Lim Klubbmaterial för åk 4-6 Anna Karin Jern och Berit Kurtén-Finnäs

Transkript

1 Lim Klubbmaterial för åk 4-6 Anna Karin Jern och Berit Kurtén-Finnäs

2 Mål Eleverna ska inse att lim är något man kan tillverka själv av vanliga ingredienser och att människor förr i tiden tog tillvara det mesta. Eleverna lär sig att olika material har olika ytegenskaper som är betydelsefulla då man skall limma och kan resonera kring olika egenskaper som är önskvärda för lim. Försök 1 Ta en oanvänd tunn fryspåse. Försök öppna påsen. Vad märker du? Försök 2 Ta två OH-folier. Gnid den ena mot din tröja eller håret. Lägg folierna mot varandra. Försök ta dem loss från varandra. Vad märker du? Lite bakgrunsteori Två föremål som är tillräckligt nära varandra behöver i princip inget lim för att hållas ihop, de hålls ihop av attraktionskrafter mellan ytorna (adhesion), dvs. ytorna dras till varandra. I praktiken är två ytor i det närmaste aldrig så släta att de kan komma tillräckligt nära varandra för att hållas ihop enbart av attraktionskrafterna mellan ytorna. Även en yta som vi uppfattar som absolut slät innehåller håligheter och ojämnheter. För att fästa två ytor vid varandra använder vi därför någon form av lim som passar ihop med de ytor och material som skall sammanfogas. Limmet måste ha tre viktiga egenskaper: 1. Det måste kunna tränga in i ojämnheterna i de båda ytorna som ska sammanfogas. Det är därför i allmänhet vara flytande. 2. Det måste kunna väta ytan som skall limmas, dvs. fästa i ytan. Attraktionskraften mellan limmet och ytan måste vara större än limmets ytspänning (dvs. de krafter som håller ihop lim-molekylerna) så att limmet inte drar ihop sig som en boll på ytan (jämför en vattendroppe på ett daggkåpeblad eller på en nyvaxad bil). 3. Det måste kunna övergå i fast form, stelna. 2

3 Attraktionen mellan materialets yta och limmet Hur uppstår då attraktionen mellan limmet och ytan som ska limmas? Man skiljer mellan två huvudtyper, mekanisk adhesion och specifik adhesion. Att ytorna limmas ihop genom mekanisk adhesion kan jämföras med hur ytorna i kardborreband hakar fast i varandra. Limmet tränger in i ojämnheterna i ytan och hakar fast då det stelnar. Det här är väsentligt vid limning av trä där ytorna är mycket ojämna. Specifik adhesion innebär att det uppstår någon form av kemisk bindning mellan ytorna. Det här kan ske på olika sätt. Materialets yta har egenskaper som gör att limmet dras till den, båda är polära (har positivt och negativt laddade ändor eller delar i molekylen). Elektroner diffunderar från limmet till ytan, det uppstår en skillnad i laddning som leder till elektrostatisk attraktion. Det bildas en fast lösning som består av limmolekyler (polymerer) och molekyler från ytan som diffunderat ut i limmet. Molekylerna har blandat sig med varandra och bildar en stelnad blandning. Det bildas en kemisk förening mellan limmolekylerna och molekyler i materialets yta. Limmet stelnar För att de limmade ytorna skall hållas ihop måste limmet stelna. Det kan ske enligt tre olika principer, dvs. genom 1. torkning : lösningsmedlet avdunstar 2. avkylning: det uppvärmda limmet svalnar och stelnar samtidigt 3. härdning: innebär vanligen någon form av kemisk reaktion. 3

4 Tillverka eget lim Redan för länge sedan kände människorna till flera olika sorters lim. Det går fortfarande bra att tillverka lim själv. Det enklaste är kanske att använda en kokt potatis som limstift för papper. Här nedan finns tre recept på lim. Testa limmet genom att limma papper, trä, metall (aluminiumfolie), plast. Hur länge tar det innan limmet torkar? Vad händer om limmet blir vått igen? Mjölklim Mjölklim passar bra att limma läder med. Man göra t ex nyckelring eller grepp till en dragked. Ingredienser: ½ dl fettfri mjölk 1 msk ättika ¼ tsk matsoda 1 msk vatten Värm mjölken t ex i mikron. Tillsätt ättikan och rör om. Mjölken klumpar sig. Samla ihop klumparna och krama ur vätskan och häll bort den. Tillsätt vatten och rör om så att klumparna går sönder. Tillsätt matsoda och rör om. Sätt lite matsoda till om blandningen fortfarande bubblar. Mjölklimmet är färdigt. Gelatinlim Förr kokade man lim av ben när man hade slaktat. Gelatin är gjort på samma sätt. Man kan därför göra lim av det. Gelatin används också i godis. Ingredienser: 1 tsk gelatinpulver ½ tsk socker ½ dl ljummet vatten Blanda gelatin och socker. Tillsätt vatten och rör om. Det tar några minuter för gelatinet att dra i sig vattnet. Sedan kan man limma papper, kartong och trä med limmet. 4

5 Fisklim Fiskskinn kan kokas till lim. När man kokat fisk kan man ta tillvara skinnen. Skär skinnen i bitar och lägg dem i en kastrull med vatten och koka ca 1h. Sila sedan bort skinnen och fortsätt att koka vätskan tills den blir tjockare. När vätskan svalnat är limmet klart. Det tål värme bra, men löser sig i vatten. Lite bakgrundsteori Mjölklim eller kaseinlim Mjölk innehåller ett protein som heter kasein. Kasein består av stora polära hopskrynklade molekyler med en negativt laddning utsida. Då man tillsätter en syra till mjölken klumpar kaseinmolekylerna ihop sig och faller ut genom att molekylernas negativa ytgrupper binds till vätejoner från syran och då minskar molekylens löslighet i vattnet (mjölk består ju till största delen av vatten). Detta händer också då mjölk surnar. För att undvika att fett följer med i fällningen bör man använda fettfri mjölk. Fettet påverkar limegenskaperna. Då man tillsätter matsoda, som är basisk, till kaseinklumparna och rör om vecklas de hopklumpade kaseinmolekylerna ut sig och deras polära ytgrupper kan binda sig både till andra kaseinmolekyler och till ytan på andra föremål med liknande egenskaper (polär yta). Kaseinet fungerar då som ett lim. Nackdelen med mjölklim är att den har dålig hållbarhet, är känslig för mikrober och torkar långsamt. Limmet lämpar sig inte heller för alla typer av ytor, dvs. fäster inte. Fördelen är att limmet inte är giftigt och att det är biologiskt nedbrytbart. Kasein används fortfarande industriellt. Av en liter fettfri mjölk får man 30 g kasein. Kasein används bl.a. till vissa konstnärsfärger och till bestrykning av en del finare papper. Läder får en skyddande och vattenavstötande hinna då de bestryks med kasein. Gelatinlim och fisklim I hudar och ben finns ett protein som kallas kollagen. Kollagenets uppgift i djurkroppen är att hålla ihop cellerna. Gelatin framställs främst av slaktavfall och består just av kollagen från hud och ben. Gelatin kan binda vatten men löser sig inte i vattnet utan bildar en gel med goda limegenskaper, pga att de stora kollagenmolekylerna har polära ytgrupper. Gelatinlim har t.ex. använts till bokbindning. På motsvarande sätt kan stärkelse, som ju har en liknande förmåga som gelatin att binda vatten utan att lösa sig i vatten, bilda en gel med goda limegenskaper. Stärkelsemolekylen är uppbyggd av ett stort antal glukosmolekyler, som alla har flera polära OH-grupper. 5

6 Litteratur: Kemilärarnas resurscentrum: En sida om lim Andersson S., Sonesson A. och Vannerberg N-G., (1999). Kemin i samhället. Liber. Umeå Universitet. Skolkemi: Tillverka papperslim: Göra lim av kasein: Kan man tapetsera med abborrar: 6