Klebstoff Saarbrücker Wissenschaftler erforscht Alterung von Klebstoffen

Der Saarbrücker Materialforscher Wulff Possart untersucht chemische Veränderungen in Verbundmaterialien, Beschichtungen und verklebten Bauteilen. Sein Ziel ist es, diese Veränderungen zu verlangsamen und die Alterung von Klebstoffen exakt vorherzusagen. Für seine Grundlagenforschung hat er als erster deutscher Wissenschaftler den französischen Forschungspreis Prix Dedale erhalten.

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Universität des Saarlandes Fakultät 8/Naturwissenschaftl. Technische Fakultät III

In Flugzeugen, Bauwerken und der Medizintechnik kommen heute viele Materialien zum Einsatz, die miteinander nur noch verklebt werden können. Doch wie halten die Klebstoffe den Umwelteinflüssen stand? Wie reagieren sie auf Feuchtigkeit, Hitze und starke mechanische Beanspruchung? Der Saarbrücker Materialforscher Wulff Possart untersucht chemische Veränderungen in Verbundmaterialien, Beschichtungen und verklebten Bauteilen. Sein Ziel ist es, diese Veränderungen zu verlangsamen und die Alterung von Klebstoffen exakt vorherzusagen. Für die Industrie sind solche Prognosen entscheidend, wenn es um die Lebenszeitgarantie von Bauteilen und die Produkthaftung geht.

Klebungen müssen starken Umwelteinflüssen standhalten

Zu den Klebstoffen zählen heute längst nicht mehr nur Produkte, die man vom Heimwerken kennt, sondern es geht vor allem um neuartige Verbundwerkstoffe, Beschichtungen und Lacke. Für die Tragflächen eines Flugzeugs werden zum Beispiel faserverstärkte Kunststoffe verwendet, die man auf das Metallgerüst aufklebt. Gegenüber genieteten Verbindungen haben diese Klebverfahren den Vorteil, dass sie leichter und zugleich wesentlich stabiler sind. „Diese Klebungen müssen aber bei Wind und Wetter nicht nur starke Schwingungen und plötzliche Zugkräfte aushalten, sondern auch hohe Temperaturunterschiede verkraften“, sagt Wulff Possart, Professor für Adhäsion und Interphasen in Polymeren der Universität des Saarlandes. Solchen Umwelteinflüssen sind auch die Rotorblätter von Windkraftanlagen ausgesetzt, die als Verbundmaterialien viel Klebstoff enthalten.

Klebstoffe verändern sich durch den Kontakt mit Metalloberflächen

„Bisher werden solche Werkstoffe in Labortests künstlich allen möglichen Belastungen unterworfen, die etwa starken Wind, hohe Temperaturunterschiede oder Regenfälle simulieren sollen. Man versucht dann quasi in Zeitraffer den Verschleiß von Jahrzehnten in wenige Wochen nachzustellen“, erläutert Possart. Daraus ließen sich aber nur bedingt Vorhersagen für die tatsächliche Lebensdauer der Materialien ableiten. „Wir untersuchen daher vor allem die chemischen Veränderungen in den Werkstoffen und konnten bereits nachweisen, dass sich die Klebstoffe durch den Kontakt mit Oberflächen von Metallen stark verändern. Die Chemie wirkt sehr weit in die Klebstoffe oder in die Strukturen der Verbundwerkstoffe hinein“, sagt der Saarbrücker Professor. Durch den vielfältigen Einsatz von Verbundwerkstoffen werde außerdem die Messlatte immer höher gehängt. Laut Schätzungen gibt es derzeit 250.000 Klebstoff-Formulierungen auf dem Markt.

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