Kleben auf Kunststoffen mit Rückständen aus Formtrennmittel

Im Projekt Kleben auf Kunststoffen mit Rückständen aus Formtrennmitteln wurde die Wirkung verschiedener Vorbehandlungsmethoden auf diverse industriell eingesetzte Trennmittel untersucht. Im besonderen Fokus standen hierbei zwei als kritisch bekannte Trennmittel, die silizium-organische Bestandteile beinhalten. Eines dieser Trennmittel wird bei der Herstellung von Polyurethanschäumen eingesetzt, das andere bei der Herstellung von Kohlefaserverbundwerkstoffen. Als Klebstoffe wurden ein 2k Epoxid und ein Haftklebstoff verwendet. Untersucht wurden im Vergleich die Vorbehandlungs- bzw. Reinigungsmethoden Beflammung, Vakuum-UV-Lampen (Excimer), Niederdruck-Plasma- und mehrere Atmosphärendruck-Plasmaverfahren. Mit Niederdruckplasma, VUV und Atmosphärendruck-Plasmen konnten organische Trennmittel erfolgreich abgebaut werden. Der Abbau erfolgte bei den untersuchten Substanzen annähernd linear mit der Prozesszeit. Für das Verfahren Beflammung konnte ein Abbau der untersuchten Trennmittel jedoch nicht nachgewiesen werden. Silizium-organische Trennmittel wurden mit allen untersuchten Vorbehandlungsverfahren kaum abgebaut, sondern oxidiert und vernetzt. Das nach der Vorbehandlung resultierende, haftvermittelnde anorganische Gerüst ist jedoch für Klebungen gut geeignet. Hierbei ist wichtig, dass polare Gruppen in die Oberflächen eingebaut werden und für eine gute Benetzung des Klebstoffs sorgen. Es konnte gezeigt werden, dass ein erfolgreiches Kleben durchaus auch bei höheren Trennmittelkonzentrationen auf der Oberfläche eines Bauteils möglich ist. Eine effektive Vorbehandlung ist zum Erhalt von hohen Klebfestigkeiten notwendig. Auch bei einem vollständigen Übertrag des CFK-Trennmittels auf das Bauteil konnte für alle Vorbehandlungsmethoden eine wesentliche Verbesserung der Klebfestigkeiten nachgewiesen werden. Ohne Vorbehandlung war ein Kleben nicht möglich. Bei der Fertigung von Kunststoff-Teilen ist darauf zu achten, dass möglichst wenig Formtrennmittel eingesetzt werden. Je mehr Trennmittel sich auf der Oberfläche des Bauteils befinden, desto länger muss vorbehandelt werden, um diese abzubauen. Um eine hohe Prozesssicherheit zu gewährleisten, ist daher eine Überwachung des Trennmittelauftrages sinnvoll. Ungleichmäßiger Trennmittelauftrag kann lokal zu geringeren Klebfestigkeiten führen.