Klebstoffe für das Fügen von Bauteilen sind im Leichtbau nicht mehr wegzudenken. Allerdings erfordert die forcierte Kreislaufwirtschaft, dass auch High-Tech-Produkte bei Reparaturen oder beim Recycling sauber in ihre Ausgangsmaterialien zerlegt werden können.
Ein Forscherteam unter Leitung von Professor Christopher Barner-Kowollik, Leiter der Arbeitsgruppe Makromolekulare Architekturen am Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP) des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun einen thermolabilen und reversiblen Kleber entwickelt.
Ein Beispiel, warum dies im Leichtbau wichtig ist, sind die leichten Gehäuse von Smartphones. Ein Smartphone wird heute nach ein bis zwei Jahren ausgemustert. Es fachgerecht und ohne Rückstände zu recyclen, bleibt jedoch eine Herausforderung.
Das Kleben ersetzt beim industriellen Fügen zunehmend das Schweißen, Nieten oder Verschrauben. Klebstoffe reduzieren das Gesamtgewicht und erfüllen zusätzliche Funktionen wie Isolierung oder Dämpfung. Sind sie einmal ausgehärtet, lassen sich die Verbindungen kaum wieder lösen.
Der thermolabile Klebstoff ist bei Raumtemperatur stabil, lässt sich aber auf den Punkt genau, schnell und schon bei vergleichsweise geringen Temperaturen wieder abbauen. Ist der Prozess beendet, zeigt sich dies unmittelbar, weil die entsprechende Stelle sich einfärbt.
Dieses „Debonding on demand“ (DoD) funktioniert durch Sollbruchstellen im Netzwerk aus den langkettigen Polymermolekülen des Klebestoffs. Diese Stellen öffnen schon bei Temperaturen unter 100 °C, der Kleber löst sich auf.
„Seine Zusammensetzung und die genaue für das Ablösen notwendige Temperatur können der individuellen Anwendung angepasst werden. Diese beiden Stellschrauben bewegen wir, indem wir die Moleküle modifizieren.“
(Professor Christopher Barner-Kowollik, KIT / ITCP)
Neben dem Elektronikbereich sind Einsätze in der Produktion denkbar, etwa um Werkstoffe vorübergehend auf einer Werkbank zu fixieren, oder auch auf Baustellen, um zum Beispiel Industriedübel wieder zu entfernen.
Bild oben: Im Multimaterial-Leichtbau ist die erste Herausforderung das Fügen, die zweite jedoch, Klebeverbindungen wieder lösen zu können. (Quelle: Pixabay | Wir_sind_klein)
Quelle und weitere Infos: KIT
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