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1. Chemisch härtende Systeme
1.1 Polyadditionsklebstoffe
Technische Information DE 20/09
Reaktionsmechanismen
Klebstoff-Systeme
Epoxidharz-Klebstoffe
O
O
CH 3
O
CH 3
Epoxidharz (Bisphenol A-Basis)
O
+
R NH 2
Amin-Härter
Bei diesem Klebstoff-Typ findet eine
Polyaddition zwischen einem Epoxidharz
und einem Aminhärter statt.
Additionsreaktion
R 1
O
OH
H
N
R
usw.
NCO R 1 NCO + HO
R 2 OH + NCO R 1 NCO + HO
R 2 OH + ...
Polyisocyanat Polyol
Polyisocyanat
(Härter)
(Binder)
(Härter)
Polyol
2-K-PUR-Klebstoffe
(Binder)
Polyaddition
O
O
O
NCO R 1 NCO + HO
R 2 OH + NCO R 1 NCO + HO
R 2 OH
O R 2 O C NH R 1 NH C O R 2 O C NH R 1 NH...
Polyisocyanat Polyol
Polyisocyanat Polyol
(Härter)
(Binder)
Polyurethan
(Härter)
(Binder)
Polyaddition NCO R 1 NCO H
O
O R 2 OH NCO R
O 1 NCO O
HO
R 2 OH
Polyisocyanat O R 2 O C
Polyol
NH R 1 NH
Polyisocyanat
C O R 2 O C Polyol NH R 1
+ ...
+ + + + ...
NH ...
(Härter)
(Binder)
(Härter)
(Binder)
Polyurethan
Polyaddition
O
O
O R 2 O C NH R 1 NH C O R 2
O
O C NH R 1 NH...
Bei 2K-PUR-Klebstoffen findet eine
Polyaddition zwischen der Polyol-
Komponente (Binder) und dem Isocyanat
(Härter-Komponente) statt. Das Ergebnis ist
ein Polyurethan-Polymer.
Polyurethan
1-K-PUR-Klebstoffe
NCO
R
Prepolymer
+ n NCO
NCO
+
R 1 NCO
O H 2
Feuchtigkeit
NCO
R
NCO
NH NH NCO
C R 1
O
n
Polyharnstoff
NH O
R C
OH
+ CO 2
Kohlendioxid
Bei den 1K-PUR-Klebstoffen entsteht aus
der Reaktion des PUR-Prepolymers und
Feuchtigkeit (im Gegensatz zu den 2K-
Systemen) ein Polyharnstoff. Als Nebenprodukt
entsteht Kohlendioxid - dies führt
zum Aufschäumen des Klebstoffs.
1.2 Polymerisationsklebstoffe
Cyanacrylat-Klebstoffe
CH 2
n CN C
COO
Cyanacrylat
R
-
R 1 (z.B. Wasser) +M +
Ionenkettenpolymerisation
CN
R 1 CH 2 C
COOR
CN
CH 2 C M
COOR
n-1
Cyanacrylat-Klebstoffe (sog. „Sekundenkleber“)
enthalten saure anionische Polymerisationsinhibitoren.
Werden diese z.B.
durch den Zutritt von Feuchtigkeit neutralisiert,
beginnt die Polymerisation und der
Klebstoff härtet aus.
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Weiss Chemie + Technik GmbH & Co.KG, Geschäftsbereich Chemie, Hansastraße 2, D-35708 Haiger,
Tel. +49 (0)2773/815-0, Fax +49 (0)2773/815-200, E-Mail: ch@weiss-chemie.de, http://www.weiss-chemie.de

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1.3 Polykondensationsklebstoffe
Technische Information DE 20/09
Reaktionsmechanismen Seite 2
Klebstoff-Systeme
Hybrid (STP)-Klebstoffe
OCH 3
OCH 3 OCH 3
n H 3 C Si R Si CH 3
OCH 3
+ H 2 O
CH 3 OH
(Vernetzungsreaktion, Polykondensation)
CH 3
R Si O
R
CH 3
Si
R
CH 3
Si
O
OCH 3
O O O H C CH 3 3
CH
Si 3
Si R Si O Si R
H 3 C
OCH 3 OCH 3 CH 3 OCH 3
Si
R
Klebstoffe auf Basis von STP-/MS-
Polymeren härten durch einen Zyklus aus
Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen
der reaktiven Silylgruppen aus. Ausgelöst
wird der Prozess durch Luftfeuchtigkeit in
Gegenwart eines Katalysators, es entstehen
sehr stabile Siloxangruppen. (In
geringen Mengen entsteht als Nebenprodukt
Methanol.)
Harnstoff-Formaldehyd-(UF-)Harze
n
O
H 2 N C NH CH 2 OH
Harnstoff-Formaldehyd-(UF-)Harz
+ H +
- H 2 O
O
H 2 N C NH CH 2
O
NH C NH CH 2 OH
n-1
Werden Harnstoff-Formaldehyd (UF)-
Leime in Wasser gelöst und durch Temperatureinwirkung
und/oder Säuren aktiviert,
setzt eine Polykondensation ein, die zu
einem vernetzten Polymer führt.
Wasserglas-Klebstoffe
Na 2 O.(SiO 2 ) H 2 O n +
Natronwasserglas
+ CO 2
SiO 2 .nH 2 O + Na 2 CO 3
Polykondensation
Polykieselsäure
Einerseits härten diese Klebstoffe durch
Austrocknen aus, parallel beginnt durch
Einwirkung von Luft-CO 2 eine Polykondensation,
die zu stark verzweigten Polykieselsäuren
führt.
Silikon-Dichtmasse (Acetat-vernetzend)
R
X
Si O
R
Si O
X
Si R
X R
n
X
O
X = CH 3
O Acetat
+ H 2 O
Polykondensation
X
R Si O Si O Si R
n
X
O
R Si O Si O Si R
X
R
R
O
R
R
X
O
R Si O Si O Si R
X
R
R
n
R Si O Si O Si R
n
O
X
R
R
n
X
X
+ 4 HX
Acetat-vernetzende Silikon-Massen härten
nach dem gleichen Mechanismus aus wie
MS-Klebstoffe. Hier wird bei der durch
Feuchtigkeit ausgelösten Polykondensation
Essigsäure frei (Geruch!).
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2. Physikalisch abbindende Systeme
2.1 Dispersionsklebstoffe
Technische Information DE 20/09
Reaktionsmechanismen Seite 3
Klebstoff-Systeme
Zum Beispiel Weißleime zählen zu den Dispersionsklebstoffen.
Das Basismittel Wasser sorgt
dafür, dass der eigentliche Klebstoff, nämlich
das Kunstharz (Polyvinylacetat, PVAc), an die
Stellen transportiert wird, wo es zur klebenden
Wirkung kommen soll. Voraussetzung ist
deshalb, dass die zu klebenden Teile, in
diesem Fall Holz, Wasser aufnehmen und
dieses verdunsten lassen können. Wenn das
Wasser seine Lösungs- und Transportfunktion
erfüllt hat, muss es wieder entweichen können
– der Leim trocknet/die Verleimung härtet aus.
Zu Beginn des Abbindeprozesses ist die Klebekraft des Leims relativ gering. Die Werkstücke müssen mit
Klemmen oder Schraubzwingen mit möglichst hohem Druck gepresst werden, bis das im Leim enthaltende
Wasser vom Holz aufgenommen worden ist und der eigentliche Klebstoff zu trocknen beginnt. Außerdem
wird beim Pressen das Kunstharz in die Poren der Holzoberfläche gedrückt und dabei gleichsam mit dem
Werkstoff verzahnt. Die Haftfläche für den Leim beträgt nach diesem Vorgang ein Vielfaches der sichtbaren
Oberfläche und steigert damit die Belastbarkeit der Klebeverbindung.
2.2 Diffusionsklebstoffe
Diese Klebstoffe enthalten Lösungsmittel, die die zu klebenden Substrate/Kunststoffe (z.B. PVC)
anquellen/anlösen. Im Lösungsmittel enthaltene Polymere verbinden/verschweißen die Substratoberflächen,
sodass es nach Trocknung der Lösungsmittel zur Aushärtung der Klebstoffe/Kaltverschweißung
der geklebten Kunststoffe kommt.
2.3 Kontaktklebstoffe (lösungsmittelhaltig)
Diese Klebstoffe bestehen aus hochmolekularen, aber chemisch noch nicht vernetzten Komponenten.
Durch Lösungsmittel werden sie in einen niedrigviskosen Zustand gebracht, der für eine gute Benetzung
der zu klebenden Oberflächen notwendig ist.
Der Kontaktklebstoff wird auf beide Klebeflächen aufgetragen; das Lösungsmittel verdunstet; nach der
Fingerprobe werden die Fügeteile gepresst (hierbei laufen Diffusionsvorgänge zwischen den Klebstoffflächen
ab); die Klebstoffe benötigen in der Regel noch 24 bis 48 Stunden nach dem Fügen bis zum
Erreichen der Endfestigkeit. Je größer der Anpressdruck, umso höher die Festigkeit der Klebeverbindung.
2.3 Schmelzklebstoffe (Hotmelts)
Schmelzklebstoffe befinden sich bei Raumtemperatur im festen hochmolekularen Zustand. Durch
Erwärmung werden sie in den flüssigen Aggregatzustand versetzt, jetzt sind sie in der Lage die zu
klebenden Oberflächen zu benetzen. Sofort nach dem Abkühlen können Kräfte übertragen werden.
Durch Zusätze in dem Schmelzklebstoff kann eine sogenannte Nachvernetzung erzielt werden. Dabei hat
der Klebstoff die Eigenschaft nach unterschreiten der Schmelztemperatur weiter zu vernetzen. Diese nachträgliche
chemische Reaktion wird durch von außen einwirkende Feuchtigkeit initiiert.
Unsere Gebrauchsanweisungen, Verarbeitungsrichtlinien, Produkt- oder Leistungsangaben und sonstigen technischen Aussagen sind nur
allgemeine Richtlinien; sie beschreiben nur die Beschaffenheit unserer Produkte (Werteangaben/-ermittlung zum Produktionszeitpunkt) und
Leistungen und stellen keine Garantie im Sinne des § 443 BGB dar. Wegen der Vielfalt der Verwendungszwecke des einzelnen Produkts und der
jeweiligen besonderen Gegebenheiten (z. B. Verarbeitungsparameter, Materialeigenschaften etc.) obliegt dem Anwender die eigene Erprobung;
unsere kostenlose anwendungstechnische Beratung in Wort, Schrift und Versuch ist unverbindlicher Art.
Diese Unterlage ersetzt frühere Ausgaben
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