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Werkstoffe und technische Entwicklung: das Rad 27 Kleben/KlebstoffeFolie 1.

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Präsentation zum Thema: "Werkstoffe und technische Entwicklung: das Rad 27 Kleben/KlebstoffeFolie 1."—  Präsentation transkript:

1 Werkstoffe und technische Entwicklung: das Rad 27 Kleben/KlebstoffeFolie 1

2 Verbindungssystematik Stoffschlüssige Verbindungen Formschlüssige Verbindungen Kraftschlüssige Verbindungen Löt- verbindungen Schweiß- verbindungen Bolzen- verbindungen Schnapp- verbindungen FeldschlussReibschlussElastischer Schluss SchraubverbindungenNietverbindungen MagnetismusSchwerkraft Pressverbindungen z.B. Kleben und Punktschweißen Kleb- verbindungen Mischformen 27 Kleben/KlebstoffeFolie 2

3 Zukunftstechnologie Kleben Werkstoff: Kombinationen von verschiedenen Werkstoffen Fügen: gezielte Integration von zusätzlichen Funktionen Konstruktion: Verbesserte Eigenschaften der Bauteile Verarbeitung: Erhalt der Werkstoff- eigenschaften Zukunftstechnologie für Industrie und Handwerk: Kleben 27 Kleben/KlebstoffeFolie 3

4 Flaschenetikettierung 27 Kleben/KlebstoffeFolie 4

5 Kleben im alten Ägypten Beil aus der jüngeren Steinzeit Aztekische Bauwerke 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 5

6 Seepocke 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 6

7 Querschnitt einer Klebung Grenzschichten Oberfläche des Fügeteils/ Adhäsionszone Übergangszone Kohäsionszone 27 Kleben/KlebstoffeFolie 5

8 Die Beiträge zur Kohäsionsfestigkeit eines Klebstoffs 27 Kleben/KlebstoffeFolie 6

9 Methoden der Oberflächenbehandlung Oberflächen- vorbereitung Reinigen, Entfetten, Passendmachen der Oberflächen Oberflächen- vorbehandlung mechanische, chemische, physikalische Verfahren Oberflächen- nachbehandlung Klimatisierung, Primer, Haftvermittler, Haftreiniger 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 9

10 Einteilung der Klebstoffe nach der chemischen Basis organische Verbindungen Klebstoffe Silicone anorganische Verbindungen natürliche Basis Proteine, Kohlenhydrate, Harze synthetische Basis Kohlenwasserstoff- Verbindungen + Sauerstoff, Stickstoff, Chlor, Schwefel keramische Bestandteile, Metalloxide, Silicate, Phosphate, Borate 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 10

11 Einteilung der organischen Klebstoffe und Silicone nach dem Verfestigungsmechanismus physikalisch abbindende Klebstoffe chemisch härtende Klebstoffe Schmelzklebstoffe lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe Kontaktklebstoffe Dispersionsklebstoffe wasserbasierte Klebstoffe Haftklebstoffe Plastisole Polymerisationsklebstoffe: Sekundenklebstoffe Methylmethacrylate (MMA) ungesättigte Polyester anaerob härtende Klebstoffe strahlenhärtbare Klebstoffe Polykondensationsklebstoffe: Phenolharze Silicone Polyimide Bismaleimide MS-Polymere Polyadditionsklebstoffe: Epoxidharze Polyurethane 27 Kleben/KlebstoffeFolie 7

12 Physikalisch abbindende Klebstoffe Bezeichnung Schmelzklebstoffe lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe Kontaktklebstoffe Dispersionsklebstoffe weitere wasserbasierte Klebstoffe Haftklebstoffe Plastisole Art der Abbindung Erstarren der Schmelze Verdunsten von Lösungsmitteln Verdunsten von Wasser durch Oberflächenkontakt dauerklebrige Schichten Sol-Gel-Prozess durch Erwärmung Basisrohstoffe Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyamide, Pol yester, u.a. polymere Vinylverbindungen, Polymethylmethacrylat, Natur- und Synthesekautschuk, u.a. Polychloroprene, Butadien- Acrylnitril-Kautschuk, u.a. nicht wasserlösliche Polymere des Vinylacetats, auch in Verbindung mit Comonomeren, Polyacrylsäureester, u.a. Glutin, Casein, Dextrin, Methyl- cellulose, Polyvinylalkohol, u.a. spezielle Polyacrylate, Polyvinyl- ether, Naturkautschuk, u.a. PVC und Weichmacher Anwendungsgebiete Verpackungsindustrie, Druck-, Textil 0 -, Schuh-, Holzverarbeitende Industrie, Fahrzeugbau, Elektrotechnik Druck- und Verpackungs- industrie, PVC-Rohrklebung, Haushaltsklebstoffe Fußbodenverklebungen, Matratzen- und Schuhherstellung, Automobilindustrie Verpackungsindustrie, Schuhherstellung, Lebensmittelindustrie, Holzverarbeitende Industrie Papier, Tapeten Klebebänder für handwerkliche und industrielle Zwecke, Wundpflaster, Etiketten Karosseriebau 27 Kleben/KlebstoffeFolie 8

13 Grundstoffe von Schmelzklebstoffpolymeren 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 13

14 Auftrag durch Schmelzklebstoffpistolen Möbelindustrie Verpackungsindustrie Elektronik- industrie 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 14

15 Grundstoffe für lösungsmittelhaltige Nassklebstoffe 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 15

16 Stabilisierung der Klebstoffpartikel durch Hilfsstoffe und Emulgatoren Hilfsmonomer Emulgator Abstoßungskräfte 27 Kleben/KlebstoffeFolie 9

17 Filmbildung einer Polyacrylatdispersion in der Klebfuge 27 Kleben/KlebstoffeFolie 10

18 In Haftklebstoffen verwendete Kautschuke 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 18

19 Aufbau von Haftklebebändern Schutzpapier Haftklebstoff Trägermaterial Haftklebstoff Schutzpapier Haftklebstoff doppelseitiges Klebeband (Träger: Folie, Gewebe, Schaumstoff, etc.) Transferklebeband, trägerloses Klebeband 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 19

20 Abbindemechanismus der Plastisole Paste aus hartem PVC-Korn in flüssigem Weichmacher (Plastisol) Anquellung der Paste bei 40 °C Vorgelierung ab 100 bis 120 °C Sol-Gel-Prozess bei 160 bis 180 °C 27 Kleben/KlebstoffeFolie 11

21 Chemisch härtende Klebstoffe Bezeichnung Cyanacrylate Methylmethacrylate Anaerob härtende Klebstoffe Strahlenhärtbare Klebstoffe Phenolformaldehydharze Silikone Polyimide Epoxidharzklebstoffe Polyurethane Art der Härtung Polymerisation Polykondensation Polyaddition Basisrohstoffe Cyanacrylsäureester Methacrylsäuremethylester Diacrylsäureester von Diolen Epoxyacrylate, Polyesteracrylate Phenole, Formaldehyd Polyorganosiloxane Aromatische Tetracarbonsäurean- hydride und aromatische Diamine Oligomere Diepoxide und Polyamine oder Polyamidoamine Di- und ggfs. trifunktionelle Isocyanate, Polyole Anwendungsgebiete Kleben von Kleinteilen; Kleben von Gläsern aller Art, Gewebeklebstoff, Sprühverbände Kunststoffkleben in Automobil- und Schienenfahrzeugbau Motoren, Elektromotoren, Schraubensicherungen, Welle-Nabe-Verbindungen Kleben von Glas und transparenten Kunststoffen, Dentaltechnik Holzwerkstoffe, Kleben von Brems- und Kupplungs- belägen, strukturelle Aluminiumsklebungen im Flugzeugbau Dichtungen; Automobilbau, Elektrotechnik; Spezialanwendungen in Luft- und Raumfahrt Metallklebungen im Luft- und Raumfahrtbereich Strukturklebstoff im Fahrzeug- und Flugzeugbau, Karosseriebau, Elektronik, Verkleben von FVK, Reparaturklebungen Karosseriebau, Verbinden von Materialien mit stark unterschiedlichen Last- und Temperaturdehnungs- verhalten, Glasscheibenkleben im Fahrzeugbau 27 Kleben/KlebstoffeFolie 12

22 Verschiedene Ester der a -Canacrylsäure a -Canacrylsäureester: Ladungsverteilung 27 Kleben/KlebstoffeFolie 13

23 Aushärtung durch anionische Polymerisation 27 Kleben/KlebstoffeFolie 14

24 Hydrolyse des Cyanacrylats 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 24

25 Aushärtung durch radikalische Polymerisation des MMA 27 Kleben/KlebstoffeFolie 15

26 Radikalische Polymerisation von TEGMA Abfangen durch O 2 und Bildung reaktionsträger TEGMA-Peroxid-Radikale 27 Kleben/KlebstoffeFolie 16

27 Härtungssystem anaerob härtender Klebstoffe 27 Kleben/KlebstoffeFolie 17

28 Schrauben sichern mit anaeroben Klebstoffen Schrauben sichern. Die Schrauben eines Motorgehäuses werden gegen selbsttätiges Lösen gesichert. Bei Über- schreiten eines bestimmten Losbrechmomentes kann die Schraube wieder gelöst werden. 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 28

29 Glasdesign und Glasbau 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 29

30 Vorkondensation von Phenol mit Formaldehyd 27 Kleben/KlebstoffeFolie 18

31 Aushärtereaktion des Phenolformaldehydharzes Aushärtebedingungen: °C Druck zur Vermeidung von Wasserdampfblasen in der Klebschicht 27 Kleben/KlebstoffeFolie 19

32 Bremsbeläge 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 32

33 Hohe Kettenbeweglichkeit der Silicone durch stark unterschiedliche Bindungswinkel 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 33

34 Blockierung von Siloxanen mit Vernetzern 27 Kleben/KlebstoffeFolie 20

35 Hydrolyse und Polykondensation vernetzender Siloxane 27 Kleben/KlebstoffeFolie 21

36 Kondensationsvernetzung von 2-K-RTV-Siliconen 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 36

37 Herstellung und Aushärtung der Polyimide 27 Kleben/KlebstoffeFolie 22

38 Polyaddition von Diaminen (2) an Bisphenol-A-bis-Epoxid (1) 27 Kleben/KlebstoffeFolie 23

39 Aushärtungsverlauf eines 2-K-Epoxidharzklebstoffs bei Raumtemperatur 27 Kleben/KlebstoffeFolie 24

40 Bildung von Polyurethanen 27 Kleben/KlebstoffeFolie 25

41 Isocyanate als Härter für 2-K-Systeme 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 41

42 Deblockierung eines Isocyanates in der Wärme 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 42

43 Aktivierung des isocyanatgruppenhaltigen Prepolymers durch Feuchtigkeit 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 43

44 Hochgeschwindigkeitsfähre 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 44

45 Kohäsionszunahme eines mit Feuchtigkeit härtenden reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffs Kohäsion Zeit Endfestigkeit Anfangsfestigkeit 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 45

46 Beanspruchungsarten einer Klebung a) Schälbeanspruchung b) Schub-Scherbeanspruchungc) Zug-Scherbeanspruchung d) Zugbeanspruchung e) Druckbeanspruchungf) Torsionsbeanspruchung 27 Kleben/KlebstoffeFolie 27

47 Zugscherversuch 27 Kleben/KlebstoffeFolie 28

48 Keiltest 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 48

49 Schälversuch 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 49

50 Dachkonstruktion aus Holzlaminat-Trägern 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 50

51 Klebstoffanwendungen im Karosseriebau 27 Kleben/KlebstoffeFolie 29

52 Direct Glazing 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 52

53 Kleben im Flugzeugbau 27 Kleben/KlebstoffeFolie 30

54 Nahverkehrszug in Leichtbauweise 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 54

55 Klebstoffanwendungen im Containerbau 27 Kleben/KlebstoffeFolie 31

56 Punktförmiger Klebstoffauftrag auf einer Leiterplatte 27 Kleben/KlebstoffeFolie 32

57 Kleben von Digital Versatile Discs (DVD) 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 57

58 Klebungen im Elektromotorbau KabelstabilisierungMagnetLäufer-Welle- Verbindung Kugellager- befestigung Gehäuse- dichtung Schrauben- sicherung Typen- schild Wuchten Kollektor- Welle- Verbindung Bürsten- halterung 27 Kleben/KlebstoffeFolie 33

59 Folienlaminierung: Fertigprodukte 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 59

60 Beispiele selbstklebender Verbandmaterialien 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 60

61 Eingeklebtes Hüftgelenks-Implantat 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 61

62 Die drei Dimensionen einer nachhaltigen zukunftsverträglichen Entwicklung Die nachhaltige zukunftsverträgliche Entwicklung (Sustainable Development) ist ein Leitbild, nach dem die Menschheit ihre Zukunft verantwortungsvoll gestalten muss. Das Leitbild hat eine ökologische, eine ökonomische und eine soziale/gesellschaftliche Dimension. Heute verpflichten wir uns gegenüber künftigen Generationen, ihnen eine lebenswerte Welt zu hinterlassen. 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 62

63 Risikobewertung 27 Kleben/KlebstoffeFolie 34

64 Substitution von lösungsmittelhaltigen Klebstoffen in der Bauklebstoffindustrie Kleben/KlebstoffeAbb. 64

65 Klebstoffe beim Endverbraucher 27 Kleben/KlebstoffeFolie 35

66 Schematischer Aufbau einer Freistrahl- und Sprüh-Corona-Behandlung 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 66

67 Toxikologisch begründete Gefahrensymbole und Gefahrenzeichen 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 67

68 Epoxidharzzubereitung XYZ 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 68

69 Exposition 27 Kleben/KlebstoffeFolie 36

70 Rheometertypen 27 Kleben/KlebstoffeAbb. 70


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