Lade Inhalt...

Kleben von Kunststoffen

von Nikolaj Nevmyvako (Autor)

Ausarbeitung 2013 30 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Kunststofftechnik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Historische Entwicklung
1.2 Der gegenwärtige Stand der Technik

2 Theoretische Grundlage der Klebstoffsysteme
2.1 Begriffe und Definitionen
2.2 Aufbau der Klebstoffe
2.3 Klassifizierung der Klebstoffe
2.3.1 Physikalisch abbindende Klebstoffe
2.3.1.1 Kontaktklebstoffe
2.3.1.2 Dispersionsklebstoffe
2.3.1.3 Schmelzklebstoffe
2.3.1.4 Diffusionsklebstoffe
2.3.2 Chemisch reagierende Klebstoffe
2.3.2.1 Polymerisationsklebstoffe
2.3.2.2 Polyadditionsklebstoffe
2.3.2.3 Polykondensationsklebstoffe
2.4 Vorteile und Nachteile des Klebens
2.5 Wirkung der Adhäsion und Kohäsion in einer Klebverbindung

3 Das Kleben von Kunststoffen
3.1 Klebeigenschaften von Kunststoffen
3.2 Verfahrenstechnischer Ablauf eines Klebprozesses
3.2.1 Vorbehandlung der Fügeteile
3.2.1.1 Physikalische Oberflächenvorbehandlung
3.2.1.2 Chemische Oberflächenvorbehandlung
3.2.1.3 Haftvermittler
3.2.2 Klebstoffvorbereitung
3.2.3 Das Auftragen des Klebstoffes
3.2.4 Ablüften und Anlösen
3.2.5 Fügen und Fixieren der Fügeteile
3.2.6 Abbinden der Klebschichten
3.3 Die Klebung beeinflussende Faktoren
3.4 Ausgewählte Anwendungsbereiche in der Industrie

4 Ausblick

Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Kunststoffe sind heute aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken, sie sind in nahezu allen Bereichen präsent. Gegenüber anderen Materialien besitzen sie enorme Vorteile und werden aus diesem Grund häufig eingesetzt.

Mit der rasanten Entwicklung im Bereich der Kunststoffverarbeitung nehmen auch die Anforderungen an die Fügetechnologie zu. Die klassischen Fügetechnologien wie Schrauben, Nieten, Löten und Schweißen verzeichnen jedoch bereits ein hohes technisches Niveau und besitzen zudem ihre bekannten Nachteile. Für die Anwendung der mechanischen Verfahren wie Nieten oder Schrauben müssen in die zu verbindenden Werkstücke Löcher gebohrt werden, die den Werkstoff also „verletzen“ und damit schwächen. Aus diesem Fügeverfahren resultierende Verbindungen ermöglichen zudem nur eine punktförmige Kraftübertragung. Bei thermischen Verfahren wie dem Schweißen kommt es in der Wärmeeinflusszone zu einer Veränderung der spezifischen Werkstoffeigenschaften. Demgegenüber gewinnt die Klebtechnik als modernes Fügeverfahren immer mehr an Bedeutung und verzeichnet ein hohes Entwicklungstempo. Kleben repräsentiert einen innovativen Fügeprozess, mit dem belastbare Verbindungen aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut werden können. Diese Verbindungen sind in der Lage, höhere statische und dynamische Belastungen innerhalb der geklebten Konstruktionen zu übertragen. Zudem lässt sich der Klebprozess automatisieren und eine im Allgemeinen kostengünstige Produktion erzielen.

Auf Grund der beschriebenen Bedeutung ist das Kleben von Polymerwerkstoffen interessant. Hierbei nehmen die thermoplastischen Kunststoffe eine zentrale Stellung ein. Aufgrund der geringen Dichte, des niedrigen Energieaufwands bei der Erzeugung, der vielseitigen und einfachen Formgebungseigenschaften und des relativ niedrigen Rohstoffpreises nimmt die Verwendung der Kunststoffe ständig zu. Zudem lassen sich die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften der Kunststoffe anwendungsgezielt modifizieren. Kleben von Kunststoffen ist daher heute in allen Bereichen ein unverzichtbares Fügeverfahren geworden, um gleiche oder unterschiedliche Materialien miteinander zu verbinden.

1.1 Historische Entwicklung

Aus den vorliegenden geschichtlichen Zeugnissen geht hervor, dass der Mensch schon seit vielen tausend Jahren unterschiedliche Klebstoffe benutzte, um damit Gegenstände zu verbinden. Dies wurde schon lange vor dem Schrauben, Nieten und Schweißen angewendet. Damit zählt die Klebtechnik zu dem ältesten Verbindungsverfahren der Menschheit. Birkenharz zählt zu den ersten Klebstoffen der Menschheit, es wurde aus der Birkenrinde gewonnen. Dieses nutzten die Menschen in der Jüngeren Steinzeit, um die Speer- und Beilspitzen zu fixieren. Die Mesopotamier verwendeten um 4000 v. Chr. natürlichen Asphalt (Erdpech) für ihre Tempelbauten. 3000 v. Chr. beherrschten die Sumerer die Herstellung von Leimen aus tierischen Häuten. Durch das Kochen der Tierhäute erhielten sie eine Art Glutinleim und nutzten diesen als Klebstoff, aber auch tierisches Blut und Eiweiß wurden verwendet. Hingegen verwendeten die Phönizier und Römer Fisch- und Knochenabfälle zur Herstellung von tierischen Leimen und verklebten damit Holz. Die Schiffbauer im Jahr 2000 v. Chr. nutzten Erdpech und Holzkohlenteer, um die Holzplanken zusätzlich zu verkleben und abzudichten. /Her-08/, /Sch-88/

Um etwa 1500 v. Chr. wurden in Ägypten mit Hilfe von pflanzlichen Leimen Holz und Stein geklebt. Die Abbildung 1-1 zeigt ein Relief aus der Zeit und skizziert die Herstellung von Möbeln mit Leim. Zudem entwickelte sich aus dem Leimkochen ein Beruf. Das von den Ägyptern entwickelte Leimverfahren wurde später von den Griechen und Römern aufgenommen. /Sch-88/

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 1–1 Holzklebung in Ägypten /Sch-88/

Die industrielle Entwicklung der Klebstoffe begann sich im 17. und 18. Jhd. zu entwickeln. 1690 wurde die erste Leimfabrik in Holland aufgebaut. Das erste Patent für Fischleim wurde 1754 in England erteilt. Ferdinand Sichel erfand 1889 den ersten gebrauchsfertigen pflanzlichen Leim. Die zunehmende Industrialisierung und die steigende Nachfrage nach pflanzlichen sowie tierischen Leimen haben zu einem enormen Aufschwung geführt. 1909 brach das Zeitalter der synthetisch hergestellten Klebstoffe an. Begünstigt wurde diese Entwicklung durch ein patentiertes Verfahren zur Phenolharz-Härtung von Leo Hendrik Baekeland. Fünf Jahre später wurde von Victor Rollett und Fritz Klatte das Polyvinylacetat patentiert, das erst in den 20er-Jahren kommerzielle Aufmerksamkeit erlangte. Es stellt heute noch den am vielfältigsten verwendeten synthetischen Rohstoff in der Klebstoffherstellung dar. Die Entwicklung von Kunststoffen lieferte auf der einen Seite eine Basis für synthetische Klebstoffe, auf der anderen Seite benötigten diese spezielle Klebstoffe. /Bro-05/

1932 entwickelte der Apotheker August Fischer den ersten gebrauchsfertigen, klaren Kunstharz-Klebstoff. Es war ein Alleskleber, der zuverlässig alle zur damaligen Zeit existierenden Materialien, sogar die ersten Kunststoffe wie Bakelit, verklebte.

/Uhu-32/

Ein entscheidender Durchbruch bei den Kunststoffverbindungen wurde durch die Produktion von anaeroben und Cyanacrylat-Klebstoffen in den 60er-Jahren erzielt. /Ind-13/

1.2 Der gegenwärtige Stand der Technik

In der industriellen Fertigung gewinnt die Klebtechnik mehr und mehr an Bedeutung. So sind in nahezu allen Bereich Kunststoffverbindungen präsent, hierfür steht ein breites Spektrum an Klebstoffen zur Verfügung.

Die Polarität (Kapitel 2.5) hat einen Einfluss auf die Klebqualität und kann durch geeignete Vorbehandlungsverfahren positiv beeinflusst werden. Oft jedoch lassen sich auch durch die Anwendung dieser Verfahren keine signifikanten Verbesserungen der Klebung erzielen. PVC und ABS zählen zu den einfach verklebbaren Kunststoffen. Hierbei wird die Eigenschaft der Löslichkeit der Polymere unter Einwirken von Lösemitteln oder lösemittelhaltigen Klebstoffen zum Verkleben ausgenutzt (Kapitel 2.3.1.4), wobei ABS oder Polymere mit erhöhtem polarem Anteil durch rein adhäsiv wirkende Klebstoffe gefügt werden können. Noch vor kurzem zählten Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) zu den nicht verklebbaren Kunststoffen. Heute lassen sich diese ohne spezielle Vorbehandlung der Oberfläche durch spezielle Klebstoffe fügen und dabei beachtliche Festigkeiten erzielen.

Werkstoffe und ihre Anwendung bestimmen die Auswahl der geeigneten Klebstoffe. In der Praxis erfolgt die Auswahl im Allgemeinen in Zusammenarbeit mit dem Klebstoffhersteller. Eine Hilfestellung bei der Suche nach geeignetem Klebstoff kann auch eine Klebstofftabelle leisten. Solch eine Tabelle beinhaltet eine Empfehlung für Klebstoffe für bestimmte Kunststoffkombinationen. Da die Basiswerkstoffe durch die Zugabe von Additiven oder Komponenten modifiziert werden, müssen im Rahmen der Klebstoffauswahl einige Vorversuchsreihen ablaufen, und das geeignete Klebsystem zu finden. /DVS-12/

Durch die fortschreitende Entwicklung in der Polymerchemie lassen sich gezielt Klebstoffe aufbauen, die mit organischen und anorganischen Materialien eine feste Verbindung eingehen. So lassen sich heute fast alle Kunststoffe kleben. Um die geklebten Konstruktionen umweltbewusst zu recyceln, wird in jüngster Zeit an Klebverbindungen geforscht, die sich unter bestimmten Bedingungen lösen lassen. /Dom-08/,/Bro-05/

2 Theoretische Grundlage der Klebstoffsysteme

2.1 Begriffe und Definitionen

Das Kleben zählt, neben dem Löten und Schweißen, zu den stoffschlüssigen Fügeverfahren. Es beschreibt die Herstellung von Verbindungen zwischen homogenen oder heterogenen Werkstoffkombinationen auf Basis von Klebstoffen. Die so zustande kommende Klebverbindung überträgt die einwirkenden Kräfte innerhalb der geklebten Fügeteile. /Hab-95/

In der DIN EN 923 wird der Klebstoff als ein nichtmetallischer Werkstoff definiert, der Werkstücke durch Oberflächenhaftung (Adhäsion) und innere Festigkeit (Kohäsion) verbindet, ohne dabei das Gefüge der Werkstoffe wesentlich zu verändern. Im Kapitel 2.5 wird auf die Adhäsion und Kohäsion näher eingegangen, und im anschließenden Kapitel werden die wesentlichen Bestandteile der Klebstoffe aufgezeigt.

Die Abbildung 2-1 veranschaulicht eine Klebverbindung mit den dazugehörigen Begrifflichkeiten der Klebtechnik. Dabei beschreibt der Begriff Fügeteil einen zu verbindenden Werkstoff (Fügeteil 1), der durch das Kleben an der Klebfläche mit einem anderen Werkstoff (Fügeteil 2) gefügt werden soll. Die Klebfuge ist ein Zwischenraum zwischen zwei Klebflächen, der durch eine Klebstoffschicht ausgefüllt ist. Die Grenzschicht in einer Klebverbindung kennzeichnet einen Bereich, der zwischen Klebschicht und der Fügeteiloberfläche liegt. In diesem Bereich wirken die Adhäsionskräfte. Im Hinblick auf den Klebprozess beschreibt die Topfzeit, auch Gebrauchsdauer genannt, ein Zeitintervall, in dem ein Klebstoff verarbeitet werden muss, da sonst die Aushärtung eintritt. Abbinden oder auch Aushärten sind physikalische oder/und chemische Reaktionen, die nach dem Vereinigen der Fügeteile zu einer Festigkeit der Klebverbindung führen. /Hab-08/

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 2–1 Darstellung einer Klebverbindung /Rol-13/

2.2 Aufbau der Klebstoffe

Auf Grund des chemischen Aufbaus der Klebstoffe zählen diese zu den organischen Verbindungen und sind dadurch sehr eng mit den Kunststoffen verwandt. Der Kohlenstoff nimmt eine zentrale Stellung im Klebstoffaufbau ein. Er ist in der Lage, mit sich selbst und auch mit einer Vielzahl anderer Elemente eine Verbindung einzugehen. Jedes Kohlenstoffatom besitzt vier Valenzelektronen, die es ihm erlauben, eine Bindung mit sich selbst oder mit anderen Elementen einzugehen. Die Anzahl der frei verfügbaren Valenzelektronen und damit die Bindungsmöglichkeit der einzelnen Elemente ist jedoch durch ihren atomaren Aufbau vorgegeben. Es existieren über 1 Million verschiedene organische Verbindungen, die sich vor allem aus den Elementen Kohlen-, Wasser-, Sauer- und Stickstoff zusammensetzen. Zu diesen organischen Verbindungen zählt auch der weitaus größte Teil der Klebstoffsysteme, die heute in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen. Die chemischen Reaktionen, die die ausbildende Klebschicht erzeugt, führen zu organischen Polymerverbindungen. Die daraus resultierende Molekülstruktur kann je nach Aufbau die Eigenschaften der Klebschichten weitreichend bestimmen. /Hab-12/, /Hab-08/

2.3 Klassifizierung der Klebstoffe

Wie aus der geschichtlichen Darstellung in Kapitel 1.1 hervorgeht, basierten die ersten Klebstoffe auf natürlichen Rohstoffen, und erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts begann mit der Erfindung des Verfahrens zur Phenolharz-Härtung die Synthetisierung der Rohstoffe. Auf Grund ihrer Modifizierbarkeit basieren heute alle dominierenden Klebstoffe auf synthetischen Rohstoffen. Die Klebstoffe unterscheiden sich im Wesentlichen durch Eigenschaften wie Verarbeitung, Festigkeit oder Temperatur- und Medienbeständigkeit. Nachfolgend werden die Klebstoffe entsprechend dem Abbinde- und Aushärtungsmechanismus differenziert. Diese Aufteilung entspricht einer gebräuchlichen Vorgehensweise, da eine systematische und verbindliche Klassifizierung der Klebstoffe bis heute nicht existiert. /DVS-12/

2.3.1 Physikalisch abbindende Klebstoffe

Physikalische Abbindung beschreibt den Übergang des Klebstoffs vom niedrigviskosen in einen Feststoff. Der beschriebene Übergang wird durch die physikalischen Vorgänge wie Verdampfung, Erstarrung aus Schmelzen oder Diffusionsvorgänge, ohne dabei die polymeren Komponenten im chemischen Sinne zu modifizieren, erreicht. /Bro-05/

2.3.1.1 Kontaktklebstoffe

Bei den Kontaktklebstoffen handelt es sich um eine Lösung, die sich im Allgemeinen aus Elastomeren, Harzen und organischen Lösemitteln zusammensetzt. Dabei bilden die Elastomere, die sowohl aus natürlichen als auch synthetischen Rohstoffen bestehen, den Grundstoff der Kontaktkleber. Das Lösemittel versetzt die polymeren Komponenten in einen niedrigviskosen Zustand, wodurch diese eine optimale Verbindung mit der Werkstoffoberflächenstruktur eingehen können. Der Klebstoff wird im Rahmen des Verarbeitungsprozesses beidseitig auf die zu fügenden Werkstoffoberflächen aufgetragen. Das eigentliche Fügen der Bauteile erfolgt nicht wie bei den klassischen lösungsmittel- oder dispersionshaltigen Klebstoffen sofort nach dem Aufbringen des Klebstoffes, sondern generell erst dann, wenn sich das enthaltene Lösungsmittel im Klebstoff größtenteils verflüchtigt hat. Wobei auch das einseitige Auftragen des Klebstoffes bei lösemitteldurchlässigen Werkstoffen durchgeführt werden kann. Nachdem der Klebstoff auf beiden Oberflächen einen trockenen Klebstofffilm entwickelt hat, werden diese Oberflächen unter möglichst hohem Anpressdruck eine gewisse Zeitspanne aneinandergepresst. Durch diesen Vorgang erhalten die Polymere die Möglichkeit, ineinander zu diffundieren und zu verschlaufen. Eine anschließende Korrektur der Verbindung ist nicht mehr möglich. Die daraus resultierende sofortige Anfangsfestigkeit ist eine wesentliche Eigenschaft dieser Klebstoffe. Einen entscheidenden Einfluss auf die Festigkeit nimmt dabei nicht die Anpressdauer, sondern viel entscheidender ist der Anpressdruck. Die so erhaltene Anfangsfestigkeit erlaubt eine sofortige Belastung bzw. Bearbeitung der verklebten Teile direkt nach dem Fügen. Der klassische Kontaktklebstoff beinhaltet bis zu 80 Prozent Lösungsmittel. Heute werde diese durch die umweltfreundlichen Dispersionsklebstoffe, welche in Wasser gelöst werden, zunehmend ersetzt.

/Onu-08/, /DVS-12/

2.3.1.2 Dispersionsklebstoffe

Die Bindemittel dieser Klebstoffe verteilen sich als feste Partikel im Wasser. Auf Grund dieser Verteilung liegt eine wässrige Dispersion vor. Nicht immer kommen die Dispersionsklebstoffe komplett ohne Lösungsmittel aus, so liegt der Lösungsmittelanteil bei diesen Klebstoffen zwischen 0 und 10 Prozent. Die verschiedensten Kunst- und Naturharzkomponenten werden als Bindemittel eingesetzt und entsprechen somit im Wesentlichen denselben Bindemitteln, wie sie bei den lösungsmittelhaltigen Klebstoffen angewendet werden. Bei dem Klebprozess wird der Klebstoff einseitig auf die zu verklebenden Oberflächen aufgetragen und anschließend gefügt. Nun beginnt die wässrige Dispersion zu verdunsten und abzuwandern, dabei bildet sich ein Klebfilm, der die beiden Oberflächen verbindet.

Die Vorteile dieser Klebsysteme liegen vor allem in der Verwendungsmöglichkeit von Wasser als billiges, nicht brennbares und nicht toxisches Lösungsmittel. Bei den Dispersionsklebstoffen existiert auch eine Kontaktklebstoffvariante. Im Vergleich zu den klassischen lösungsmittelbasierenden Kontaktklebstoffen besitzt die wasserbasierende Alternative eine geringe Anfangshärte sowie eine deutlich längere Trocknungszeit der Klebstoffschicht. Die Dispersionsklebstoffe werden hauptsächlich beim Kleben von großflächigen Verbundsystemen und insbesondere bei flexiblen Fügeteilwerkstoffen eingesetzt. Sie werden beispielhaft im Bereich der Folienherstellung zum Mehrschichtenaufbau aus Aluminium- und Kunststofffolien mit oder ohne Papierlagen angewendet. Im Rahmen dieser Anwendung wird das Flexibilitätsverhalten der Klebverbindung an das der Fügeteile angepasst.

/Hab-08/

2.3.1.3 Schmelzklebstoffe

Schmelzklebstoffe, auch als Hotmelts bezeichnet, nehmen bei Raumtemperatur eine feste einkomponentige Form ein, werden unter Einwirkung von Wärme auf einen niedrigviskosen Zustand gebracht und anschließend verarbeitet. Im Einzelnen wird die heiße Klebstoffschmelze auf die zu verklebende Oberfläche aufgetragen und sofort innerhalb der Verarbeitungszeit gefügt. Mit der Abkühlung der Klebstoffschmelze und der damit einhergehenden Erstarrung des Klebstoffs nimmt die Verbindung eine Festigkeit an und ist damit funktionsfähig. Mit diesem Klebsystem lassen sich in den Produktionsprozessen sehr schnelle Taktzeiten realisieren und auch eine unmittelbare Weiterverarbeitung des Werkstoffverbundes. Die Verarbeitung dieser Klebstoffe ist nur mit Hilfe von speziellen Geräten möglich. In der Praxis existieren hierfür unterschiedliche Lösungen. Vorzugsweise werden Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate (EVA) oder Polyamid (PA) als Bindemittel verwendet. Mit diesem Klebsystem werden vor allem massive Kunststoffe verklebt. Die geringe Wärmeleitfähigkeit hat eine geringe Kühlgeschwindigkeit zur Folge. Neben den hier vorgestellten physikalisch abbindenden Schmelzklebstoffen, die auf Thermoplasten gründen, existieren auch solche, die über eine chemische Nachvernetzung Duroplaste ausbilden. /Hab-08/, /DVS-12/

2.3.1.4 Diffusionsklebstoffe

Hierbei handelt es sich um einen lösungsmittelbasierten Klebstoff bzw. Klebstofflösung. Die Lösung wird dazu verwendet, um dieselben oder artgleiche Polymere, die auch in der Lösung enthalten sind, zu verkleben. Dabei wird die Klebstofflösung beidseitig auf die zu verklebenden Oberflächen aufgetragen und innerhalb der Verarbeitungszeit gefügt. Durch das Lösungsmittel wird ein Quell- und Löseprozess an den Oberflächen der Fügeteile ausgelöst. Dieser Prozess führt zu einer erhöhten Bewegung der Polymermoleküle, sodass diese ineinander diffundieren und damit nach dem Entweichen des Lösungsmittels eine arteigene Klebschicht ausbilden. Dieses Klebsystem nutzt die Eigenschaft von Kunststoffen, sich in organischen Flüssigkeiten vollständig aufzulösen, zum Kleben aus. Auf Grund der Arbeitsplatz- und Umweltbelastung, die aus solchen lösungsmittelbasierenden Systemen hervorgeht, werden diese immer seltener eingesetzt. Unabhängig von dieser Entwicklung werden sie immer noch zum Verkleben von Polyvinylchlorid (PVC)-Rohren, -Platten, aber auch Polymethylmethacrylat (PMMA)-Bauteilen oder
-Platten verwendet. /DVS-12/, /Ehr-04/

2.3.2 Chemisch reagierende Klebstoffe

Die Klasse der chemisch reagierenden Klebstoffe besteht in ihrer Ausgangsform aus niedermolekularen Komponenten, diese wiederum beinhalten chemisch reaktive Gruppen. Diese Gruppen können unter bestimmten Bedingungen miteinander reagieren. Tritt die Bedingung ein, so resultiert aus der Reaktion ein polymerer Stoff mit hoher Molekularmasse und erhöhter mechanischer Widerstandsfestigkeit. /Ro-05/

2.3.2.1 Polymerisationsklebstoffe

Polymerisationsklebstoffe besitzen im Ausgangsmonomer eine oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen im Molekül. Durch die Polymerisation richten sich diese Doppelbindungen auf und ermöglichen somit eine Aneinanderreihung der Moleküle zu einem Polymer mit thermoplastischen Eigenschaften. Dieser Prozess wird durch geeignete Katalysatoren, Radikale oder durch die ultravioletten Strahlen in Gang gesetzt und endet mit der Aushärtung der Klebschicht. Diese Klebstoffe eignen sich insbesondere für das Verkleben von Thermoplasten, die ein Anlöseverhalten unter Anwendung von Lösungsmitteln aufzeigen. Kurze Aushärtungszeiten und hohe Festigkeit kennzeichnen diese Klebstoffverbindung.

Im Hinblick auf die Reaktionsart wird zwischen Ein- und Zweikomponenten-Polymerisationsklebstoffen differenziert. Bei den Einkomponenten-Systemen liegen die Monomere in einer stabilisierten Form vor. Die Polymerisation wird erst während des Klebstoffauftrags ausgelöst. Dabei können Spuren von Feuchtigkeit oder Metallionen bei gleichzeitigem Ausschluss von Sauerstoff den Polymerisationsprozess in Gang setzen. Zu den feuchtigkeitshärtenden Klebstoffen zählt das Cyanacrylat, auch unter dem Namen Sekundenkleber bekannt. Unter Sauerstoffausschluss und in Verbindung mit Metallionen reagieren die sogenannten anaeroben Klebstoffe. Allerdings werden diese Klebstoffe bevorzugt für Metallverbindungen angewendet, wobei durch die Anreicherung der geeigneten Aktivatoren hiermit auch Kunststoffe geklebt werden können.

Bei dem Zweikomponenten-System wird der Härteprozess durch die gleichzeitige Zugabe von Radikalen erreicht. Hierbei wird auf die Oberfläche der Fügeteile ein aus zwei Komponenten bestehender Klebstoff aufgetragen, wobei die Komponenten kurz vor dem Auftragen vermischt werden. Der Methacrylatklebstoff zählt zu solch einem Klebsystem. /Hab-08/

2.3.2.2 Polyadditionsklebstoffe

Durch die Addition von zwei verschieden aufgebauten Komponenten resultiert aus der Reaktion dieser Komponenten eine Klebschicht. Die Reaktion setzt nur ein, wenn die Komponenten in einem reaktionsfähigen Zustand aufeinandertreffen. Innerhalb der Reaktion lagern sich die verschiedenen reaktiven monomeren Moleküle bei zeitgleicher Wanderung eines H-Atomes von der einen Komponente zu der anderen. Die Vorteile solcher Klebsysteme liegen in der geringen Volumenänderung, zudem erreichen sie im Vergleich zu den Polymerisationsklebstoffen eine verbesserte Reaktionsgeschwindigkeit. Die wichtigste Basis der Polyadditionsklebstoffe bilden die Epoxidharze und das Polyurethan. Hierbei existieren ebenfalls Ein- und Zweikomponenten-Systeme. Die Einkomponenten-Systeme können schon innerhalb der Raumtemperatur aushärten, wohingegen die Zweikomponenten-Systeme eine erhöhte Temperatureinwirkung zum Aushärten benötigen. /Hab-08/

[...]

Autor

  • Nikolaj Nevmyvako (Autor)

Teilen

Zurück

Titel: Kleben von Kunststoffen