Warum Klebstoffe kleben

Julius Weirauch

Kleben ist keine Kunst. Kleben ist Können. Mit dem nötigen Know-how kann jeder dauerhaft zuverlässige Klebverbindungen erzielen – auf unterschiedlichsten Werkstoffen, unter vielfältigsten Bedingungen. Klebtechnik eröffnet nahezu unbegrenzte Möglichkeiten und zahlreiche Vorteile. Unsere neue Reihe „So geht Kleben“ vermittelt entscheidendes Grundwissen. Im ersten Teil: Warum Klebstoffe kleben.

Kleben wird durch das Zusammenspiel verschiedener Kräfte möglich, die an der Schnittstelle von Fügeteil und Klebstoff wirken. Vor allem Kohäsions- und Adhäsionskräfte spielen eine wichtige Rolle. Kohäsion beschreibt die innere Festigkeit eines Stoffes. Als Adhäsion werden die Bindungskräfte zwischen zwei verschiedenen Stoffen bezeichnet – beim Kleben jeweils zwischen Klebstoff und Fügeteil.

Je mehr Kontakt der Klebstoff und die Oberfläche des Fügeteils aufbauen, umso höhere Adhäsionskräfte können erreicht werden. Der entscheidende Faktor ist hier die Benetzbarkeit. Also die Fähigkeit, mit der sich ein flüssiger Klebstoff auf der Oberfläche des Fügepartners ausbreiten kann. Benetzbarkeit wird unter anderem durch die Wechselwirkung zwischen der Oberflächenspannung des Klebstoffs und der Oberflächenenergie des Fügepartners bestimmt. Ist die Oberflächenenergie des Fügeteils niedriger als die Oberflächenspannung des Klebstoffes, kann dieser nur wenig benetzen. Es entsteht geringer Kontakt. Ist die Oberflächenenergie des Fügepartners höher als die Oberflächenspannung des Klebstoffs kann dieser besser benetzen. Dann breitet sich der Klebstoff aus, es entsteht besserer Kontakt, und die Adhäsionskraft wird höher.

Materialien mit hoher Oberflächenenergie, etwa Metalle oder Glas, können grundsätzlich leichter durch Klebstoff benetzt werden als solche mit niedriger Oberflächenenergie. Das Kleben von niederenergetischen Werkstoffen wie zum Beispiel den Kunststoffen PE, PP und EPP ist deshalb anspruchsvoller. Nur bestimmte Klebstoffe sind in der Lage, diese Oberflächen zu benetzen und Adhäsion aufzubauen.

Eine Klebstoffverbindung baut im Zuge der Aushärtung beziehungsweise des Abbindens ihre typischen Kohäsions- und Adhäsionskräfte auf. Wenn der richtige Klebstoff eingesetzt wurde, können diese Kräfte in einer guten Balance zusammenwirken. Das ist eine wichtige Voraussetzung für dauerhaft zuverlässige und belastbare Verbindungen.