Utvärdering av de mekaniska egenskaperna hos strukturella lim som härdas under olika miljöförhållanden

Today, structural adhesives are found extensively in load-bearing engineering applications, as their use can be advantageous compared to other fastening methods. However, the characteristics of adhesives are far more complex, making it challenging to predict their behavior in different service conditions. In addition, environmental factors like temperature and water can affect the performance of an adhesive bond both physically and chemically. This work was initiated by MuoviTech AB and aims to evaluate the performance of structural methyl methacrylate adhesives cured in different environmental conditions. The study began with a literature review to find relevant research and literature about structural adhesives, their material characteristics, and the effects of temperature and water on the performance of adhesive bonds. A market survey was conducted to find products suitable for the experiment, and Araldite 2050, Araldite 2051, Permabond TA4200, 3M DP8810NS, LoctiteHY 4070, and Acralock SA 10-05 were selected together with MuoviTech AB. The laboratory work began with sample preparation in terms of abrasion and cleaning of the surface. The adhesives were applied to the samples, and single-lap joints were prepared and cured in room temperature and normal humidity, as well at 5 °C and underwater, for 24 hours. Single-lap shear tests were performed according to American standard ASTM D3163. Lastly, differential scanning calorimetry (DSC) was utilized for the thermal analysis of the samples cured at 5 °C and underwater. The results showed that neither of the adhesives performed in the range specified in the manufacturers’ technical data sheets (TDS). Lower failure strength and elongation was observed for the samples cured at 5 °C and underwater, compared to the samples cured in the optimal condition. However, Loctite HY 4070 showed an increase in failure strength. The DSC analysis revealed various degrees of post-curing. Further investigation with prolonged curing time and more environmental conditions are recommended. New tests for Loctite HY 4070 is also recommended to confirm the results.Idag finns strukturella lim i stor utsträckning i bärande tekniska applikationer, eftersom deras användning kan vara fördelaktig jämfört med andra fästmetoder. Limmens egenskaper är dock mycket mer komplexa, vilket gör det svårt att förutsäga deras beteende under olika serviceförhållanden. Dessutom kan miljöfaktorer som temperatur och vatten påverka en limbindnings prestanda både fysiskt och kemiskt. Detta arbete initierades av MuoviTech AB och syftar till att utvärdera prestanda för strukturella metylmetakrylatlim härdade under olika miljöförhållanden. Studien inleddes med en litteraturöversikt för att hitta relevant forskning och litteratur om strukturella lim, deras materialegenskaper och effekterna av temperatur och vatten på limförbandens prestanda. En marknadsundersökning genomfördes för att hitta produkter som var lämpliga för experimentet, och Araldite 2050, Araldite 2051, Permabond TA4200, 3MDP8810NS, Loctite HY 4070 och Acralock SA 10-05 valdes tillsammans med MuoviTech AB. Arbetet i laboratoriet inleddes med provförberedelse genom slipning och rengöring av provens yta. Lim applicerades på proverna och förband med enkla överlapp (single-lap) bereddes och härdades i rumstemperatur och normal fuktighet, liksom vid 5 ° C och under vatten, under 24 timmar. Skjuvtester utfördes enligt den amerikanska standarden ASTM D3163. Slutligen användes differentiell svepkalorimetri (DSC) för termisk analys av proverna som härdades vid 5 ° C och under vatten. Resultaten visade att inget av limmen presterade i enlighet med det som beskrevs i tillverkarnas tekniska datablad (TDS). Däremot så observerades en lägre brottstyrka och töjning för proverna som härdades vid 5 ° C och under vatten, jämfört med de prover som härdades i det optimala tillståndet. Loctite HY 4070 visade emellertid en ökning av brottstyrka. DSC-analysen gav indikation på att olika grader av efterhärdning. Ytterligare undersökningar med längre härdningstid och med flera miljöförhållanden rekommenderas. Nya tester för Loctite HY 4070 rekommenderas också för att bekräfta resultaten