Grunderna om ljushärdande lim

Ljushärdande lim

Vad är ett ljushärdande lim?

Ljushärdande lim kallas också för ett UV-lim, det vill säga limmet härdar då det belyses med ljus, mer specifikt ljus i UV-delen av spektrat. Men inte vilket ljus som helst – olika UV-lim är anpassade för olika våglängder. Oftast är det inom spektrumet för UV-A eller blåljus som man använder, ca 365 nm – 405 nm, därav benämningen UV-lim. Ett UV-lim är egentligen inte en limtyp utan ett härdningssätt. Det finns bland annat UV-härdande akryllim, epoxi, silikon och cyanoakrylat.

Elektromagnetiskt spektrum
Elektromagnetiskt spektrum (OBS ej skalenligt)

Hur fungerar ljushärdande lim?

Det finns flera olika typer av ljushärdande lim som grundar sig i olika kemi. Gemensamt för dem är att ett UV lim innehåller monomerer och oligomerer (byggstenar för själva limmet) och någon typ av fotoinitiator (liten molekyl som med hjälp av ljus initierar härdningsreaktionen). När fotoinitiatorn absorberar ljus av en viss våglängd (och en viss energi) så startar initiatorn polymeriseringsreaktionen – limmet härdar. Det är viktigt att initiatorn/limmet matchar den lampa som du tänkt använda: Intensitet, våglängd, LED eller bredspektra och lampans utformning är alla viktiga saker att fundera igenom. Ljuset du belyser med måste ha en intensitet över 50 mW/cm2. Solljus som ligger mellan 2-5 mW/cm2 fungerar alltså inte.

Så länge limfogen blir belyst med ljuset fortsätter reaktionen men pausar om man tar bort ljuset bort för tidigt. Det är därför viktigt att härda UV-lim lagom lång tid. För kort tid leder till ofullständig härdning och därför tar man vanligtvis med en säkerhetsfaktor i beräkningarna. Överdrivet lång tid däremot leder till att limmet börjar brytas ner vilket kan försvaga och missfärga fogen, 2-3 gånger dosen brukar vara ok.

Härdning av UV-lim
Härdningsprocess för ett UV-lim. 1) Limmet belyses med ljus som aktiverar fotoinitiatorerna. 2) Fotoinitiatorerna startar polymeriseringen = härdningen 3) Polymeriseringen fortsätter så länge ljuset belyser limmet.

När används UV-lim?

UV-lim används framför allt när man vill kunna härda limmet snabbt. Ofta uppnår du full härdning inom några sekunder och det är också den stora fördelen med att använda ett ljushärdande lim.

Det finns vissa krav för att det ska gå att använda UV-lim i sin applikation. Troligtvis är det två material som ska limmas ihop. Det innebär att åtminstone ett av dessa material måste släppa igenom UV-ljus så att det går att komma åt limfogen. Alla material har inte 100 % transmission av UV/Vis-ljus. Vissa plaster kan till exempel, trots att de är transparenta, vara UV-blockande. I vissa fall kan de då gå att härda med blåljus (405 nm).

Fördelar med UV-lim

  • Supersnabb härdning: Vid belysning av limmet härdar det ofta på bara några sekunder. Detta ger en mer effektiv limningsprocesen.
  • Enkomponentslim: UV-lim är 1-komponentsprodukter och ingen blandning är nödvändig.
  • Inga lösningsmedel: Eftersom limmets formulering kan innehålla mycket korta kedjor och också monomerer går det att få även lågviskösa lim utan att använda lösningsmedel.
  • Lång hållbarhetstid
  • Fluorescerande: Vissa UV-lim innehåller fluorescenser för att möjliggöra enkel inspektion av att det kommit lim överallt vid kvalitetskontrollen. Det finns fluorescenser som lyser blått men även rött (Dymax Ultra-Red) om det limmade materialet lyser i samma färg.
  • På samma tema finns också lim med See-Cure teknologi, dvs att limmet går från blått i ohärdat tillstånd till transparent i härdat. På så sätt är det enkelt att i en kvalitetskontroll kunna verifiera att limmet härdat ordentligt.
  • Delhärdning möjlig: Härdningen kan påbörjas vid ett tillfälle och sedan avslutas vid ett annat om processen kräver det.
  • UV-lim är inte giftiga efter härdning och det finns även medicinsk klassade lim för till exempel injektionsnålar, katetrar och annan medicinsk utrustning.
  • Det finns UV-lim som även har sekundära härdningsmekanismer för till exempel skuggade områden där ljuset inte kommer åt. Sekundära mekanismer kan till exempel vara fukthärdning, värmehärdning eller anaerob (syrefri) härdning.
Dymax See-Cure teknologi
See-Cure teknologi för att enkelt kontrollera att limmet är färdighärdat.

Nackdelar och begränsningar med UV-lim

  • UV-lampa är ett krav: För att kunna härda ett ljushärdande lim kräver det en investering i utrustning.
  • Inte alla material är lämpliga: Endast material som släpper igenom ljuset går att härda limmet igenom.
  • Skuggade områden: Ljuset från UV-lampan behöver nå hela fogen (om det inte är ett lim med sekundär härdning). Delar av limmet som inte nås kommer inte att härda.
  • Det kan vara svårt att härda djupt. UV/Vis-ljuset når bara ner ett visst djupt. Begränsningen ligger runt ca 10 mm djup.
  • Syreinhibering: Akryl-baserade UV-lim kan råka ut för något man kallar syreinhibering. Syre från luften kan hindra härdningsreaktionen. Detta leder till att fogen närmast luften får en klibbig yta (mellan två material finns minimalt med syre så mindre risk där).
  • Krympning: UV-lim kan ha ganska hög krympning under härdning, speciellt akryl-baserade (akryl) sorter. Detta kan leda till sämre vidhäftning och högre stress.
  • Kan kräva efterhärdning: Vissa epoxi-baserade UV-lim kan kräva efterhärdning i värme för att uppnå sina bästa egenskaper.
  • Det är viktigt att limmet/fotoinitiatorn matchar våglängden på lampan. Alla lim passar alltså inte till samma lampa.
  • UV-ljus är skadligt för människan. Det är därför viktigt att skydda ögon och hud med lämplig skyddsutrustning.
Flourescerande UV-lim.
Flourescerande lim för att enkelt kunna inspektera limfogen.

Letar du efter ett UV-lim?

Behöver du hjälp att välja?