Līme - jebkura viela, kas funkcionālā veidā spēj materiālus saturēt kopā ar virsmu, kas ir izturīga pret atdalīšanos. “Līme” kā vispārīgs termins ietver cementu, mucilas, līmi un pastas - terminus, kurus bieži lieto aizvietojami jebkuram organiskam materiālam, kas veido līmējošu saiti. Arī neorganiskas vielas, piemēram, portlandcementu, var uzskatīt par līmēm tādā nozīmē, ka tās, savienojot virsmu, satur kopā tādus priekšmetus kā ķieģeļi un sijas, taču šis raksts aprobežojas ar diskusijām par dabiskām un sintētiskām organiskām līmvielām.
Dabiskās līmes ir zināmas kopš senatnes. Ēģiptes kokgriezumi, kas datēti ar 3300 gadiem, attēlo plāna finiera gabala pielīmēšanu tam, kas, šķiet, ir simetrijas dēlis. Papyrus, agrīnā neausta auduma, saturēja niedru augu šķiedras, kas savienotas kopā ar miltu pastu. Bitumens, koku piķi un bišu vasks senatnē un viduslaikos tika izmantoti kā hermētiķi (aizsargpārklājumi) un līmvielas. Apgaismoto manuskriptu zelta lapu ar olu baltumu saistīja papīrs, bet koka priekšmetus - ar zivju, raga un siera līmēm. Dzīvnieku un zivju līmju tehnoloģija tika attīstīta 18. gadsimtā, un 19. gadsimtā tika ieviesti cementi uz gumijas un nitrocelulozes bāzes. Izšķirošie sasniegumi līmes tehnoloģijās tomēr gaidīja 20. gadsimtu, kura laikā tika pilnveidotas dabiskās līmes un laboratorijā iznāca daudz sintētikas, lai aizstātu dabiskās līmes tirgū. Lidmašīnu un kosmiskās rūpniecības straujā izaugsme 20. gadsimta otrajā pusē nopietni ietekmēja līmes tehnoloģijas. Pieprasījums pēc līmēm, kurām bija augsta konstrukcijas izturība un izturīgas gan pret nogurumu, gan pret nelabvēlīgiem vides apstākļiem, radīja augstas veiktspējas materiālus, kas galu galā nonāca pie daudzām rūpnieciskām un sadzīves vajadzībām.
Šis raksts sākas ar īsu saķeres principu skaidrojumu, un pēc tam tiek apskatītas galvenās dabisko un sintētisko līmju klases.
Adhēzija
Veicot līmējošos savienojumus, svarīgākie faktori ir līmes fizikālās un ķīmiskās īpašības. Svarīgi arī, lai noteiktu, vai līmējošais savienojums darbosies pareizi, ir līmlentes veidi (tas ir, savienojamās sastāvdaļas, piemēram, metāla sakausējums, plastmasa, kompozītmateriāls), kā arī virsmas priekšapstrādes vai grunts raksturs. Šie trīs faktori - līmjava, pielīmējamā virsma un virsma - ietekmē salīmētās struktūras kalpošanas laiku. Saistītās struktūras mehāniskās īpašības savukārt ietekmē šuves konstrukcijas detaļas un veids, kā pieliktās slodzes tiek pārnestas no viena pielīmējuma uz otru.
Pieņemamas līmes saites veidošanās ir līmes spēja mitrināt un izplatīties uz līmējamām līmēm. Šāda saskarnes saskarne ar molekulāro kontaktu ir nepieciešams pirmais solis spēcīgu un stabilu adhēzijas savienojumu veidošanā. Kad mitrināšana ir panākta, iekšējie līmes spēki visā saskarnē tiek ģenerēti, izmantojot vairākus mehānismus. Šo mehānismu precīzais raksturs ir bijis fizikālo un ķīmisko pētījumu objekts vismaz 60. gados, kā rezultātā pastāv vairākas saķeres teorijas. Galvenais adhēzijas mehānisms ir izskaidrots ar adsorbcijas teoriju, kurā teikts, ka vielas pielīp galvenokārt intīmā starpmolekulārā kontakta dēļ. Līmējošos savienojumos šo kontaktu panāk ar starpmolekulāriem vai valences spēkiem, kurus molekulas rada līmes un slāņu virsmas slāņos.
Papildus adsorbcijai ir ierosināti vēl četri adhēzijas mehānismi. Pirmais, mehāniskais bloķēšana, notiek, kad līme plūst porās pielīmējošās virsmas vai ap tās izvirzījumiem. Otrā, starpdiffūzija, rodas tad, kad šķidrā līme izšķīst un izkliedējas adhezīvos materiālos. Trešajā mehānismā, adsorbcijā un virsmas reakcijā, savienošanās notiek, kad līmes molekulas adsorbējas uz cietas virsmas un ķīmiski reaģē ar to. Ķīmiskās reakcijas dēļ šis process zināmā mērā atšķiras no vienkāršas adsorbcijas, kas aprakstīta iepriekš, lai gan daži pētnieki ķīmisko reakciju uzskata par kopējā adsorbcijas procesa daļu, nevis par atsevišķu adhēzijas mehānismu. Visbeidzot, elektroniskā jeb elektrostatiskās pievilcības teorija liek domāt, ka elektrostatiskie spēki veidojas saskarnē starp materiāliem ar atšķirīgām elektronisko joslu struktūrām. Kopumā vairāk nekā vienam no šiem mehānismiem ir nozīme, lai sasniegtu vēlamo adhēzijas līmeni dažādu veidu līmēm un līmēm.
Veidojot līmējošo saiti, saskarnē starp līmi un līmi rodas pārejas zona. Šajā zonā, ko sauc par starpfāzi, līmes ķīmiskās un fizikālās īpašības var ievērojami atšķirties no tām, kas atrodas neskartās daļās. Parasti tiek uzskatīts, ka starpfāzu sastāvs kontrolē līmējošās šuves izturību un izturību un galvenokārt ir atbildīgs par stresa pārnešanu no viena pielīmējamā uz otru. Starpfāzu reģions bieži ir vides uzbrukuma vieta, izraisot locītavu mazspēju.
Līmējošo saišu izturību parasti nosaka ar destruktīviem testiem, ar kuriem mēra spriegumus, kas izveidoti testa parauga lūzuma vietā vai līnijā. Tiek izmantotas dažādas pārbaudes metodes, ieskaitot lobīšanās, stiepes kluču bīdes, šķelšanās un noguruma testus. Šie testi tiek veikti plašā temperatūru diapazonā un dažādos vides apstākļos. Alternatīva līmes savienojuma raksturošanas metode ir enerģijas noteikšana, kas iztērēta, sadalot starpfāzes vienības laukumu. Secinājumi, kas iegūti no šādiem enerģijas aprēķiniem, principā ir pilnīgi līdzvērtīgi secinājumiem, kas iegūti stresa analīzē.
Līmējošie materiāli
Praktiski visas sintētiskās līmes un noteiktas dabiskās līmes sastāv no polimēriem, kas ir milzu molekulas vai makromolekulas, kas veidojas, savienojot tūkstošiem vienkāršāku molekulu, kas pazīstamas kā monomēri. Polimēra veidošanās (ķīmiska reakcija, kas pazīstama kā polimerizācija) var notikt “sacietēšanas” posmā, kurā polimerizācija notiek vienlaikus ar līmes saites veidošanos (kā tas ir epoksīdsveķu un ciānakrilātu gadījumā), vai arī polimērs var būt veidojas pirms materiāla uzklāšanas kā līmi, tāpat kā ar termoplastiskiem elastomēriem, piemēram, stirola-izoprēna-stirola bloka kopolimēriem. Polimēri piešķir izturību, elastību un spēju izkliedēties un mijiedarboties uz līmētās virsmas - īpašības, kas ir vajadzīgas pieņemama adhēzijas līmeņa veidošanai.
Dabiskās līmes
Dabiskās līmes galvenokārt ir dzīvnieku vai augu izcelsmes. Lai arī kopš 20. gadsimta vidus ir samazinājies pieprasījums pēc dabīgiem izstrādājumiem, dažus no tiem turpina izmantot kopā ar koka un papīra izstrādājumiem, īpaši gofrētā kartona, aploksnēs, pudeļu etiķetēs, grāmatu iesiešanā, kartona kastēs, mēbelēs, kā arī laminētās plēvēs un folijās. Turklāt, ņemot vērā dažādus vides aizsardzības noteikumus, dabiskā līme, kas iegūta no atjaunojamiem resursiem, tiek pievērsta pastiprināta uzmanība. Vissvarīgākie dabiskie produkti ir aprakstīti zemāk.
Dzīvnieku līme
Termins dzīvnieku līme parasti aprobežojas ar līmēm, kas sagatavotas no zīdītāju kolagēna, kas ir galvenā ādas, kaulu un muskuļu olbaltumvielu sastāvdaļa. Apstrādājot ar skābēm, sārmiem vai karstu ūdeni, parasti nešķīstošais kolagēns lēnām šķīst. Ja sākotnējais proteīns ir tīrs un pārvēršanas process ir viegls, produktu ar lielu molekulmasu sauc par želatīnu, un to var izmantot pārtikai vai foto izstrādājumiem. Materiāls ar zemāku molekulmasu, kas iegūts intensīvākā apstrādē, parasti ir mazāk tīrs un tumšākas krāsas, un to sauc par dzīvnieku līmi.
Dzīvnieku līme parasti tiek izmantota koka savienošanā, grāmatu iesiešanā, smilšpapīra ražošanā, smago gumijoto lentu ražošanā un tamlīdzīgos gadījumos. Neskatoties uz augsto sākotnējo lipīgumu (lipīgumu), daudz dzīvnieku līmi ir pārveidoti vai pilnībā aizstāti ar sintētiskām līmēm.
Kazeīna līme
Šis produkts tiek iegūts, izšķīdinot kazeīnu, olbaltumvielu, kas iegūta no piena, sārmainā ūdens šķīdumā. Sārmu pakāpe un veids ietekmē produkta izturēšanos. Koka līmēšanā kazeīna līmes mitruma izturības un novecošanās īpašībās parasti ir labākas nekā patiesās dzīvnieku līmes. Kazeīns tiek izmantots arī krāsu un pārklājumu lipīgo īpašību uzlabošanai.
Asins albumīna līme
Šāda veida līmi izgatavo no seruma albumīna - asins komponenta, ko var iegūt vai nu no svaigām dzīvnieku asinīm, vai no žāvēta šķīstoša asins pulvera, kam pievienots ūdens. Sārmu pievienošana albumīna un ūdens maisījumiem uzlabo adhēzijas īpašības. Saplākšņa rūpniecībā izmanto ievērojamu daudzumu līmes produktu no asinīm.
Ciete un dekstrīns
Cieti un dekstrīnu iegūst no kukurūzas, kviešiem, kartupeļiem vai rīsiem. Tie ir galvenie dārzeņu līmju veidi, kas šķīst vai disperģējas ūdenī un tiek iegūti no augu avotiem visā pasaulē. Cietes un dekstrīna līmes tiek izmantotas gofrētajā kartonā un iesaiņojumā un kā tapešu līme.
