Polymerkleber mal anders!

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Ich habe an dieser Stelle schon das ein oder andere Mal über das Thema Klebstoffe geschrieben. Ein sehr interessantes Thema, hier gibt es immer wieder erstaunlich Neues zu berichten. So auch dieses Mal.

Ein Klebstoff, der nicht wie üblich durch mechanische Kräfte Materialien verklebt (Adsorption), sondern ein Klebstoff, der sich einfach zwischen eine Kohlenstoff-Wasserstoff Bindung mogelt und so Polymere, die ansonsten schwer oder gar nicht zu verkleben sind, auf chemische Weise dauerhaft zusammenhält.

Wie geht das? Ein kanadisches Unternehmen hat einen Klebstoff auf Basis von Bis-Diazirinen entwickelt, von denen man schon von anderer Stelle her weiß, wie reaktiv diese Dreiringsysteme sind.

Die Bis-Diazirine enthalten an zwei Enden jeweils einen heterocyclischen Dreiring, bestehend aus Kohlenstoff und einem doppelt gebundenen Stickstoff. Wenn dieses bei Raumtemperatur stabile Molekül moderater Hitze, UV-Licht, oder elektrischer Energie ausgesetzt wird, brechen diese Dreiringe auf und die dadurch entstehenden hochreaktiven Carbene (ziemlich instabile Verbindungen des zweiwertigen Kohlenstoffs mit einem freien, reaktiven Elektronenpaar) schieben sich zwischen eine C-H, N-H, oder O-H Bindung. Wenn 2 Diazirine im Molekül sind, dann agiert das Molekül als Vernetzer und kann 2 Polymerketten miteinander verkleben. Diese Moleküle können so Polymere wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen, die sonst schwer miteinander zu verkleben sind, kovalent miteinander chemisch binden.

Erfolgreich getestet wurde dieser Superkleber schon an Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polycaprolacton, Acrylaten, Polyurethanen, Aramid, aber auch an Polymeren mit Glas, Keramiken, Holz, Papier, Textilien usw.

Es hat sich gezeigt, dass sogar Elastomere und feuchte Oberflächen verklebt werden können, wodurch sich z. B. interessante Möglichkeiten für neue medizinische und zahnmedizinische Anwendungen eröffnen.

Dieser Klebstoff kann aber auch auf Polymertextilien aufgetragen werden, um Fasern zu verbinden und zu verstärken. Somit kann man auch Gewebe aus ultrahochmolekularem Polyethylen für ballistische Schutzausrüstungen und Windsportanwendungen einsetzen.

Von diesem sehr innovativen kleinen kanadischen Spezialchemie-Unternehmen „XlynX Materials Inc.“ wird sicher in Zukunft noch viel zu hören sein – es bleibt spannend. SVP hält Sie informiert!

Autor: Dr. Ronald Hinz, Market Intelligence Senior Expert, SVP Deutschland AG
Quellen: XlynX Materials, Kleb- und Dichttechnik, Chemical Science;
doi.org/10.1039/D0SC06283A, 2021