Om uit kunnen leggen waar een kleefstof van gemaakt is, moeten we twee van uw favoriete vakken van school herhalen: natuurkunde en scheikunde. Maar wees niet bang: daarna weet u heel veel over kleefstoffen en hun samenstelling. En bovendien wordt u ook nog eens beloond met een bord spaghetti.
Wat hebben spaghetti en kleefstof met elkaar gemeen?
Technologieën
Kleefstoffen: hoe mengsel en chemische structuur eigenschappen en gebruiksgebieden bepalen.
Het evenwicht tussen hechtkracht, cohesie en adhesie bepaalt het toepassingsgebied
Les 1: natuurkunde
Vanuit een natuurkundig opzicht hebben drie krachten invloed op de eigenschappen van een kleefstof. Behalve de zogenaamde hechtkracht van de kleefstof (kleverigheid) is er ook de adhesie ('hechting op oppervlak') en de cohesie (‘onderlinge hechting’ in de kleefstof). Deze krachten zorgen ervoor dat twee dingen stevig met elkaar kunnen worden verbonden – en bepalen hoe snel, stevig en lang het duurt voor dingen aan elkaar hechten. Als het om de samenstelling van een kleefstof gaat, is de laatste kracht de meest interessante van allemaal: cohesie. Dat komt omdat deze bepaalt hoe stevig en stabiel een kleefstof aan zichzelf blijft plakken. En dat brengt ons direct naar ons tweede favoriete onderwerp.
Les 2: scheikunde
Wat is de chemische samenstelling van kleefstoffen en tapes? De cohesiekrachten van een kleefstof worden bepaald door de moleculaire interacties tussen zogenaamde polymeren. Polymeren zijn grote moleculen (macromoleculen) die uit vele kleinere moleculen (monomeren) bestaan. "Poly" staat voor 'vele", ’mono’ voor ‘enkel'. Ze zijn bestanddelen van een kleefstof.
Op hun beurt vormen polymeren weer langgerekte, bewegende ketens van moleculen. Boven een bepaalde lengte raken deze in elkaar verward en produceren ze de onderlinge cohesie in de kleefstof. Nu is het tijd voor de beloofde beloning: als u deze verwarde ketens van moleculen onder een microscoop bekijkt – lijkt de kleefstof net een grote berg spaghetti.
Tussen de bevestigingspunten zijn deze lange ketens van moleculen in beweging. Hierdoor kan de kleefstof goed over het oppervlak uitvloeien en daar hechten. Tegelijkertijd is het met andere chemische processen mogelijk andere stevige verbindingen tussen de ketens te maken. We noemen dit 'reageren’ of ‘polymerisatie’. Hierdoor kunnen de hechteigenschappen worden aangepast en precies bewaakt. Zo gaat dat met kleefstof – een mengsel dat de moeite van het beter bekijken waard is.
Ingrediënten van kleefstoffen met natuurrubber: rubber, harsen, vulmiddelen.
1 / 1
De chemische structuur van een kleefstof met synthetisch rubber laat een rubbermatrix (grijs) zien die adhesie en elasticiteit levert. De lange polymeerketens zijn in elkaar verward, als spaghetti op een bord. Polystereenkernen (blauw) bieden extra cohesie en scheurvastheid.
