Kleben von Kunststoffen

Das Kleben von Kunststoffen ist immer sehr problematisch. Man unterscheidet hierbei drei verschiedene Verbindungstypen. Die Interdiffusion, ionische Wechselwirkung und die chemische Bindung zwischen den Bauteilen. Eine direkte chemische Bindung zwischen den Bauteilen ist nur in den seltensten Fällen zu erreichen, da hierzu die Chemie der Bauteile angegriffen werden muss. Bei Bauteilen aus den gleichen Materialien ist eine Interdiffusion möglich. Diese Klebetechnik ist beim extrudierten PA 6 mit einfachen Mitteln möglich, da es sich mit Ameisensäure sehr gut anlösen lässt. Bei allen anderen Materialien ist diese Technik selten machbar, da die notwendigen Lösemittel sehr schwer zu handhaben sind.


Achtung: Ameisensäure ist stark ätzend und greift die Atemwege an

Bei den Klebstoffen unterscheidet man im Prinzip vier Gruppen:

  • Cyan-Acrylat-Systeme
  • Acrylat-Systeme
  • Polyurethan-Systeme
  • Epoxy-Systeme

Diese Gruppen unterscheiden sich sowohl in ihrer Verarbeitung als auch in ihren Eigenschaften.Die handelsüblichen Cyan-Acrylat-Systeme haben den großen Nachteil, dass sie sehr spröde sind. Man erhält zwar mit geringem Aufwand eine sehr feste Bindung, hat aber den Nachteil, dass diese Bindung gegenüber Schlag- und Zugbeanspruchungen relativ empfindlich ist. Der Einsatz ist daher auf Bindungen begrenzt, die bereits durch ihre Konstruktion eine ausreichende Festigkeit mit sich bringen.  Es handelt sich also eher um eine Fixierung.

Die  Acrylat-Systeme sind etwas elastischer in ihrer Bindung. Man unterscheidet bei diesem System 1-Komponenten-Systeme, die UV-gehärtet werden, bereits gemischte 2-Komponenten-Systeme und 2-Komponenten-Systeme, die vor Ort gemischt werden müssen.

Epoxy-Systeme sind ähnlich vielfältig wie die Acrylat- und die Polyurethan-Systeme. Es gibt Systeme, die kalt- bzw. heiß-härtend sind.  Die Standardsysteme sind relativ spröde. Es gibt aber spezielle Systeme, die deutlich elastischer sind.

Der verwendete Klebstoff sollte auf das gesamte System angepasst werden. Dies bedeutet, er muss nicht nur zu den zu verklebenden Materialien passen, sondern auch auf die mechanischen und chemischen  (Umwelt-)  Einflüsse angepasst sein.

Es ist also nicht möglich, für jeden Kunststoff eine eindeutige Empfehlung zu geben. Bei speziellen Problemen sollte der Klebstoffhersteller angesprochen werden.

Im Verlag TÜV Rheinland istin der Reihe „Ingenieurwissen  Kunststoffverarbeitung“ ein Marktspiegel Kunststoffkleben erschienen, der Vorschläge für die verschiedenen Klebeprobleme macht:

Marktspiegel Kunststoffkleben
Michaeli/Netze/Freitag
Verlag TÜV Rheinland/1991
ISBN 3-88585-965-2

 

Es lassen sich jedoch einige einfache Grundregeln für das Verkleben von Kunststoffteilen aufstellen:

  • Die Flächen müssen sauber und fettfrei sein.
  • Wenn möglich, sollten die Flächen aufgeraut werden.
  • Wenn es die Konstruktion ermöglicht, sollte die Verbindung noch zusätzlich fixiert werden.
  • Die beste Verbindung erhält man, wenn die beiden Teile chemisch miteinander verbunden sind. Ist dies nicht möglich, ist es vorteilhaft, wenn sich die langen Ketten der Kunststoffe von beiden Teilen durchdringen.
  • Erst dann sollte die Auswahl auf einen reinen Adhäsionskleber fallen.