Um zu erklären, aus was Klebstoff besteht, müssen wir zwei Ihrer „Lieblingsfächer“ aus Schulzeiten wiederholen: Physik und Chemie. Doch keine Angst: Hinterher wissen Sie bestens über die Klebstoff-Zusammensetzung Bescheid. Und zur Belohnung gibt es eine Portion Spaghetti obendrauf.
Was haben Spaghetti und Klebstoff gemeinsam?
Technologien
Klebstoff-Zusammensetzung: wie eine chemische Struktur über Eigenschaften und Einsatzgebiete entscheidet.
Das Verhältnis von T) Tack, C) Kohäsion und A) Adhäsion bestimmt die Eigenschaften der Klebmasse: 1) Temporäre und reversible Verklebungen, 2) Permanente Verklebungen, 3) Quick-Stick-Verbindungen
Lektion 1: Physik
Physikalisch gesehen bewirken drei Kräfte die Klebeeigenschaften eines Klebstoffs. Neben der sogenannten Anfassklebrigkeit der Klebmasse („Tack“) sind das die Adhäsion („Oberflächenhaftung“) und die Kohäsion („innere Festigkeit“ der Klebmasse). Diese Kräfte sorgen dafür, dass zwei Dinge fest miteinander verbunden werden können – und entscheiden darüber, wie schnell, fest und lange etwas aneinanderhaftet. Geht es um die Klebstoff-Zusammensetzung, ist vor allem die letzte Kraft interessant: die Kohäsion. Denn bei dieser geht es darum, wie fest und stabil ein Klebstoff in sich selbst haftet. Und das führt uns geradewegs in unser zweites Lieblingsfach.
Lektion 2: Chemie
Woraus besteht Kleber oder Klebeband chemisch? Die Kohäsionskräfte eines Klebstoffs basieren auf molekularen Wechselwirkungen zwischen sogenannten Polymeren. Polymere sind große Moleküle (Makromoleküle), die sich aus vielen kleineren Molekülen (Monomere) zusammensetzen. „Poly“ steht dabei für „mehrere“, „mono“ für „einzelne“. Sie sind die Bauteile der Klebmasse.
Bestandteile von Klebmassen: Kautschuk, Harze, Füllstoffe.
Polymere wiederum bilden langgezogene, bewegliche Molekülketten. Ab einer gewissen Länge verheddern diese sich ineinander und sorgen dadurch für den inneren Zusammenhalt des Klebstoffs. Jetzt ist es also Zeit für Ihre versprochene Belohnung: Schauen Sie sich diese verhedderten Molekülketten unter einem Mikroskop an – die Klebmasse sieht aus wie ein großer Haufen Spaghetti.
Zwischen den Verbindungspunkten sind diese langen Molekülketten beweglich. Dadurch kann die Klebmasse gut auf Oberflächen auffließen und dort haften. Gleichzeitig ist es möglich, zwischen den Ketten durch chemische Verfahren weitere feste Verbindungen zu schaffen. Das nennt man dann „Vernetzen“ oder „Polymerisieren“. In diesem Prozess können die Eigenschaften der Klebmasse präzise eingestellt und kontrolliert werden. So ist das mit Klebstoffen – ein chemische Kochrezept, bei dem sich ein genauer Blick lohnt.
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Die chemische Struktur von synthetischen Kautschuk-Klebmassen zeigt eine Gummimatrix (grau), die Haftung und Elastizität bietet. Die langen Polymere-Ketten sind ineinander verschlungen wie Spaghetti auf dem Teller. Polysterol-Bereiche (blau) sorgen für eine zusätzliche Kohäsion und Reißfestigkeit.
