Im Falle eines Falles, kleben kann man ALLES

Präsentation zum Thema: "Im Falle eines Falles, kleben kann man ALLES"—  Präsentation transkript:

1 Im Falle eines Falles, kleben kann man ALLES
Sara Metten

2 Gliederung 1. Definition 2. Geschichte 3. Physikalische Hintergründe
Adhäsion Kohäsion 4. Verfestigungsmechanismen physikalisch chemisch 5. Einsatz 6. Lehrplan 7. Didaktische Aspekte

3 Definition Nach DIN-Norm 16921
„ Ein Klebstoff ist ein nichtmetallischer Werkstoff, der Werkstücke (Fügeteile) durch Oberflächenhaftung (Adhäsion) und innere Festigkeit (Kohäsion) verbinden kann, ohne dass sich das Gefüge der Werkstoffe wesentlich verändert hat.“

4 Geschichte der Klebstoffe
8000 v. Chr. Naturkleber 1500 Kautschuk nach Europa 1700 erste Leimfabrik in Holland

5 Demo 1 Stärkekleister

6 Geschichte der Klebstoffe
1905 "Bakelite" auf dem Markt 1932 erster Alleskleber 1934 erster Klebefilmstreifen 1960 erster Sekundenkleber 1969 erster Klebestift bis heute neue Entwicklungen

7 Adhäsion (lat. adhaerere = anhaften)
Physik. Hintergrund Adhäsion (lat. adhaerere = anhaften) Aneinanderhaften von 2 Körpern aus versch. Stoffen bedingt durch elektrostatische Kräfte van-der-Waals Kräfte chemische Bindung Adhäsionskräfte wirken nur über sehr kleine Entfernungen

8 Demo 2 Adhäsionskräfte

9 Voraussetzungen für eine Klebung
Physik. Hintergrund Voraussetzungen für eine Klebung die Fügeteile müssen Fettfrei sein Staubfrei sein Klebstoff muss auf dem Fügeteil haften Abstand der zu verbindenden Phasen < 0,5 nm Kontaktfläche muss groß sein genügend zwischenmolekulare WW

10 Kohäsion (lat. cohaerere = zusammenhängen)
Physik. Hintergrund Kohäsion (lat. cohaerere = zusammenhängen) innerer Zusammenhalt eines Stoffes durch chemische Bindung zwischenmolekulare Kräfte Sonderfall der Adhäsion wirkt nur über sehr geringe Entfernungen

11 Physik. Hintergrund Kräfte beim Kleben

12 Lösungsmittel (LM) bringt Klebstoff in flüssige Form
Physik. Hintergrund Lösungsmittel (LM) Aufgabe: bringt Klebstoff in flüssige Form löst die Bindung zwischen Klebstoffmolekülen Kohäsion ganz oder teilweise aufgehoben

13 Demo 3 Kleben durch Anlösen

14 Klebstoffe physikalisch abbindend chemisch abbindend Schmelz- Kontakt-
Verfestigungsmech. Klebstoffe chemisch abbindend physikalisch abbindend Schmelz- klebstoffe Kontakt- Nassklebstoffe LM-haltig Kontaktklebstoffe evtl ersetzen durch den Klebstoff, der im Versuch später kommt Einkomponentenkleber

15 Physikalisch abbindender Klebstoff
Verfestigungsmech. Physikalisch abbindender Klebstoff Polymere beim Klebstoffauftrag bereits vorhanden Polymergehalt von 40-70% Klebewirkungen auf Grund von physikalischen Vorgängen Abbinden erfolgt durch Entweichen des Lösemittels Bild zeichnen vom Verschwinden des Lösemittels und einfügen???

16 Darstellung eines Heißsiegelklebstoffes
Versuch 1 Darstellung eines Heißsiegelklebstoffes Heißsiegel-K. werden als Lösungen oder Dispensionen aufgetragen. Die getrockneten Schichten schmelzen bei der Siegelung in der Wärme und bilden die Klebverbindung.

17 Veresterung von Phthalsäureanhydrid mit Glycerin
Verfestigungsmech. Veresterung von Phthalsäureanhydrid mit Glycerin O H R + ~ - = Phthalsäureanhydrid Glycerin Phthalsäureglycerinester

18 Kondensationsreaktion
Verfestigungsmech. Kondensationsreaktion

19 Verfestigungsmech. Polykondensation linearer Polyester
Polyester hat zunächst lineare Struktur. Ist genügend Phthalsäureanhydrid vorhanden (Überschuss), kommt es zur Ausbildung eines dreidimensionalen Netzwerkes, dem Glyptalharz. linearer Polyester

20 Physikalisch abbindender Klebstoff
Verfestigungsmech. Physikalisch abbindender Klebstoff Kontaktklebstoff Lösungsmittel muss vor dem Fügen fast verdampft sein Kräftiges Zusammenpressen notwendig Rohstoffe: Chlorbutadien mit Phenolharzen oder elastomeren Polyurethanen Für die Theorie zum Erzählen der Folie, PdN 1989 S , PolychroroprenKS: hohe Elastizität, Kohäsionsfestigkeit und Beständigkeit, vor allem in der Schuhindustrie verwendet.

21 Nachweis von Doppelbindungen in Pattex
Versuch 2 Nachweis von Doppelbindungen in Pattex

22 Addition von Brom an die Doppelbindung
Verfestigungsmech. Addition von Brom an die Doppelbindung Polychlorbutadien Bromoniumion Trans-bromiertes Polychlorbutadien

23 I2 + K+ I - + Stärke K+ + I3 -/Stärke
Verfestigungsmech. Br2 + 2 K+ + 2 I - I2 + 2 K+ + 2 Br - I2 + K+ I - + Stärke K+ + I3 -/Stärke

24 Klebstoffe physikalisch abbindend chemisch abbindend Schmelz- Kontakt-
Verfestigungsmech. Klebstoffe physikalisch abbindend chemisch abbindend Schmelz- klebstoffe Kontakt- klebstoffe Poly- addition Polykon- densation Polymeri- sation Nassklebstoffe LM-haltig Ein- oder Zwei-komponentenkleber Einteilung der KS nach Abbindemechanismus Kontaktklebstoffe evtl ersetzen durch den Klebstoff, der im Versuch später kommt, chemisch härtend oder abbindend??? Einkomponentenkleber

25 Chemisch abbindende Klebstoffe
Verfestigungsmech. Chemisch abbindende Klebstoffe es liegen keine fertigen Polymere vor nur Monomere oder Vorstufen von Polymeren zweite Komponente notwendig Vorstufen von Polymeren nennt man auch Präpolymere (oligomere) Auslöser für Polymerisation notwendig, die kommt als zweite Komponente dazu oder ist einfach nur Luftsauerstoff

26 Polymerisation von Sekundenkleber
Versuch 3 Polymerisation von Sekundenkleber

27 Anionische Polymerisation
Verfestigungsmech. Anionische Polymerisation Cyanacrylsäureester

28 Verfestigungsmech. 3. Kettenabbruch a - Cyanarylsäureester Polymer

29 Chemisch abbindende Klebstoffe
Verfestigungsmech. Chemisch abbindende Klebstoffe Zweikomponenten Klebstoff chemische Reaktion muss bis zur Klebung blockiert sein mechanische Blockierung chemische Blockierung Theorie zum Erzählen: PdN 1989 S. 25

30 Darstellung eines Resorcin-Harzklebers
Versuch 4 Darstellung eines Resorcin-Harzklebers

31 Kondensationsreaktion von Resorcin mit Formaldehyd
Verfestigungsmech. Kondensationsreaktion von Resorcin mit Formaldehyd Resorcin Formaldehyd Resorcin-Formaldehyd Kondensat

32 Verfestigungsmech. Aushärtereaktion Triethanolamin

33 Verfestigungsmech.

34 Verfestigungsmech.

35 Phenoplast entsteht durch Kondensation von Phenolen und Aldehyden
Verfestigungsmech. Phenoplast entsteht durch Kondensation von Phenolen und Aldehyden mit basischen Kondensationsmitteln erfolgt dreidimensionale Vernetzung mit sauren Kondensationsmitteln entstehen Novolake Zu Punkt 2 es entsteht eine dreidimensionale Vernetzung durch Methylenbrücken oder auch Methylenetherbrücken, die durch Kondensation mit zusätzlichem Formaldehyd zustande kommen Verwendung der Phenoplaste: Gieß und Edelkunstharze, durch Zusatz billiger Füllstoffe wie Holzmehl oder Textilfasern entstehen Pressmassen

36 Einsatzgebiete Haushalt (6,5 kg pro Person und Jahr)
Nahrungsmittelverpackung Luft- und Raumfahrttechnik Industrie Medizin

37 Lehrplan (G8) 12.2 Kohlenstoffchemie II Abdeckung folgender Themen
Polymerisation Polyaddition Polykondensation Synthetische Makromoleküle

38 Didaktische Aspekte Fächerübergreifender Unterricht Fach Physik
Didakt. Aspekte Didaktische Aspekte Fächerübergreifender Unterricht Fach Physik Komplexes Denken Einfach durchführbare Experimente Alltagsbezug

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !