Lijm

Een stof die in staat is om materialen aan elkaar te bevestigen door middel van oppervlaktehechting (adhesie). Het is een algemene term die cementen, lijmen, smeermiddelen en pasta’s omvat.

Consolidant

Een product, soms samengesteld uit dezelfde materialen als een kleefstof, dat in een afbrokkelend of verslechterd materiaal wordt ingebracht om het verlies van natuurlijk voorkomende bindmiddelen te compenseren.

Aan welke voorwaarden moet een lijm of consolidant voldoen om in aanmerking te komen voor gebruik in CR?

• Compatibel zijn met het substraat, wat het object (artefact) kan zijn, een deel ervan, of een backing, voering, patch enz; • Chemisch en fysisch stabiel zijn. Het product mag geen of weinig verandering ondergaan door veroudering m.b.t. de pH, kleur, flexibiliteit, sterkte, krimp, etc; • verwijderbaar blijven en verdere behandeling toelaten. → reversibility vs retreatability • minimaal invasief zijn (hoe minder, hoe beter). • sterk genoeg zijn om vast te houden, maar zwak genoeg om los te laten voordat het substraat beschadigd raakt; • niet kleverig zijn wanneer ze zijn aangebracht, zodat ze geen stof opnemen; • eenvoudig om aan te brengen; • economisch interessant; • goed houdbaar zijn. (shelf life: houdbaarheid na openen of aanmaak)

Bonding/ verlijming

Het verbinden van twee materialen door middel van een kleefstof; de hechting op het grensvlak tussen de kleefstof en het substraat. Lijmen vereist meestal dat het substraatoppervlak bevochtigd (wetting) wordt door de lijm en dat de lijm uithardt om een verbinding te vormen die beweging van de verbinding voorkomt. De verbinding moet zich kunnen aanpassen aan spanningen (bewegingen, trilling) op het raakvlak.

Verlijmingsmechanismen

Adsorptie, chemisorptie, mechanische verankering, elektrostatische krachten, interdiffusie

Adsorptie

Het intermoleculaire contact tussen de lijm en het substraat als gevolg van Van der Waals krachten.

Chemisorptie

De chemische binding tussen de lijm en het substraat.

Mechanische verankering

Een netwerk van uitgeharde tentakels van lijm in het substraat, gevormd wanneer de lijm in poriën, gaten en spleten in het substraat kruipt en uithardt.

Elektrostatische krachten

De aantrekking van positieve en negatieve ladingen op de lijm en het substraat. Er zijn positieve en negatieve ladingen op het oppervlak van alle materialen.

Interdiffusie

Dit is de interpenetratie van ketens van de lijm en het substraat die zich om elkaar heen wikkelen. Dit wil zeggen dat de moleculen van zowel substraat als lijm mobiel zijn en oplosbaar zijn in elkaar. (!!)

Adhesie

Toestand waarin twee oppervlaktes (lijm en substraat) samengehouden worden op een grensvlak door adsorptie, chemisorptie, mechanische verankering, interdiffusie en/of electrostatische krachten.

Cohesie

Toestand waarin partikels van een materiaal worden samengehouden door primaire of secundaire krachten (interne kracht van een lijmfilm)

Fouten in adhesie & cohesie

Adhesie fout in de lijm, cohesie fout in de lijm, of adhesie en cohesie fout in de lijm

Bevochtiging/wetting

Om een goede verbinding te verkrijgen tussen lijm en substraat, moet de lijm het oppervlakte goed kunnen bevloeien. Oppervlaktes met een hoge energie zijn polair, oppervlaktes met een lage energie zijn apolair. Vloeistoffen (en dus ook lijmen) kunnen enkel oppervlaktes met een hogere energie dan die van zichzelf goed bevloeien.

Viscositeit

Viscositeit is een fysisch gegeven over de mate van stroperigheid (de mate van samenhang binnen een vloeistof, stroperigheid), en wordt bepaald door de inwendige wrijving tussen de deeltjes waaruit het materiaal bestaat. Een andere definitie is de mate van weerstand van een vloeistof op een erop uitgeoefende kracht (vb druk op je pipet).

Factoren die voor een goede verlijming zorgt

• een goede selectie van het type lijm; • een goede dekking van de lijm op het substraat; • een zuiver oppervlak; • goed aansluiten van beide breukvlakken; • goed contact tussen lijm en substraat; • relatief dunne verbinding (dus geen excessief lijmgebruik noodzakelijk);

Hoe bekom je een zuiver oppervlak?

• Breuknaden worden voor verlijming voorbereid. → De oppervlakte is vrij van poeder, vervuiling, vet, vingerafdrukken, oxides, e.a. Gebeurt dit onzorgvuldig, zal de lijm binden met de aanwezige vervuilende partikels en niet (of slechts gedeeltelijk) met het substraat. • De procedure van reinigen voor verlijming is niet zo streng zoals in de industrie waar etsen, zandstralen e.d. mogelijke voorbehandelingen zijn. → Ga op zoek naar een methode die adequaat is voor het object, maar past binnen de mogelijkheden en ethische kaders.

Verschillende types van verbindingsstress

a) compressiekracht, (b) drukkracht, (c) schuifkracht, (d) trekkracht en (e) splijtkrachten

Droogprocessen

- Liquid soldification of uitharding van de lijm door verdamping component water - Verdamping - Chemische reactie

Liquid soldification of uitharding van de lijm door verdamping component water

Dit type van uitharding komt voor wanneer een lijm afkoelt uit een gesmolten staat naar een harde stof (heat-seal of heat-set). → Voorbeelden cellulosenitraat (Celluloid commerciële naam), PVAc (polyvinylacetaat) VOORDEEL: snelle droogtijd, reversibiliteit door verhitting (!), beperkte krimp. NADEEL: gebruik van hitte, kleurveranderingen tijdens het droogproces.

Drogen volgens een dubbel mechanisme

(uitharding én verdamping) → Voorbeeld is huidenlijm en PVAc (polyvinylacetaat). De lijm op zich wordt langzaam terug hard, het solvent (vaak water) verdampt.

Verdamping

→ Dit type van uitharding komt voor wanneer een lijm uithardt, door het verdampen van het aanwezige solvent. Het kan hier gaan om een lijm in dispersie of in oplossing. → Voorbeeld: polymethylacrylaat zoals Paraloid B-72. VOORDEEL: snelle droogtijd, reversibiliteit door hergebruik solvent (of water → huidenlijm) NADEEL: krimp door solventverdamping, toxiciteit door solventverdamping.

Chemische reactie

→ Dit type van uitharding komt voor wanneer een lijm uithardt omwille van een chemische reactie. Vaak zijn deze reacties exotherm waardoor hitte vrijkomt. → Voorbeeld: epoxyharsen VOORDEEL: beperkte krimp*, sterke verbinding NADEEL: exothermische reactie, moeilijk te verwijderen, sterke verbinding.

Krimp van de lijm

Krimp is de reductie aan volume na het uitharden van een lijm. Het wordt uitgedrukt in volume krimp % of % lineaire krimp. De reden van krimp is voornamelijk het verdampen van aanwezige solventen in de lijm(oplossing).

Glastransitietemperatuur (Tg)

De glastemperatuur of het glaspunt is de temperatuur waarbij een amorfe vaste stof zoals een glas of polymeer bros wordt bij koeling of zacht bij verwarming --> Thermoplasten enkel op een T < Tg gebruiken voor goed behoud & beheer

Brekingsindex

De brekingsindex is een stofeigenschap (dus zowel voor lijm als vb het glazen object). Voor vacuüm is die 1,00000etc. Voor lucht nagenoeg 1, voor water ca 1,33; voor glas ergens rond de 1,6 (hangt af van de glassoort); voor diamant 2,42

Capillariteit

Een verschijnsel waarbij een vloeistof, zoals water, in een zeer fijn buisje of poriën kan stijgen tegen de zwaartekracht in

Oppervlakteruwheid

Beïnvloedt de mechanische verankering, maar kan ook een barrière vormen --> Wallner-lijnen bij het breken van glas

Luchtvochtigheid en temperatuur gebruik epoxyharsen

Technische fiches geven volgende aanbevelingen (epoxyharsen): T: 20 à 25°C RH: 40 à 55% → Een hoge(re) temperatuur heeft impact op de viscositeit (thermoplasten), maar ook op het uithardingsproces (epoxyharsen). → Onderzoek toont aan dat ideaal rond 45% RH gewerkt wordt. Hoe hoger RH, hoe zwakker de verbinding.