Klebstoffe

Klebstoffe


Definition:
"Nichtmetallischer Stoff, der Fügeteile durch Flächenhaftung und innere Festigkeit (Adhäsion und Kohäsion [...]) verbinden kann." (DIN 16920)

Adhäsion entsteht weil...


spezifische Adhäsion
• sich van - der - Waals - Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Klebstoff und Fügeteil ausbilden oder (thermodynamisch betrachtet) Klebschicht und Fügeteil unterschiedliche Oberflächenenergieen haben (Adsorptionstheorie)
• sich zwischen Klebstoff und Fügeteil chemische Bindungen ausbilden (Chemisorptionstheorie)
• der Klebstoff in Unebenheiten des Fügeteils eindringt und sich beim Härten fest damit verklammert (mechanische Adhäsion)
• Klebstoffmoleküle in das Fügeteil diffundieren (Auto(ad)häsion)
• Luftbläschen zwischen dem Klebstoff und dem Fügeteil beim Härten eingeschlossen werden. Beim Auseinanderziehen vergrößern sich die Bläschen, ein Unterdruck entsteht, der die Adhäsion bewirkt

Kohäsion wird durch...
• mechanische Stabilität der chemischen Bindungen erzielt
• den Polymerisationsgrad bestimmt (log (Zugfestigkeit) ~ Polymerisationsgrad )

Aufbau von Klebstoffen
Klebstoffe sind grundsätzlich Polymere.
Natürliche Klebstoffe: Grundstoffe sind Stärke, Proteine, Cellulose - Ether und - Ester, Gummi, Harze[1]
Künstliche Klebstoffe: • mit Kunststoffen sehr eng verwand, wobei nur Thermoplaste und Duromere für leistungsfähigere Klebstoffe geeignet sind
• Einsatz von Homo - und Copolymere
• funktionelle Gruppen: Hydroxy -, Amino -, Carboxyl -, Carbonyl -, Cyan -, Merkapto - ( - SH), Chlorid -, - Vinyl -, Allyl - ( - CH₂ - CH=CH₂), Isocyanat - ( - N=C=O), Epoxid - (
) Gruppe

Abbindemechanismen
• physikalisch: in Lösung: a) Lösungsmittel verdunstet während des Abbindens
- Adhäsionsklebstoffe (z.B. "Alleskleber")
Grundstoffe: Kautschuke[2], Nitrocellulose, PVC, Polyacrylate
- anlösende Klebstoffe
b) Lösungsmittel verdunstet vor dem Abbinden (z.B. Kontakt - [3], Haftklebstoffe[4])
lösungsmittelfrei: Plastisol - oder Schmelzklebstoffe
Grundstoffe: PVC, Ethylen - Vinyl - Copolymere
• chemisch: Bildung von Polymeren und teilweise Reaktionen mit der Fügeteiloberfläche oder durch Vulkanisation

Anwendungen
z.B. im Maschinenbau, Konsumartikel, Bau, Verpackungen, Medizin, Luft - und Raumfahrt
Buchbinden: Polyvinylacetat (mit Weichmachern)
Briefumschläge: Dextrin - Leime
Verpackungen: Stärke, Dextrin, Polyvinylalkohole, Polyvinylacetat, Kautschuke,
Kunststoffe: Polyurethane, PVC, meist Lösungsmittel
Holz: Polyvinylacetat, Resorcin - oder Melamin - Harze, Diisocyanate, Harnstoff
Schuhe: Kautschuke, Polyacrylate, Polyvinylacetat
Elastomere: halogenierte Polymere (Kleben durch Vulkanisation!)

Beispiele für Klebstoffe:

Polybenzimidazole: (z.B. Raketenbau)





Polyacrylate:


Klebstoff (z.B. tesa® - Film): R = (CH₃)₄
Kunststoff (z.B. Plexiglas): R = CH₃



Cyanacrylat: (z.B. Sekundenkleber: OH^- - Ionen aus Luftfeuchtigkeit)








Quellen: Facharbeit, "Kleben mit Luft" (SZ, 16.02.1999, S. V2/11)
[1] Harze: Feste, harte bis weiche, polymere Stoffgemische, die meist nicht kristallin sind und einen Schmelz - und Erweichungsbereich haben. Sie sind in organischen Substanzen löslich.
[2] v.a. Styrol - Butadien - und Styrol - Isopren - Blockpolymere, Chloroprenkautschuk, Nitrilkautschuk und Butylkautschuk
[3] Kontaktklebstoff: scheinbar trockener Klebstoff(film), der unter Druckeinwirkung arbeitet
[4] Haftklebstoff: Klebstoff, der nach beliebiger Zeit unter geringem Druck haftet und auch nach dem Trocknen klebrig bleibt

448 Worte in "deutsch"  als "hilfreich"  bewertet