Klebstoff

Was ist Klebstoff?

Klebstoffe sind Materialien, die verwendet werden, um Stoffe mit Stoffen zu verbinden.

Es gibt verschiedene Arten von Klebstoffen, die je nach dem zu verbindenden Material, der Temperatur, bei der sie verwendet werden und der Aushärtungszeit ausgewählt werden. Auch die Bedingungen, unter denen Klebstoffe aushärten, sind unterschiedlich.

So variieren die Aushärtezeiten je nach Temperatur- und Feuchtigkeitsunterschieden zum Teil erheblich. Neben den allgemein bekannten Einkomponentenklebstoffen gibt es auch Zweikomponentenklebstoffe, die durch Mischen von Haupt- und Härter aushärten.

Anwendungen von Klebstoffen

Die Hauptanwendung von Klebstoffen ist das Zusammenfügen von Gegenständen. Durch die Wahl des richtigen Klebstoffs für die jeweilige Anwendung und das jeweilige Objekt kann eine Vielzahl von Materialien miteinander verbunden werden, darunter Metall, Kunststoff, Holz, Glas, Keramik, Stein, Papier, Gewebe, Leder, Gummi und Schaumstoff.

Gängige Anwendungen sind der Maschinen- und Fahrzeugbau, das Baugewerbe, die Elektronikindustrie, die Luft- und Raumfahrtindustrie und die Herstellung medizinischer Geräte. Sie können auch bei Heimwerker- und Reparaturarbeiten sowie bei der Herstellung von Kunsthandwerk verwendet werden.

Funktionsweise von Klebstoffen

Zur Funktionsweise von Klebstoffen gehören mechanische, chemische und physikalische Wechselwirkungen:

• Mechanische Wechselwirkung
  Der Klebstoff dringt in die Poren und Täler der Materialoberfläche ein, wo er aushärtet und sich verformt.
• Chemische Wechselwirkung
  Die Verklebung erfolgt durch chemische Reaktionen, bei denen der Klebstoff und das zu verklebende Objekt Elektronen zwischen den Atomen austauschen, d. h. kovalente Bindungen eingehen.
• Physikalische Wechselwirkung
  Der Klebstoff wird durch zwischenmolekulare Kräfte verbunden, die auch als intermolekulare Kräfte oder Van-der-Waals-Kräfte bezeichnet werden und entstehen, wenn sich der Klebstoff und das zu verklebende Objekt auf atomarer Ebene einander annähern.

Klebstoffe erfüllen ihre Funktion durch eine oder eine Kombination dieser drei Wechselwirkungen. Verunreinigungen auf der Oberfläche des Objekts wie z. B. Schmutz oder Öl, können die Haftung verhindern, weshalb die Oberfläche vor dem Verkleben gereinigt werden muss.

Arten von Klebstoffen

Klebstoffe lassen sich nach ihrer Zusammensetzung, ihrer Form, ihrem Aushärtungsprinzip und ihrer Anwendung einteilen. Die folgenden Fälle werden nach dem Aushärtungsprinzip unterschieden:

1. Trockenhärtende Klebstoffe

Hierbei handelt es sich um Klebstoffe, bei denen die feste Klebstoffkomponente in einem Lösungsmittel gelöst ist. Wenn das Lösungsmittel aus dem Klebstoff verdampft, verfestigt sich der Klebstoff und die Gegenstände werden miteinander verbunden. Im Allgemeinen sind trocken abbindende Klebstoffe relativ preiswert und einfach zu verwenden, haben aber den Nachteil eines starken Lösungsmittelgeruchs, wenn organische Lösungsmittel verwendet werden.

Eine weitere Art von trocken abbindenden Klebstoffen sind Holzklebstoffe. Es handelt sich dabei um eine Emulsion von Vinylacetatharz auf Wasserbasis, deren Aushärtung länger dauert, weil das Lösungsmittel Wasser ist, die aber den Vorteil hat, dass sie geruchsarm und umweltfreundlich ist.

2. Reaktionshärtende Klebstoffe

Hierbei handelt es sich um Klebstoffe, bei denen eine chemische Reaktion abläuft, wenn der Klebstoff aus dem Behältnis entnommen, auf den Gegenstand aufgetragen und geklebt wird, wodurch der Klebstoff aushärtet und Klebkraft entwickelt. Beispiele sind Zweikomponenten-Epoxidklebstoffe, Einkomponenten-Epoxidklebstoffe und Cyanacrylatklebstoffe, die auch als Sekundenklebstoffe bekannt sind.

Zweikomponentenklebstoffe sind sehr lagerstabil, da die Aushärtungsreaktion durch Vermischen von Haupt- und Härter eingeleitet wird. Hingegen können wärme- und feuchtigkeitshärtende Klebstoffe wie Cyanacrylat durch sommerliche Hitze oder Feuchtigkeitsaufnahme im Gebinde eine Aushärtungsreaktion erfahren, so dass auf die Lagerumgebung geachtet werden muss.

3. Lichthärtende Klebstoffe

Lichthärtende Klebstoffe sind Klebstoffe, die durch Licht aushärten. Durch die Bestrahlung mit UV- oder anderem Licht werden reaktive Radikale und Ionen erzeugt, die die Polymerisation des Monomers einleiten und den Klebstoff aushärten. In dem Sinne, dass sie durch eine chemische Reaktion aushärten, können sie auch als reaktionshärtende Klebstoffe bezeichnet werden.

UV-härtende Klebstoffe werden zum Verkleben kleinster Teile in elektronischen und optischen Geräten verwendet. Neben UV-Licht können auch sichtbares Licht und Elektronenstrahlen Reaktionen in lichthärtenden Klebstoffen auslösen.

4. Heißschmelzklebstoffe

Schmelzklebstoffe werden durch Erhitzen geschmolzen, um Objekte miteinander zu verbinden, und härten dann durch Abkühlen aus, um eine Verbindung zu bilden. Diese Methode hat den Vorteil einer hohen Produktivität aufgrund der kurzen Zeit, die zum Auftragen und Aushärten des Klebstoffs benötigt wird. Außerdem gilt sie als umweltfreundlich, da sie keine Lösungsmittel enthält.

Schmelzklebstoffe sind je nach Form des Klebstoffs in stäbchenförmiger, körniger und filmischer Form erhältlich. Schmelzklebstoffe in Stiftform sind in der Regel kostengünstig und einfach in der Anwendung. Granulat- und Folienschmelzklebstoffe hingegen erfordern den Einsatz von Spezialgeräten und sind relativ teuer, bieten aber eine höhere Klebegenauigkeit.