We kennen al tweecomponentenlijm, in UV-licht uithardende lijm en lijm die gevoelig is voor licht. Nu is er magneetlijm, die met magnetocuring uithardt. Erg handig, want magneetvelden dringen overal doorheen.
Superlijm zorgde voor een revolutie in de productie
Superlijm is niet meer weg te denken uit de moderne industrie. De superlijmen zoals acryl- en epoxy-verbindingen werden in de jaren vijftig uitgevonden. Sindsdien is het aantal soorten en toepassingen alleen maar toegenomen. Lijmverbindingen kunnen een negatieve druk van meerdere megapascals aan. De hier beschreven magneetlijm bijvoorbeeld zeven MPa. Dat komt overeen met zeventig atmosfeer. Dat is bijna genoeg om de verpletterende atmosferische druk van Venus (92 atmosfeer) te weerstaan. Of de waterdruk in zee, op zevenhonderd meter diepte. Geen wonder, dat sinds de jaren vijftig fabrikanten steeds vaker lijmen. Lijmen is sterker en sneller.
Superlijm moeten getriggerd worden om uit te harden. Logisch, anders waren ze niet te verwerken. Componentenlijm moet bijvoorbeeld gemengd worden. Een lastig werkje. Dat gebeurt niet altijd even gelijk. Met als gevolg dat de lijmlaag niet overal even sterk is. Een bron voor fouten. UV-lijm heeft dat probleem niet. Wel een ander probleem. Daar moet het UV-licht bij de lijm kunnen. Wat ook vaak lastig is. Om maar niet te spreken over werken met warmte. Dat vergt een uur in een oven. Waarbij je maar moet hopen dat het te lijmen voorwerp tegen deze hitte kan. Dit kost ook veel energie.
Magnetocuring: magneetlijm geactiveerd door snel trillend magnetisch veld
Drie onderzoekers van de universiteit van Singapore hebben nu het ei van Columbus gevonden. Ze ontwikkelden een lijmverbinding, die geactiveerd wordt door een magneetveld. Hiervoor mengden ze een bestaande warmtegevoelige epoxy met magnetische nanodeeltjes. Deze bestaat uit mangaan, zink en ijzeroxide, (MnxZn1-xFe2O4). Een apparaat wekt een zeer snel wisselend magneetveld op. Hierdoor gaan de deeltjes heel snel heen en weer bewegen. De wrijving warmt de lijm op tot 160 graden [2]. De lijm gaat nu uitharden. Zie deze video. Dit proces noemen de onderzoekers magnetocuring.
Magneetlijm met nagnetocuring maakt dure, energie slurpende oven overbodig
De magneetlijm gaat waarschijnlijk erg populair worden op plekken, waar werken met warmte lastig is. Denk dan bijvoorbeeld aan het vastlijmen van schoenzolen aan de rest van de sportschoen. De materialen van een sportschoen houden slecht warmte vast en geleiden ook slecht warmte. Daardoor is lijmen een hels karwei. En is een lang verblijf in de hete oven nodig. De magneetlijm lost dit probleem op. Alleen de lijm zélf is gevoelig voor het veld. De rest van het voorwerp blijft koel. Dit bespaart ook veel tijd en energie. Met minder dan 1% van de energie die er eerder nodig was, lijmt de magnetocuring het voorwerp nu. Dit terwijl het voorbijrolt op de lopende band. [1] Makers van dure merkschoenen als Adidas en Nike hoeven hun leveranciers nu minder uit te knijpen. En kunnen toch nog enorme winsten maken.
Bronnen
1. NTU scientists invent glue activated by magnetic field, Nanyang Technical University, Singapore, 2020
2. Richa Chaudhary et al, Magnetocuring of temperature failsafe epoxy adhesives, Applied Materials Today (2020). DOI: 10.1016/j.apmt.2020.100824