Klebstoffe und thixothrope Massen (Bild: Simon)
12.03.2018 Versagen von Verklebungen richtig einordnen
Klebverbindungen versagen immer mal wieder und die Analyse ist nicht trivial. Das Buch „Klebstoffe und thixothrope Massen“ erläutert den Zusammenhang der strukturrheologischen Eigenschaften der Gerüstpolymere und den klebtechnisch erfassbaren Größen von Kohäsion, Klebrigkeit und Adhäsion und liefert mit den auf CD beigelegten drei Programmen Ansätze zur Berechnung relevanter Informationen für das Versagen von Verklebungen.
Dieses Buch wurde aus der Praxis für die Praxis geschrieben und es eignet sich aufgrund seines didaktischen Aufbaues gleichermaßen als Lehrbuch zur Einführung von Studenten in die Wissenschaft des Klebens als auch für den Praktiker, der viele Hinweise über die Vorgänge beim Compoundieren von Klebstoffen erhält. Nicht zuletzt kann dieses Buch helfen, beim Versagen von Verklebungen die Ursache zu erkennen und richtig zuzuordnen, denn oftmals liegt der Fehler nicht am Klebstoff. Zum Inhalt: Ausführlich beschrieben wird, wie Scherprüfungen an Verklebungen mit einfachen und erweiterten Ausschwingversuchen erstellt und ausgewertet werden. Deren Ergebnisse, kombiniert mit den Erweichungspunkten der Klebstoffe, Wärmestandfestigkeiten und Werten von Viskositätsprüfungen führen zu Fließgrenzen, deren Temperaturabhänglgkeit links abbiegende Schmelzdruckkurven sind. Diese Fließgrenzen zeigen nicht die Grenze von einer Flüssigkeit zu einem Festkörper, sondern die Grenze zu einem Gel an, die auch Sol-Gel-Grenze genannt wird. Bei Temperaturerniedrigung kann das Gel in einen brüchigen Festkörper übergehen. Unstetigkeiten in den Schmelzdruckkurven werden als Änderungen in der Bindungsart des Gelgerüstes erkannt. Sowohl am Anfang als auch am Ende der linksabbiegenden Schmelzdruckkurve können Übergänge in senkrecht verlaufende Fest/Flüssig-Begrenzungen erfolgen.
Dieses Buch führt schrittweise von einfachen Zeitstandversuchen zu diesen Ergebnissen, wobei bekannte Phänomene wie die Verflüssigung von Klebstoff durch Druck, das Einarbeiten von Füllstoffen in Polymere durch Mastizieren, die bei manchen Verklebungen auftretende Abhängigkeit der Festigkeit von der Dicke der Klebefuge und anderes erklärt werden.
Methodisch wird die zentrale Viskositätsformel abgeleitet und die dadurch erzielte Erweiterung der Ostwaldschen Näherungsgleichung auf eine strukturviskose Flüssigkeit angewendet. Dabei wird aufgezeigt, dass die Steigung der bereinigten Ruheviskosität gegen die Konzentration der Lösung mit der Grenzviskositätszahl identisch ist. Auch die Anwendung der zentralen Viskositätsformel auf thixotrope Klebstoffe wird beschrieben. Eine Berechnung des Randwinkels von Klebstofftropfen befindet sich bei der Ableitung der Klebrigkeit und deren Darstellung als Spannungswert.
In ähnlicher Weise wie die mathematische Reduktion der Winkelmaße durch den Einheitskreis werden die Newtonschen Viskositätsdefinitionen in Grundviskositäten überführt, wodurch Kraft/Zeit-Messtupel von Verklebungen ausgewertet werden können und eine Bestimmung der Menge der Ver-hängungen von Polymeren sowie die Bestimmung der Oberflächenspannung von Klebefugen möglich werden.
Dem Buch liegt eine CD mit drei Programmen bei, womit einerseits für Viskositätsmessungen die fünf thixotropen Konstanten und andererseits für die erweiterten Ausschwingmessungen an praktisch allen Klebstoffen die FIießgrenze‚ die Standfestigkeit, der Verlustwinkel, die Klebrigkeit, die Anzahl der verhängten Polymere und die Gleitebenenspannung berechnet werden können. Mit dem dritten Programm kann der durch Verwirbelungen an Wandungen von langen Rohren hervorgerufene Einfluss auf die Viskosität ermittelt werden. Die Installation der Software und die Vorschriften, in welcher Form die Messdaten vorliegen müssen, werden im letzten Kapitel genau besprochen. Somit kann die Berechnung der genannten Daten mit einem Doppelklick auf die Messdateien erfolgen.
Klebstoffe und thixothrope Massen, 2. Aufl. mit CD, Gerhard Simon, 2011, 297 S., 53,55 € ISBN: 978-3-00-034578-4.