Analyse van veroudering en stabiliteit op lange termijn in lijmen

Analyse van veroudering en stabiliteit op lange termijn in lijmen

Veroudering verwijst naar de prestatieverandering van materialen of verbindingskoppen in de loop van de tijd. Het wordt veroorzaakt door de externe omgeving of de eigen verwerkingsprocedures van het materiaal, en de beïnvloedende factoren zijn onder meer mechanische spanning, temperatuur, straling en media zoals water. Behalve deze kunnen andere bepaalde ingrediënten in lijmen zelf ook leiden tot prestatievariaties van verlijmde verbindingen. Naast verschillende impactfactoren kan veroudering optreden op verschillende plaatsen van verbonden verbindingen, waaronder de cohesieve laag, adhesielaag of substraatmateriaal. Hoewel veroudering voortkomt uit het gecombineerde effect van meerdere factoren, is het moeilijk om volledig te worden gemeten en voorspeld met deze beïnvloedende parameters.

Mechanische spanning

Gelijmde verbindingen kunnen in vier soorten mechanische spanning voorkomen: afpelspanning, trekspanning, schuifspanning en torsiespanning.

Door afpelspanning ontstaat een grote lineaire kracht op de gewrichten. Deze kracht overtreft de sterkte van de meeste lijmen. Het vermijden van afpelspanning bij het structurele ontwerp van verlijmde verbindingen is een van de belangrijkste dingen.

Trekbelasting werkt loodrecht op het hechtoppervlak. De kracht verspreidt zich over het volledige hechtingsgebied. Trekspanning beschadigt normaal gesproken de gewrichten niet. Het komt vooral voor in stootvoegen. Stootverbindingen hebben kleine hechtingsgebieden. Mensen vergroten de hechtingsgrootte alleen door substraten te verdikken. Onder spanning zijn substraten meestal sterker dan lijm. Ontwerpen kunnen dus niet volledig gebruik maken van de sterkte van het substraat.

Er is sprake van schuifspanning op hechtoppervlakken. Het is de meest gunstige belasting voor verlijmde verbindingen. Verbindingen bestaan ​​onder schuifspanning met grote verbindingsoppervlakken. Vergroot het hechtoppervlak eenvoudig om de laadcapaciteit te verhogen wanneer dat nodig is, als de hechtplaats niet voldoende is om voldoende belasting te hebben.

Torsiespanning werkt op dezelfde manier als schuifspanning. Gewrichten zijn niet gevoelig voor drukspanning. Alle mechanische belasting veroorzaakt na verloop van tijd gewrichtsveroudering. Het veroorzaakt permanente kruipvervorming of scheuren. Mechanische belasting verergert veroudering door andere bronnen, zoals door vocht veroorzaakte gewrichtsbeschadiging.

Milieu-invloed

Tijdens het gebruik van lijm worden hechtverbindingen in verschillende omgevingen aangetast. Deze factoren kunnen samenwerken en elkaar beïnvloeden.

1. Effecten van temperatuur en straling

Temperatuur is de belangrijkste factor voor chemische reacties. Hogere temperaturen zorgen ervoor dat chemische reacties sneller verlopen. Deze reacties veranderen meestal de gewrichtseigenschappen op ongewenste manieren. Een hoge temperatuur versnelt in de meeste situaties de schade als gevolg van mechanische belasting aanzienlijk. Bovendien versnelt een hogere temperatuur de veroudering.

Straling veroorzaakt ook veroudering van verbonden verbindingen, inclusief UV-straling van zonlicht. Straling breekt polymeerketens in lijmen en plastic substraten. Polyurethaan is bijzonder gevoelig voor UV-straling.

2. Water

Vocht kan in uitgeharde lijmlagen sijpelen en geabsorbeerd worden. Geabsorbeerd water vermindert de lijmsterkte. Water werkt als smeermiddel tussen polymeerketens, waardoor ketens gemakkelijk glijden (weekmakend effect).

Water sijpelt langzaam maar continu in de lijm. Bij hoge temperaturen zoals 40°C dringt water elke maand enkele millimeters door in verknoopte polymeren. Na het drogen van de voeg neemt de cohesiesterkte weer toe, maar keert nooit meer terug naar de oorspronkelijke waarde. Het grootste probleem van vocht is een zwakkere hechting tussen lijm en ondergrond. Water vermindert langzaam de hechtkracht.

Chemische bindingen tussen lijm en basismateriaal zijn beter bestand tegen water dan fysieke bindingen. Zodra de chemische bindingen verbroken zijn, kan de hechting na het drogen niet meer herstellen. De beste manier om vochtschade te voorkomen is door de voegen uit de buurt van water te houden. Als dit niet mogelijk is, dicht dan de verbindingen af.

3. Corrosie

Bij verbindingen die op metalen ondergronden zijn verlijmd, leidt opgenomen vocht gemakkelijk tot metaalcorrosie. Corrosie zorgt ervoor dat verbindingen snel kapot gaan, dus het is van groot belang. Corrosie versnelt bij extra corrosieve stoffen zoals zout, zuur of alkali. Deze stoffen eten metaal van buitenaf of via lijm. Dergelijke corrosie kan in de meeste gevallen onder controle worden gehouden: bedek het metaal volledig of bescherm alleen het verlijmde gebied.