Dual-Cure-Klebstoff mit variabler Elastizität

Das LBF entwickelte einen Dual-Cure-Klebstoff mit variabler Elastizität. Der erste, durch Wärme gestartete Härtungsmechanismus umfasst die gesamte Klebstoffschicht und liefert ein weiches, flexibles Produkt. Das Bestrahlen mit UV-Licht setzt eine weitere Härtung in Gang. (Bildquelle: Fraunhofer LBF)

Die laut dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF), Darmstadt, beste Lösung, zwei Leichtbauelemente zusammenzubringen, ist das Verkleben. Diese Klebverbindungen haben den Vorteil, dass sie crashresistenter als andere Verbindungstypen sind. Darüber hinaus besitzen Klebstoffe bessere Dämpfungseigenschaften als Metall und verbessern die NVH-Eigenschaften. Die Abkürzung steht für Noise, Vibration, Harshness und beschreibt die als Geräusch hörbaren oder als Vibration spürbaren Schwingungen in Kraftfahrzeugen. „Die Klebeschicht wirkt wie ein Dämpfer. So lässt sich Dämmmaterial und damit Gewicht einsparen“, erläutert Dr. Halvar Schmidt vom LBF.

Das LBF entwickelte einen Dual-Cure-Klebstoff mit variabler Elastizität. Der erste, durch Wärme gestartete Härtungsmechanismus umfasst die gesamte Klebstoffschicht und liefert ein weiches, flexibles Produkt. Das Bestrahlen mit UV-Licht setzt eine weitere Härtung in Gang. Diese Reaktion lässt sich auch gezielt an bestimmten Stellen starten. Lediglich an den UV-exponierten Orten vernetzen sich die Polymerketten zusätzlich. Das führt lokal zu einer größeren Steifigkeit. Auf diese Weise erhalten die Forscher vom LBF etwa ein Stück Kunststoff mit einer sehr weichen und einer sehr harten Hälfte.

Durch diesen Steifigkeitsgradienten lässt sich die Lebensdauer solcher Klebverbindungen deutlich verlängern: Da sich die Spannungen bei äußerer Belastungen ungleichmäßig über die Klebfläche verteilen, bilden sich an den Rändern der Fuge Spannungsspitzen. Dort wird die Verbindung übermäßig stark beansprucht. Dr. Jan Spengler, Chemiker am LBF, führt aus: „Unser Klebstoff mit seinem spezifischen Steifigkeitsgradienten ist an den Rändern elastisch und macht das Verformen durch Belastung besser mit. Er federt Spannungsspitzen damit ab. In der Mitte wiederum wurde die Klebschicht lokal aufgehärtet und ist entsprechend fest, was für dauerhafte Formstabilität der Verbindung und der verklebten Fahrzeugkarosserie sorgt.“

(dl)