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Unter Kleben versteht man das Verbinden von Fügeteilen mit einem Klebstoff ( umgangssprachlich: Kleber). Die Verbindung wird durch die Adhäsion des Klebers an der Oberfläche der Werkstücke und der Kohäsion im inneren des Klebers erzielt.
Die Adhäsion ist das Haften des Klebers an der Oberfläche des Fügeteiles. Innerhalb eines festen Stoffes sind die Bindungskräfte zwischen den Molekülen ausgeglichen. Am Rand dagegen liegen mehr oder weniger Bindungen frei. Wenn ein anderer Stoff nahe genug herankommt kann er in den Wirkbereich dieser Kräfte gelangen.
Bindungen in einem festen Körper.
Der Wirkbereich dieser Adhäsionskräfte liegt weit unter einem Mikrometer. Da Oberflächen jedoch Rauhtiefen aufweisen, können diese Kräfte ohne ein Verbindungsmittel - den Klebstoff - kaum wirksam werden.
Der Klebstoff muss also sehr dicht an die Moleküle der Fügeteile gelangen - er soll sie gut benetzen. Aber nicht jeder Stoff lässt sich gleich gut mit einer Flüssigkeit benetzen, da diese Eigenschaft von der Oberflächenenergie der Stoffe abhängt.
Eine Flüssigkeit benetzt einen festen Körper nur dann, wenn ihre Oberflächenenergie gleich oder kleiner der des festen Stoffes ist.
Voraussetzung für eine gute Adhäsion ist zum einen eine sehr saubere Oberfläche, frei von Fett, Staub und dergleichen, zum anderen eine gute Benetzung mit dem Klebstoff. Um eine gute Verklebung der Fügeteile zu erhalten müssen die Oberflächen vorbereitet werden und die richtige Kombination von Fügeteil und Kleber ausgewählt werden.Benetzung eines Stoffes:
I = sehr gut
II = gute
III = schlecht
IV = keineBeispiele einiger Werte der Oberflächenenergie von Kunststoffen1
Material Kurzzeichen Oberflächenenergie
[alt: dyn/cm]
[neu: mN/m]Polyetheretherketon PEEK 46 Polyamid 6.6 PA 6.6 46 Polymethylmethacrylat PMMA 33 ... 44 Polyamid PA 43,0 Polyvinylchlorid PVC 39,5 Polystyrol PS 33 ... 35 Polyethylen PE 36,1 Polyetrafluorehtylen PTFE 22,5
Zum
Vergleich: Wasser hat 72,74
mN/m bei 20° Grad
Unter Kohäsion versteht man die Eigenfestigkeit eines Klebstoffes nach dem Aushärten. Sie wird durch "Verfilzung" langer, fadenförmiger Molekülketten bewirkt.
Eine Ausnahme ist das Kleben von Holz und Papier. Bei diesen Materialien dringt der Klebstoff in die Poren ein und härtet dann aus. Durch das Eindringen des Klebers in den Werkstoff wird eine sehr gute Klebung erreicht.
