Bei der Bildung von Verbindungen mit Klebstoff ist es nicht so einfach, dass der Klebstoff zwei Materialien einfach zusammenklebt. Je nach den zu verklebenden Materialien bildet der Klebstoff Verbindungen durch eine Kombination von zwei verschiedenen Mechanismen: physikalische Bindung und chemische Bindung. Obwohl beide wichtig sind, funktionieren diese Verbindungen auf unterschiedliche Weise und haben jeweils ihre eigenen Stärken und Grenzen.

Was ist physische Bindung?

Physikalisches Kleben bedeutet, dass sich der Klebstoff auf dem Substrat verankert und eine physikalische Verbindung eingeht, daher der Name. Physikalische Verklebungen entstehen, wenn geschmolzener Klebstoff auf ein Substrat aufgetragen wird und in die offenen Stellen der Oberfläche fließt. Der Klebstoff kühlt dann ab, härtet aus und bildet eine Verbindung zwischen den Substraten. Diese Form der Verklebung ist der vorherrschende Verklebungsmechanismus bei porösen Substraten wie unbehandeltem Holz, Stoff, Pappe usw.

Zu den Faktoren, die sich auf die Festigkeit einer physikalischen Verklebung auswirken können, gehören der Klebstoff Viskosität, Offene zeit sowie die Länge und Stärke der Substratkompression. Niedrigere Viskosität Klebstoffe (wie tecbond 5) haben eine höhere Fließgeschwindigkeit, so dass sie sich weiter ausbreiten und in die kleineren Zwischenräume auf der Oberfläche des Substrats eindringen können, wodurch die Verbindung noch stärker wird.

Die Stärke der Kompression, die auf die Substrate ausgeübt wird, bestimmt, wie weit der Klebstoff in die offenen Zwischenräume fließen wird. Höhere Viskosität Klebstoffe fließen beim ersten Auftragen möglicherweise nicht ausreichend in das Substrat, aber durch die Kompression werden sie in diese Oberflächenlücken gepresst und bilden nach dem Aushärten eine starke physikalische Verbindung.

Bei Klebstoffen mit niedrigeren Abbindegeschwindigkeiten wirkt sich auch die Dauer der Kompression auf die Festigkeit der Verklebung aus, denn je länger die Substrate zusammengehalten werden, desto länger wird der Klebstoff in offene Räume gepresst, während er noch geschmolzen ist.

Auf Offene zeit haben Klebstoffformulierungen mit mittlerer bis langer offener Zeit mehr Zeit, in und über das Substrat zu fließen und mehr Lücken in der Oberfläche zu füllen, bevor sie aushärten.

Was ist eine chemische Bindung?

Die chemische Bindung bei Schmelzklebstoffen beruht auf der Bildung polarer oder unpolarer Wechselwirkungen zwischen den Klebstoffmolekülen und dem Substrat. Mit anderen Worten: Der Klebstoff übt eine gewisse Form der "Anziehung" auf beide Substrate aus.

Ein Beispiel für eine polare und unpolare Wechselwirkung sind Wasser und Öl. Wasser ist eine polare Verbindung und Öl ist eine unpolare Verbindung, was bedeutet, dass sie chemisch nicht zusammenpassen und sich daher trennen, wenn sie miteinander in Kontakt kommen.

Schmelzklebstoffformulierungen funktionieren, indem sie die Substrate, mit denen sie verklebt werden sollen, chemisch spiegeln (polare Substrate erfordern einen polaren Klebstoff, um eine Verbindung herzustellen, während unpolare Substrate einen unpolaren Klebstoff erfordern). Im Grunde genommen bildet die chemische Kompatibilität molekulare Wechselwirkungen zwischen dem Klebstoff und dem Substrat, was zu einer chemischen Bindung führt.

Die chemische Verklebung ist eine Notwendigkeit für glatte, nicht poröse Substrate oder Substrate, deren poröse Bereiche bereits mit einem anderen Stoff gefüllt wurden. Polypropylen zum Beispiel ist extrem schwer zu verkleben, da seine chemische Zusammensetzung nur schwer anzugleichen ist, während UV-lackierte oder bedruckte Materialien mit Lack oder Tinte überzogen wurden, die bereits alle Lücken im Material gefüllt haben.

Schmelzklebstoffmoleküle benötigen Energie, um ihre Bindungen zu bilden. Diese Energie erhalten sie in Form von Wärme. Je höher die Auftragstemperatur ist, desto mehr Energie haben die Moleküle, um effizient Bindungen zu bilden. Je mehr Klebstoff auf das Substrat aufgetragen wird, desto mehr Moleküle stehen für die Verklebung zur Verfügung.

Unabhängig davon, welche Klebemethode für das betreffende Substrat erforderlich ist, wird ein Klebstoff immer versuchen, sowohl eine physikalische als auch eine chemische Verbindung einzugehen. Einige der stärksten Verbindungen entstehen, wenn der Klebstoff eine Mischung aus physikalischer und chemischer Bindung eingeht.

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