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Kleben


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.

Adhäsion:


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 Bindungen frei. Wenn ein anderer Stoff nahe genug herankommt kann er in den Wirkbereich dieser Kräfte gelangen.

Bindungen in einem festen Körper 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,dem Klebstoff, kaum wirksam werden.

Der Klebstoff muss 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:

Benetzung eine Körpers durch eine Flüssigkeit

I = sehr gut; II = gut; III = schlecht; IV = keine Benetzung


Beispiele 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
Polyvinylchlorid
PVC
39,5
Polystyrol
PS
33...35
Polyethylen
PE
36,1
Polyetrafluorehtylen
PTFE
22,5

Zum Vergleich: Wasser hat 72,74mN/m bei 20° Grad

Kohäsion:


Unter Kohäsion versteht man die Eigenfestigkeit eines Klebstoffes nach dem Aushärten. Sie wird durch "Verfilzung" langer, fadenförmiger Molekülketten bewirkt. Es gibt Reaktionsklebstoff  bei dem sich die Atome chemisch verbinden. Der Auslöser dieser Reaktion kann bei einkomponeten Klebstoffen Wärme, Licht, Luftabschluß oder Luftfeuchtigkeit sein. Bei zwei Komponenten werden diese miteinander vermischt und reagieren miteinander.

Des weiteren gibt es physikalisch aushärtende Klebstoffe bei diesen entweicht entweder ein Lösungsmittel oder der Klebstoff wird vor dem Verkleben erhitzt. Dadurch wird er flüssig und kann auf die Klebestelle aufgetragen werden wo er dann durch abkühlen erstarrt.

Anmerkung:


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 Verbindung erreicht.


1) Daten aus verschiedenen Quellen.




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