Strukturelles Kleben von Composite-Werkstoffen

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Besonderheiten beim Kleben von Polyamiden

Das Kleben von hochfesten Kunststoffen mit geringer Dichte gewinnt derzeit im Leichtbau zunehmend an Bedeutung. Zugfeste Fasern für Fallschirme, Angelschnüre, Hochsee-Schlepper-Trosse als auch stark beanspruchte Maschinenbauteile wie Zahnräder, Gleitlager, Laufrollen, Motorabdeckungen, Ölwannen, Kraftstoffleitungen werden auf einfache Weise aus Polyamiden gefertigt. Das breite Anwendungsspektrum dieser beständigen Polymere beruht auf deren physikalischen und chemischen Eigenschaften. Aufgrund der teilkristallinen Struktur sind Polyamide hochfest und gleichzeitig schlagzäh. Außerdem besitzen diese Kunststoffe vergleichsweise gute Gleiteigenschaften und einen hohen Verschleißwiderstand. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich durch das Einbetten von Glas- oder Carbonfasern auf das gewünschte Maß hin modifizieren. Auch bei dauerhaft höheren Temperaturen zeigen diese Werkstoffe keine signifikanten Änderungen in ihren mechanischen Eigenschaften, da die Schmelzbereiche je nach Art des Polyamids erst bei ca. 200 °C bis 260 °C beginnen. Desweiteren zeichnen sich Polyamide wie beispielsweise PA 6.6 bzw. PA 12 und glasfaserverstärkte Polyamide (vgl. PA 6 GF 15: Polyamid 6 mit Glasfaseranteil von 15 %) durch eine hohe Lösemittel- und Chemikalienbeständigkeit aus.

Spezielle Vorbehandlungsmethoden nötig

Diese an und für sich bemerkenswerte Eigenschaft führt jedoch dazu, dass Polyamide generell nicht auf einfache Art und Weise zu kleben sind. Hohe Verbundfestigkeiten dieser Werkstoffe erfordern den Einsatz von speziellen Vorbehandlungsmethoden und eigens dafür entwickelte, reaktive Klebstoffe. Der Primer Technicoll 9603-1 dient als Haftvermittler und wird in einer möglichst dünnen Schicht auf die gereinigten und gegebenenfalls angerauten Oberflächen der Polyamide aufgetragen. Nach einer bestimmten Einwirkzeit des Primers können die Bauteile geklebt werden. Allerdings muss der Klebstoff auf die so modifizierte Oberfläche der Werkstoffe abgestimmt sein. Als besonders geeignet haben sich die Technicoll 9411 und Technicoll 9431 erwiesen. Technicoll 9411 ist ein schwarzer, standfester und schlagzäh aushärtender reaktiver Klebstoff, der Fugen von bis zu 10 mm füllen kann. Dieses Methylmethacrylat besitzt eine Topfzeit von sechs Minuten und eine erste Handlingsfestigkeit nach ca. 20 Minuten. Sollte eine längere Verarbeitungszeit notwendig sein, so kann beispielsweise auf den zweikomponentigen PUR Klebstoff Technicoll 9431 zurückgegriffen werden. Klebfestigkeiten von PA 6.6, PA 12, konnten durch die Verwendung des Primers Technicoll 9603-1 um bis zu 50 % auf Werte bis zu 11 N/mm² erhöht werden. Die Bestimmung der Zugscherfestigkeiten erfolgte in Anlehnung an DIN 1465.

Die Anforderungen an Klebstoffe und das strukturelle Kleben von Composite-Werkstoffen sind äußerst vielfältig. Da die Klebstoffauswahl und die fachgerechte Verarbeitung allerdings nicht selbsterklärend sind, und in der Regel einer ausführlichen Beratung bedürfen, stehen die Experten von Ruderer bei Fragen unter beratung@technicoll.de zur Verfügung. (jup)

* *Diplom-Chemiker bei Ruderer Klebtechnik GmbH

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