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
Inhaltsverzeichnis
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
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Studienarbeit befasst sich mit dem Fügeverfahren Kleben von Kunststoffen, wobei das primäre Ziel darin besteht, die theoretischen Grundlagen der Klebtechnologie zu vermitteln und den verfahrenstechnischen Ablauf eines Klebprozesses detailliert darzustellen, um die für eine erfolgreiche und belastbare Klebverbindung notwendigen Faktoren zu beleuchten.
- Grundlagen der Klebstoffchemie und -klassifizierung
- Physikalische und chemische Mechanismen der Adhäsion und Kohäsion
- Spezifische Klebeigenschaften und Herausforderungen bei Polymerwerkstoffen
- Systematik der Vorbehandlung und des industriellen Klebprozesses
- Einflussfaktoren auf die Langzeitbeständigkeit von Klebverbindungen
Auszug aus dem Buch
3.2.1 Vorbehandlung der Fügeteile
Die Forderung an die Beschaffenheit der Oberfläche ist in Anbetracht der wirkenden Mechanismen bei der Verklebung der Fügeteile von enormer Wichtigkeit, stellt sie doch eine Voraussetzung für eine qualitative und beständige Klebverbindung dar. Doch diese Oberflächen, welche der normalen Atmosphäre schutzlos ausgesetzt sind, weisen durch die Adsorption verursachte Verunreinigungen auf. Um ein optimales Klebergebnis zu erreichen, ist es notwendig, diese vor dem Klebauftrag zu beseitigen. Zudem wird durch ein spezielles Verfahren bei unzureichender Benetzung die Oberfläche modifiziert oder durch einen Haftvermittler realisiert.
Grundsätzlich sollte nach jeder Oberflächenvorbehandlung die Durchführung der Klebung entweder direkt erfolgen oder in einem möglichst kurzen Zeitintervall, da sich sonst wieder Verunreinigungen einschleichen können. In Bild 3-4 wird die Wichtigkeit der Oberflächenvorbehandlung unterstrichen. Es zeigt doppelt überlappte Probekörper aus schlagfestem Polystyrol, diese wurden durch die gegebenen Verfahren vor der Klebung behandelt. Im Anschluss wurde dann die Druckscherfestigkeit der Verbindung gemessen. Es wird deutlich, dass durch das Beizen das beste Ergebnis erzielt wurde.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel erläutert die wachsende Bedeutung der Klebtechnik als modernes, innovatives Fügeverfahren und skizziert die historische Entwicklung sowie den aktuellen Stand der Technik.
2 Theoretische Grundlage der Klebstoffsysteme: Es werden zentrale Begriffe definiert, der Klebstoffaufbau beschrieben und eine Klassifizierung der Systeme anhand ihrer Abbinde- und Aushärtungsmechanismen vorgenommen, ergänzt durch eine Analyse von Adhäsion und Kohäsion.
3 Das Kleben von Kunststoffen: Dieses Kernkapitel analysiert die spezifischen Klebeigenschaften von Kunststoffen, erläutert detailliert den verfahrenstechnischen Ablauf des Klebens von der Vorbehandlung bis zum Abbinden und zeigt industrielle Anwendungsbereiche auf.
4 Ausblick: Der Ausblick fasst das Potenzial der Klebtechnologie als Fügeverfahren des 21. Jahrhunderts zusammen und betont ihre Unverzichtbarkeit für moderne, wirtschaftliche Verbundsysteme.
Schlüsselwörter
Klebtechnik, Kunststoffe, Adhäsion, Kohäsion, Fügeverfahren, Oberflächenvorbehandlung, Klebstoffsysteme, Polymerwerkstoffe, Benetzung, Klebverbindung, Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation, Prozessparameter, industrielle Anwendung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Studienarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema "Kleben von Kunststoffen" und bietet einen fundierten Einblick in die damit verbundenen technischen Herausforderungen und Prozessschritte.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die Schwerpunkte liegen auf den chemischen Grundlagen der Klebstoffsysteme, den physikalischen Bedingungen der Haftung (Adhäsion/Kohäsion) sowie der praktischen verfahrenstechnischen Umsetzung in industriellen Anwendungen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, ein umfassendes Verständnis für die Klebtechnologie im Kontext von Kunststoffen zu schaffen, um eine qualitativ hochwertige und beständige Klebverbindung zu gewährleisten.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturrecherche und der systematischen Aufarbeitung der theoretischen und verfahrenstechnischen Grundlagen der Klebtechnik.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen der Klebstoffsysteme, die spezifischen Klebeigenschaften von Kunststoffen sowie eine detaillierte Beschreibung des gesamten Klebprozesses.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Die wichtigsten Begriffe umfassen Klebtechnik, Adhäsion, Kohäsion, Oberflächenvorbehandlung, Kunststoffverarbeitung und industrielle Klebprozesse.
Warum ist die Oberflächenvorbehandlung bei Kunststoffen so entscheidend?
Da viele Kunststoffoberflächen durch Umweltfaktoren verunreinigt sind oder eine geringe Oberflächenenergie aufweisen, ist eine Modifizierung zwingend erforderlich, um eine ausreichende Benetzung und damit Haftung zu ermöglichen.
Wie unterscheidet sich die Klebbarkeit verschiedener Kunststofftypen?
Die Klebbarkeit hängt stark von der Polarität und Löslichkeit der Kunststoffe ab; während polare Kunststoffe oft besser klebbar sind, stellen unpolare Materialien wie Polyethylen oder Polypropylen höhere Anforderungen an die Vorbehandlung.
- Arbeit zitieren
- Nikolaj Nevmyvako (Autor:in), 2013, Kleben von Kunststoffen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/233665
