyvinylacetat (PVAc). De bruges meget i træ- og emballeringsindustrien. De bruges også med stoffer og stofbaserede komponenter og i konstruerede produkter som f.eks. Højttalerkegler.

Trykfølsom
Hovedartikel: Trykfølsom klæbemiddel

Trykfølsomme klæbemidler (PSA) danner en binding ved påføring af let tryk for at gifte klæbemidlet med adhærenten. De er designet til at have en balance mellem flow og flowmodstand. Bindingen dannes, fordi klæbemidlet er blødt nok til at strømme (dvs. "vådt") til adhærenten. Bindingen har styrke, fordi klæbemidlet er hårdt nok til at modstå strømning, når der påføres spænding på bindingen. Når klæbemidlet og adhærenten er i umiddelbar nærhed, bliver molekylære interaktioner, såsom van der Waals kræfter , involveret i bindingen, hvilket bidrager betydeligt til dets ultimative styrke.

PSA'er er designet til enten permanente eller flytbare applikationer. Eksempler på permanente anvendelser omfatter sikkerhedsmærkater til kraftudstyr, foliebånd til HVAC -kanalarbejde, indvendig indretning af biler og lyd-/vibrationsdæmpende film. Nogle permanente PSA'er med høj ydeevne udviser høje vedhæftningsværdier og kan understøtte kilogram vægt pr. Kvadratcentimeter kontaktområde, selv ved forhøjede temperaturer. Permanente PSA'er kan i første omgang fjernes (f.eks. For at genvinde fejlmærkede varer) og opbygge vedhæftning til en permanent binding efter flere timer eller dage.

Aftagelige klæbemidler er designet til at danne en midlertidig binding, og kan ideelt fjernes efter måneder eller år uden at efterlade rester på adhærenten. Aftagelige klæbemidler bruges til applikationer såsom overfladebeskyttelsesfilm, maskeringsbånd , bogmærke- og seddelpapirer, stregkodemærker, prismærkninger, salgsfremmende grafiske materialer og til hudkontakt (sårplejebinding, EKG -elektroder, atletisk tape, smertestillende og transdermalt lægemiddel lapper osv.). Nogle aftagelige klæbemidler er designet til gentagne gange at klæbe og afklæbe. De har lav vedhæftning og kan generelt ikke bære meget vægt. Trykfølsom klæbemiddel bruges i Post-it-sedler .

Trykfølsomme klæbemidler fremstilles enten med en flydende bærer eller i 100% fast form. Artikler er fremstillet af flydende PSA'er ved at overtrække klæbemidlet og tørre opløsningsmidlet eller vandbæreren af. De kan opvarmes yderligere for at starte en tværbindingsreaktion og øge molekylvægten . 100% faste PSA'er kan være polymerer med lav viskositet, der er belagt og derefter reageret med stråling for at øge molekylvægten og danne klæbemidlet, eller de kan være materialer med høj viskositet, der opvarmes til at reducere viskositeten nok til at tillade belægning og derefter afkøles til deres endelige form. Vigtigste råmaterialer til PSA'er er polymerer baseret på acrylat .

Kontakt
Se også: Kontaktlim

Kontaktlim bruges i stærke bindinger med høj forskydningsbestandighed som laminater , såsom binding af Formica til en træbord og i fodtøj , som ved fastgørelse af ydersål til overdel. Naturgummi og polychloropren (neopren) er almindeligt anvendte kontaktlim. Begge disse elastomerer undergår stammekrystallisering .

Kontaktlim skal påføres begge overflader og have lov at tørre lidt tid, før de to overflader skubbes sammen. Nogle kontaktklæbemidler kræver så lang tid som 24 timer at tørre, før overfladerne skal holdes sammen. Når overfladerne først er skubbet sammen, dannes bindingen meget hurtigt. Det er normalt ikke nødvendigt at lægge tryk i lang tid, så der er mindre behov for klemmer .

Hed
En limpistol, et eksempel på et varmt klæbemiddel
Hovedartikel: Smeltelim

Varme klæbemidler , også kendt som smeltelim , er termoplast, der påføres i smeltet form (i området 65-180 ° C), som størkner ved afkøling for at danne stærke bindinger mellem en lang række materialer. Etylen-vinylacetatbaserede varmmelte er særligt populære til håndværk på grund af deres brugervenlighed og den brede vifte af almindelige materialer, de kan forbinde. En limpistol (vist til højre) er en metode til påføring af varme klæbemidler. Limpistolen smelter det faste klæbemiddel og lader derefter væsken passere gennem sin tønde på materialet, hvor det størkner.

Termoplastisk lim kan være blevet opfundet omkring 1940 af Procter & Gamble som en løsning på problemet, at vandbaserede klæbemidler, der almindeligvis blev brugt i emballage på det tidspunkt, mislykkedes i fugtigt klima, hvilket fik pakker til at åbne.

Anaerob

Anaerobe klæbemidler hærder, når de er i kontakt med metal, i mangel af ilt. De fungerer godt i et tætsluttende rum, som når de bruges som en trådlåsende væske .

Flerdelt

Multi-komponent klæbemidler hærder ved at blande to eller flere komponenter, som reagerer kemisk. Denne reaktion får polymerer til at krydsbinde til acrylater , urethaner og epoxier (se termohærdende polymer ) .

Der er flere kommercielle kombinationer af multikomponentlim i brug i industrien. Nogle af disse kombinationer er:

  • Polyesterharpiks - polyurethanharpiks
  • Polyoler - polyurethanharpiks
  • Akrylpolymerer - polyurethanharpikser

De enkelte komponenter i et flerkomponentlim er ikke naturligt klæbende. De enkelte komponenter reagerer med hinanden efter blanding og udviser kun fuld adhæsion ved hærdning. Multi-komponentharpikser kan enten være opløsningsmiddelbaserede eller opløsningsmiddelfri. Opløsningsmidlerne i klæbemidlerne er et medium til polyesteren eller polyurethanharpiksen. Opløsningsmidlet tørres under hærdningsprocessen.

Færdigblandet og frosset klæbemiddel

Forblandede og frosne klæbemidler (PMF'er) er klæbemidler, der blandes, udluftes, emballeres og fryses. Da det er nødvendigt for PMF'er at forblive frosne før brug, når de er frosset ved -80 ° C, sendes de med tøris og skal opbevares ved eller under -40 ° C. PMF -klæbemidler eliminerer blandingsfejl fra slutbrugeren og reducerer eksponeringen af ​​hærdemidler, der kan indeholde irriterende eller toksiner. PMF'er blev introduceret kommercielt i 1960'erne og bruges almindeligvis inden for luftfart og forsvar.

En del

En-delede klæbemidler hærder via en kemisk reaktion med en ekstern energikilde, såsom stråling , varme og fugt .

Ultraviolet (UV) lyshærdende klæbemidler , også kendt som lyshærdende materialer (LCM), er blevet populære inden for fremstillingssektoren på grund af deres hurtige hærdningstid og stærke bindingsstyrke. Let hærdende klæbemidler kan hærde på så lidt som et sekund, og mange formuleringer kan binde forskellige substrater (materialer) og modstå barske temperaturer. Disse kvaliteter gør UV -hærdende klæbemidler afgørende for fremstilling af emner på mange industrielle markeder, såsom elektronik, telekommunikation, medicinsk, rumfart, glas og optisk. I modsætning til traditionelle klæbemidler binder UV -lyshærdende klæbemidler ikke kun materialer sammen, men de kan også bruges til at forsegle og belægge produkter. De er generelt akrylbaserede.

Varmehærdende klæbemidler består af en færdiglavet blanding af to eller flere komponenter. Når der påføres varme, reagerer komponenterne og tværbindes. Denne type klæbemiddel omfatter termohærdede epoxier , urethaner og polyimider .

Fugtighærdende klæbemidler hærder, når de reagerer med fugt på substratoverfladen eller i luften. Denne type klæbemiddel omfatter cyanoacrylater og urethaner .

Se også: Liste over anvendelser af polyurethan § Lim

Efter oprindelse

Naturlig

Naturlige klæbemidler fremstilles af organiske kilder, såsom vegetabilsk stivelse ( dextrin ), naturlige harpikser eller dyr (f.eks. Mælkeproteinet kasein og husdyrbaserede lim ). Disse omtales ofte som bioadhæsiver .

Et eksempel er en simpel pasta fremstillet ved tilberedning af mel i vand. Stivelsesbaserede klæbemidler bruges til produktion af bølgepap og papirsæk , papirrørvikling og tapetlim . Kaseinlim bruges hovedsageligt til at klæbe etiketter på glasflasker. Animalsk lim er traditionelt blevet brugt til bogbinding, træforbindelse og mange andre områder, men erstattes nu stort set af syntetiske lim bortset fra i specialiserede applikationer som produktion og reparation af strengeinstrumenter. Albumen fremstillet af proteinkomponenten i blod er blevet brugt i krydsfinerindustrien . Masonit , et træplade, blev oprindeligt limet ved hjælp af naturligt træ lignin , en organisk polymer , selvom de fleste moderne spånplader som MDF bruger syntetiske termohærdende harpikser.

Syntetisk

Syntetiske klæbemidler er baseret på elastomerer , termoplast , emulsioner og termohærdninger . Eksempler på termohærdende klæbemidler er: epoxy , polyurethan , cyanoacrylat og acrylpolymerer . Det første kommercielt producerede syntetiske klæbemiddel var Karlsons Klister i 1920'erne.

Ansøgning

Påførere af forskellige klæbemidler er designet i henhold til det anvendte klæbemiddel og størrelsen af ​​det område, som klæbemidlet vil blive påført. Klæbemidlet påføres enten det ene eller begge materialer, der limes. Brikkerne er justeret, og tryk tilføjes for at hjælpe med vedhæftning og fjerne bindingen af ​​luftbobler.

Almindelige måder at påføre et klæbemiddel på inkluderer pensler, ruller, brug af film eller pellets, sprøjtepistoler og applikatorpistoler ( f.eks . Fugepistol ). Alle disse kan bruges manuelt eller automatiseret som en del af en maskine.

Vedhæftningsmekanismer

Hovedartikel: Adhæsion

For at et klæbemiddel skal være effektivt, skal det have tre hovedegenskaber. Det skal kunne befugte det substratet . Det skal stige i styrke efter påføring, og endelig skal det være i stand til at overføre belastning mellem de to overflader/underlag, der klæbes.

Adhæsion, vedhæftningen mellem klæbemiddel og substrat kan forekomme enten ved mekaniske midler, hvor klæbemidlet arbejder sig ind i små porer af substratet eller ved en af ​​flere kemiske mekanismer. Vedhæftningsstyrken afhænger af mange faktorer, herunder de midler, hvormed den sker.

I nogle tilfælde opstår der en egentlig kemisk binding mellem klæbemiddel og substrat. I andre holder elektrostatiske kræfter, som i statisk elektricitet, stofferne sammen. En tredje mekanisme involverer van der Waals -kræfterne, der udvikler sig mellem molekyler. Et fjerde middel involverer den fugtighedsunderstøttede diffusion af limen til substratet efterfulgt af hærdning.

Metoder til forbedring af vedhæftning

Kvaliteten af ​​klæbemiddelbinding afhænger stærkt af klæbemidlets evne til effektivt at dække (våd) substratområdet. Dette sker, når overfladeenergien af substratet er større end overfladeenergien af klæbemidlet. Højstyrkeklæbemidler har imidlertid høj overfladeenergi. Således er deres anvendelse problematisk for lavenergimaterialer, såsom polymerer . For at løse dette problem kan overfladebehandling bruges til at øge overfladeenergien som et forberedelsestrin inden klæbning. Det er vigtigt, at overfladeforberedelse giver en reproducerbar overflade, der giver ensartede bindingsresultater. De almindeligt anvendte overfladeaktiveringsteknikker omfatter plasmaaktivering , flammebehandling og våd kemi -priming.

Fiasko

Svigt i den selvklæbende samling kan forekomme forskellige steder

Der er flere faktorer, der kan bidrage til svigt af to vedhæftede overflader. Sollys og varme kan svække klæbemidlet. Opløsningsmidler kan forringes eller opløse klæbemiddel. Fysiske belastninger kan også forårsage adskillelse af overflader. Ved belastning kan afbinding forekomme forskellige steder i klæbemassen. De største brudstyper er følgende:

Sammenhængende brud

Kohesiv fraktur opnås, hvis en revne formerer sig i bulkpolymeren, der udgør klæbemidlet. I dette tilfælde vil overfladerne af begge adhærenter efter afbinding være dækket af brudt klæbemiddel. Revnen kan forplante sig i midten af ​​laget eller i nærheden af ​​en grænseflade. I dette sidste tilfælde kan den sammenhængende fraktur siges at være "sammenhængende nær grænsefladen".

Klæbende brud

Adhæsiv brud (undertiden benævnt grænsefladebrud ) er, når der sker afbinding mellem klæbemidlet og adhærenten. I de fleste tilfælde går forekomsten af ​​klæbende brud for et givet klæbemiddel sammen med mindre brudsejhed.

Andre former for brud

Andre former for brud omfatter:

  • Den blandede type, der opstår, hvis revnen forplanter sig på nogle steder i en sammenhængende og i andre på en grænseflade måde. Blandede brudflader kan karakteriseres ved en vis procentdel af klæbende og sammenhængende områder.
  • Den vekslende revnebanetype, der opstår, hvis revnerne hopper fra den ene grænseflade til den anden. Denne type brud forekommer i nærvær af trækforspændinger i det klæbende lag.
  • Brud kan også forekomme i adhærenten, hvis klæbemidlet er sejere end adhærenten. I dette tilfælde forbliver klæbemidlet intakt og er stadig bundet til det ene substrat og rester af det andet. For eksempel, når man fjerner en prisetiket, forbliver limen normalt på etiketten og overfladen. Dette er sammenhængende fiasko. Hvis et lag papir dog sidder fast på overfladen, har klæbemidlet ikke svigtet. Et andet eksempel er, når nogen forsøger at skille Oreo -cookies fra hinanden, og alt fyldet forbliver på den ene side; dette er en klæbende fejl, snarere end en sammenhængende fejl.

Design af klæbende samlinger

Fejlmåder

Som en generel designregel skal objektets materialegenskaber være større end de kræfter, der forventes under dets brug. (dvs. geometri, belastninger osv.). Ingeniørarbejdet vil bestå i at have en god model til at evaluere funktionen. For de fleste klæbende samlinger kan dette opnås ved hjælp af brudmekanik . Begreber som stresskoncentrationsfaktoren og belastningsenergiens frigivelseshastighed kan bruges til at forudsige fiasko. I sådanne modeller negligeres selve klæbemiddellagets adfærd, og kun adhærenterne tages i betragtning.

Manglende vil også i høj grad afhænge af den åbning tilstanden af samlingen.

  • Tilstand I er en åbnings- eller trækmåde, hvor belastningerne er normale for revnen.
  • Mode II er en glidende eller in-plane forskydningstilstand, hvor revneoverfladerne glider over hinanden i retning vinkelret på revnens forkant. Dette er typisk den måde, som klæbemidlet udviser den højeste modstandsdygtighed over for brud.
  • Mode III er en rive- eller antiplan -forskydningstilstand.

Da belastningerne normalt er faste, vil et acceptabelt design skyldes kombinationen af ​​en materialevalgsprocedure og geometriændringer, hvis det er muligt. I vedhæftede strukturer fastgøres den globale geometri og belastninger af strukturelle overvejelser, og designproceduren fokuserer på klæbemidlets materialegenskaber og på lokale ændringer på geometrien.

Forøgelse af ledmodstanden opnås normalt ved at designe dens geometri, således at:

  • Den bundne zone er stor
  • Det er hovedsageligt indlæst i tilstand II
  • Stabil revnedannelse vil følge udseendet af en lokal fejl.

Holdbarhed

Nogle lim og klæbemidler har en begrænset holdbarhed . Eksponering for varme, ilt, vanddamp, frysning osv. Kan nedbryde klæbemidlet over tid og forhindre det i at fungere korrekt.

Se også

Referencer

Bibliografi

eksterne links