Werkstoffe und technische Entwicklung: das Rad

1. Werkstoffe und technische Entwicklung: das Rad 27 Kleben/Klebstoffe Folie 1

2. Verbindungssystematik Stoffschlüssige Verbindungen Formschlüssige Verbindungen Kraftschlüssige Verbindungen Mischformen Löt- verbindungen Schweiß- verbindungen Kleb- verbindungen z.B. Kleben und Punktschweißen Bolzen- verbindungen Schnapp- verbindungen Elastischer Schluss Feldschluss Reibschluss Schraubverbindungen Nietverbindungen Pressverbindungen Magnetismus Schwerkraft 27 Kleben/Klebstoffe Folie 2

3. Zukunftstechnologie Kleben Werkstoff: Kombinationen von verschiedenen Werkstoffen Fügen: gezielte Integration von zusätzlichen Funktionen Zukunftstechnologie für Industrie und Handwerk: Kleben Verarbeitung: Erhalt der Werkstoff- eigenschaften Konstruktion: Verbesserte Eigenschaften der Bauteile 27 Kleben/Klebstoffe Folie 3

4. Flaschenetikettierung 27 Kleben/Klebstoffe Folie 4

5. Kleben im alten Ägypten Beil aus der jüngeren Steinzeit Aztekische Bauwerke 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 5

6. Seepocke 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 6

7. Querschnitt einer Klebung Oberfläche des Fügeteils/ Adhäsionszone Übergangszone Grenzschichten Kohäsionszone 27 Kleben/Klebstoffe Folie 5

8. Die Beiträge zur Kohäsionsfestigkeit eines Klebstoffs 27 Kleben/Klebstoffe Folie 6

9. Methoden der Oberflächenbehandlung Oberflächen- vorbereitung Reinigen, Entfetten, Passendmachen der Oberflächen Oberflächen- vorbehandlung mechanische, chemische, physikalische Verfahren Oberflächen- nachbehandlung Klimatisierung, Primer, Haftvermittler, Haftreiniger 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 9

10. Einteilung der Klebstoffe nach der chemischen Basis Klebstoffe organische Verbindungen Silicone anorganische Verbindungen natürliche Basis Proteine, Kohlenhydrate, Harze synthetische Basis Kohlenwasserstoff- Verbindungen + Sauerstoff, Stickstoff, Chlor, Schwefel keramische Bestandteile, Metalloxide, Silicate, Phosphate, Borate 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 10

11. Einteilung der organischen Klebstoffe und Silicone nach dem Verfestigungsmechanismus chemisch härtende Klebstoffe physikalisch abbindende Klebstoffe Schmelzklebstoffe lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe Kontaktklebstoffe Dispersionsklebstoffe wasserbasierte Klebstoffe Haftklebstoffe Plastisole Polymerisationsklebstoffe: Sekundenklebstoffe Methylmethacrylate (MMA) ungesättigte Polyester anaerob härtende Klebstoffe strahlenhärtbare Klebstoffe Polykondensationsklebstoffe: Phenolharze Silicone Polyimide Bismaleimide MS-Polymere Polyadditionsklebstoffe: Epoxidharze Polyurethane 27 Kleben/Klebstoffe Folie 7

12. Physikalisch abbindende Klebstoffe Art der Abbindung Erstarren der Schmelze Verdunsten von Lösungsmitteln Verdunsten von Wasser durch Oberflächenkontakt dauerklebrige Schichten Sol-Gel-Prozess durch Erwärmung Anwendungsgebiete Verpackungsindustrie, Druck-, Textil 0-, Schuh-, Holzverarbeitende Industrie, Fahrzeugbau, Elektrotechnik Druck- und Verpackungs- industrie, PVC-Rohrklebung, Haushaltsklebstoffe Fußbodenverklebungen, Matratzen- und Schuhherstellung, Automobilindustrie Verpackungsindustrie, Schuhherstellung, Lebensmittelindustrie, Holzverarbeitende Industrie Papier, Tapeten Klebebänder für handwerkliche und industrielle Zwecke, Wundpflaster, Etiketten Karosseriebau Bezeichnung Schmelzklebstoffe lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe Kontaktklebstoffe Dispersionsklebstoffe weitere wasserbasierte Klebstoffe Haftklebstoffe Plastisole Basisrohstoffe Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyamide, Polyester, u.a. polymere Vinylverbindungen, Polymethylmethacrylat, Natur-und Synthesekautschuk, u.a. Polychloroprene, Butadien- Acrylnitril-Kautschuk, u.a. nicht wasserlösliche Polymere des Vinylacetats, auch in Verbindung mit Comonomeren, Polyacrylsäureester, u.a. Glutin, Casein, Dextrin, Methyl- cellulose, Polyvinylalkohol, u.a. spezielle Polyacrylate, Polyvinyl- ether, Naturkautschuk, u.a. PVC und Weichmacher 27 Kleben/Klebstoffe Folie 8

13. Grundstoffe von Schmelzklebstoffpolymeren 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 13

14. Auftrag durch Schmelzklebstoffpistolen Möbelindustrie Verpackungsindustrie Elektronik- industrie 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 14

15. Grundstoffe für lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 15

16. Stabilisierung der Klebstoffpartikel durch Hilfsstoffe und Emulgatoren Hilfsmonomer Emulgator Abstoßungskräfte 27 Kleben/Klebstoffe Folie 9

17. Filmbildung einer Polyacrylatdispersion in der Klebfuge 27 Kleben/Klebstoffe Folie 10

18. In Haftklebstoffen verwendete Kautschuke 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 18

19. Aufbau von Haftklebebändern Schutzpapier Haftklebstoff Trägermaterial Haftklebstoff Schutzpapier doppelseitiges Klebeband (Träger: Folie, Gewebe, Schaumstoff, etc.) Schutzpapier Haftklebstoff Schutzpapier Transferklebeband, trägerloses Klebeband 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 19

20. Abbindemechanismus der Plastisole Paste aus hartem PVC-Korn in flüssigem Weichmacher (Plastisol) Anquellung der Paste bei 40 °C Vorgelierung ab 100 bis 120 °C Sol-Gel-Prozess bei 160 bis 180 °C 27 Kleben/Klebstoffe Folie 11

21. Chemisch härtende Klebstoffe Bezeichnung Cyanacrylate Methylmethacrylate Anaerob härtende Klebstoffe Strahlenhärtbare Klebstoffe Phenolformaldehydharze Silikone Polyimide Epoxidharzklebstoffe Polyurethane Art der Härtung Polymerisation Polykondensation Polyaddition Basisrohstoffe Cyanacrylsäureester Methacrylsäuremethylester Diacrylsäureester von Diolen Epoxyacrylate, Polyesteracrylate Phenole, Formaldehyd Polyorganosiloxane Aromatische Tetracarbonsäurean- hydride und aromatische Diamine Oligomere Diepoxide und Polyamine oder Polyamidoamine Di- und ggfs. trifunktionelle Isocyanate, Polyole Anwendungsgebiete Kleben von Kleinteilen; Kleben von Gläsern aller Art, Gewebeklebstoff, Sprühverbände Kunststoffkleben in Automobil- und Schienenfahrzeugbau Motoren, Elektromotoren, Schraubensicherungen, Welle-Nabe-Verbindungen Kleben von Glas und transparenten Kunststoffen, Dentaltechnik Holzwerkstoffe, Kleben von Brems- und Kupplungs- belägen, strukturelle Aluminiumsklebungen im Flugzeugbau Dichtungen; Automobilbau, Elektrotechnik; Spezialanwendungen in Luft- und Raumfahrt Metallklebungen im Luft- und Raumfahrtbereich Strukturklebstoff im Fahrzeug- und Flugzeugbau, Karosseriebau, Elektronik, Verkleben von FVK, Reparaturklebungen Karosseriebau, Verbinden von Materialien mit stark unterschiedlichen Last- und Temperaturdehnungs- verhalten, Glasscheibenkleben im Fahrzeugbau 27 Kleben/Klebstoffe Folie 12

22. Verschiedene Ester der a-Canacrylsäure a-Canacrylsäureester: Ladungsverteilung 27 Kleben/Klebstoffe Folie 13

23. Aushärtung durch anionische Polymerisation 27 Kleben/Klebstoffe Folie 14

24. Hydrolyse des Cyanacrylats 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 24

25. Aushärtung durch radikalische Polymerisation des MMA 27 Kleben/Klebstoffe Folie 15

26. Radikalische Polymerisation von TEGMA Abfangen durch O2 und Bildung reaktionsträger TEGMA-Peroxid-Radikale 27 Kleben/Klebstoffe Folie 16

27. Härtungssystem anaerob härtender Klebstoffe 27 Kleben/Klebstoffe Folie 17

28. Schrauben sichern mit anaeroben Klebstoffen Schrauben sichern. Die Schrauben eines Motorgehäuses werden gegen selbsttätiges Lösen gesichert. Bei Über- schreiten eines bestimmten Losbrechmomentes kann die Schraube wieder gelöst werden. 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 28

29. Glasdesign und Glasbau 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 29

30. Vorkondensation von Phenol mit Formaldehyd 27 Kleben/Klebstoffe Folie 18

31. Aushärtereaktion des Phenolformaldehydharzes Aushärtebedingungen: 100 - 140 °C Druck zur Vermeidung von Wasserdampfblasen in der Klebschicht 27 Kleben/Klebstoffe Folie 19

32. Bremsbeläge 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 32

33. Hohe Kettenbeweglichkeit der Silicone durch stark unterschiedliche Bindungswinkel 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 33

34. Blockierung von Siloxanen mit Vernetzern 27 Kleben/Klebstoffe Folie 20

35. Hydrolyse und Polykondensation vernetzender Siloxane 27 Kleben/Klebstoffe Folie 21

36. Kondensationsvernetzung von 2-K-RTV-Siliconen 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 36

37. Herstellung und Aushärtung der Polyimide 27 Kleben/Klebstoffe Folie 22

38. Polyaddition von Diaminen (2) an Bisphenol-A-bis-Epoxid (1) 27 Kleben/Klebstoffe Folie 23

39. Aushärtungsverlauf eines 2-K-Epoxidharzklebstoffs bei Raumtemperatur 27 Kleben/Klebstoffe Folie 24

40. Bildung von Polyurethanen 27 Kleben/Klebstoffe Folie 25

41. Isocyanate als Härter für 2-K-Systeme 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 41

42. Deblockierung eines Isocyanates in der Wärme 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 42

43. Aktivierung des isocyanatgruppenhaltigen Prepolymers durch Feuchtigkeit 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 43

44. Hochgeschwindigkeitsfähre 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 44

45. Kohäsionszunahme eines mit Feuchtigkeit härtenden reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffs Kohäsion Endfestigkeit Anfangsfestigkeit Zeit 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 45

46. Beanspruchungsarten einer Klebung a) Schälbeanspruchung b) Schub-Scherbeanspruchung c) Zug-Scherbeanspruchung d) Zugbeanspruchung e) Druckbeanspruchung f) Torsionsbeanspruchung 27 Kleben/Klebstoffe Folie 27

47. Zugscherversuch 27 Kleben/Klebstoffe Folie 28

48. Keiltest 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 48

49. Schälversuch 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 49

50. Dachkonstruktion aus Holzlaminat-Trägern 27 Kleben/Klebstoffe Abb. 50