Untersuchung der Alterung von Klebstoffen und Klebverbindungen

Die Alterung von Klebungen setzt unmittelbar mit ihrer Fertigung ein. Entscheidend für ihre Geschwindigkeit und damit ihrer Bedeutung für das geklebte Bauteil sind die äußeren Beanspruchungen. Dabei sind die sichtbaren bzw. messbaren Erscheinungsformen der Alterung sehr vielfältig. So kann zum Beispiel die Glasübergangstemperatur durch den Abbau von polymeren Strukturen sinken oder durch Weichmacherdiffusion sowie Einbau steifer Molekülstrukturen in die polymeren Ketten steigen. Spezielle Funktionen des Klebstoffes, z.B. Leitfähigkeiten oder Dämpfung, können sich verschlechtern und / oder die Klebfestigkeit kann abfallen. Am Fraunhofer IFAM untersuchen wir die Alterung von Klebstoffen, um die Langlebigkeit von Klebverbindungen nachhaltig zu verbessern/sichern.

 

Langlebigkeit geklebter Bauteile verbessern

Die Anzahl möglicher Alterungsvorgänge ist groß. Nicht alle sind für jede Klebung von Bedeutung. Formal wird zwischen chemischer, physikalischer und biologischer Alterung unterschieden. Durch das gleichzeitige Auftreten verschiedener Alterungsmechanismen mit zum Teil unterschiedlichen Auswirkungen auf bestimmte Klebstoffeigenschaften ergeben sich häufig sehr komplexe Alterungserscheinungen, die eine eindeutige Aussage darüber, was mit dem Klebstoff oder der Klebverbindung geschehen ist, erschweren.

Ein Schwerpunkt unserer Arbeiten liegt auf der Untersuchung des Alterungsverhaltens von Klebstoffen und Klebverbindungen. Dabei beschäftigen wir uns sowohl mit der Aufklärung von Alterungsmechanismen als auch mit der Erstellung von Modellen zur Prognose der Alterung von Klebverbindungen. Dafür nutzen wir unter anderem die kinetische Betrachtung der Alterungsreaktionen. Ein  weiterer Fokus liegt in der Entwicklung von Messmethoden, um möglichst frühzeitig eine Aussage zum Alterungsverhalten des Klebstoffes zu erhalten.

Ziel ist es, die Alterung von Klebstoffen und Klebverbindungen zu verstehen und dieses Wissen zu nutzen, um das Verhalten der Klebfuge in der Anwendung nachhaltig zu verbessern. Dies betrifft sowohl die Klebstoffzusammensetzung als auch unterschiedliche Aspekte der Klebverbindung. Mit unserem Verständnis für die Alterung von Klebstoffen und Klebverbindungen möchten wir einen Beitrag für eine kontrollierte Langlebigkeit sowie für eine Abschätzung der Lebensdauer geklebter Bauteile leisten. Mit unserem Know-how können wir nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Nachhaltigkeit geklebter Verbindungen verbessern.

 

Bei den folgenden Fragestellungen unterstützen wir Sie gern:

• Charakterisierung der Auswirkungen von Alterung
• Aufdeckung der Alterungsmechanismen
• Auswahl von Methoden zur Untersuchung des Alterungsverhaltens und entsprechende Anpassung an die Anforderungen der Klebverbindung
• Beschreibung der Geschwindigkeit der Alterung mit Hilfe kinetischer Modelle / Bestimmung der kinetischen Parameter
• Erstellung von Prognosen des Alterungsverhaltens basierend auf kinetischen Modellen

 

Ihre Ansprechpartnerin zum Thema Klebstoffalterung:

Dr. Jana Kolbe leitet die Gruppe »Klebstoffe und Analytik« in der Abteilung »Klebstoffe und Polymerchemie«. Das Team arbeitet in verschiedenen öffentlich geförderten sowie bilateralen Projekten. Dabei geht es sowohl um Klebstoffformulierung  und Methoden zur Charakterisierung des Alterungsverhaltens von Klebstoffen und Klebverbindungen (z.B. »Methodenentwicklung zur quantitativen Bewertung und Vorhersage der Alterung von Klebungen unter [Hoch-]Temperatur-Belastung«) als auch um analytische Themen (z.B. »Einfluss der Alterung von Klebstoffen auf die Sauberkeit und Biokompatibilität von chirurgischen Instrumenten« oder »Definition und Ermittlung der für die Mikro-Applikation von Klebstoffen kritischen rheologischen Eigenschaften«).