Asphalt: Vor etwa 40000 Jahren wurden bereits Erdpech, Asphalt und Baumharz als Klebstoffe verwendet. 5000 v. Chr. verwendeten Babylonier und Sumerer Asphalt zum Abdichten von Bauwerken und Kitten von Mosaiken. In Verbindung mit Harzen wurden Boote abgedichtet.
Nat�rlicher Asphalt befindet sich auf Cuba, Kalifornien und im toten Meer. Ein Fundort in Deutschland ist Vorwohle bei Hannover. Nat�rliche Asphalte entstehen durch Verdunstung der leicht fl�chtigen Bestandteile des Erd�ls und oxidative Polymeriastion der R�ckst�nde, sie enthalten daher neben Kohlenstoff und Wasserstoff klarerweise auch etwas Sauerstoff und Stickstoff und stellen ein Gemisch aus Bitumen und Mineralstoffen dar. Asphaltst�cke sind in Benzen, Chloroform und Schwefelkohlenstoff l�slich.
Bitumen ist ein kolloides System in �liger Grundmasse (relative Molekularmassen bis zu 3000).
3500 v. Chr. verwendeten die Sumerer bereits durch Auskochen von Tierh�uten Klebstoffe auf Eiwei�basis.
Griechen und R�mer verwendeten bereits Leime auf Grundlage von Casein (K�se und Kalk).
Casein (caseus=K�se): ist der wichtigste Eiwei�bestandteil der Milch, ein wei�es bis gelbliches Pulver, in Wasser unl�slich, in Alkalien (auch sehr verd�nnter Ammoniak) l�slich. Im Altertum diente es als Grundlage f�r anorganische Pigmente. Genauso wird Casein heute als Bindemittel f�r Anstrichfarben sowie zur Sperrholzverleimung und f�r Klebstoffe an sich verwendet.
Leime sind Klebstoffe die aus in Wasser gel�sten tierischen, pflanzlichen und synthetischen Grundstoffen bestehen. Pflanzliche Leime (werden auch zu den Kleistern gez�hlt) haben St�rke und Dextrin als Basis, tierische Casein (Glutin, tierische Kollagene verlieren ihre Struktur in hei�em Wasser. Beim Erkalten erstarren sie zu einer elastischen Masse. Kollagen ist ein Eiwei�, das sich in Knochen, Bindegewebe, Sehnen und Knorpel
befindet. Je nach Herkunft spricht man dann von Hart-, Leder-, Fischleim....
Ein Klassiker unter den Klebstoffen, Wei�leim, wird k�nstlich aus Polyvinylacetat hergestellt.
Erst im 20. Jahrhundert entstand die Klebstoffindustrie auf der Basis synthetischer Klebstoffe (Kunstharze und Wasserglas)
Definition des Klebens und wichtige Begriffe
Kleben: Herstellung einer festen Verbindung zweier Teile durch einen synthetischen Werkstoff (Klebstoff), der durch physikalisches Abbinden oder
chemische Reaktion verfestigt wird (Aush�rten) und die Teile infolge der Oberfl�chenhaftung (Adh�sion) sowie der zwischenmolekularen Kr�fte
(Koh�sion) miteinander verbindet. [2]
Definition eines Klebstoffs (DIN-NORM 16920) Klebstoff ist ein nicht metallischer Werkstoff, der K�rper durch Oberfl�chenhaftung und innere Festigkeit (Adh�sion und Koh�sion) verbinden kann, ohne dass sich das Gef�ge der K�rper wesentlich �ndert. [2]
Beim Vorgang des Klebens kann ein L�sungsmittel verdunsten oder eine Schmelze erstarren. Durch Dispersion und Emulsion k�nnen auch h�ufig 2 Phasen entstehen. Im Rahmen der H�rtung (des gesamten Werkst�cks) kann eine dreidimensionale Vernetzung entstehen.
Kleben findet zumeist bei Raumtemperatur statt, h�chstens bei 200�C.
Vorteile:
Rasch und wirtschaftlich,
Dauerfestigkeit,
Verbinden unterschiedlicher Werkstoffe
Adh�sionskr�fte Dies sind Anziehungskr�fte mit geringer Reichweite (1�m), die immer an Grenzfl�chen von festen Stoffe auftreten. Sie treten aber meist nicht sichtbar in Erscheinung (wenn man zwei Holzst�cke aneinander h�lt, wirken keine sp�rbaren Kr�fte), da die meisten Oberfl�chen so uneben sind, so dass der Abstand der Molek�le, der zum Ausbilden dieser Kr�fte n�tig w�re zu gro� ist (Deshalb haften zwei Holzst�cke nicht
aneinander). [2]
Koh�sionskr�fte Das sind Zwischenmolekulare Kr�fte, die innerhalb des Klebstoffs wirken und ihm die innere Festigkeit verleihen.[2]
Verwendung: Zum sofortigen Zusammensetzen kleiner Teile oder Oberfl�chen die eine hervorragende Festigkeit erfordern, selbst bei unterschiedlichen Materialien [4]
ANWENDUNG, Gebrauchsanweisung : Die Teile m�ssen staub- und fettfrei sowie trocken sein. Die notwendige Klebermenge d�nn auf eine der Seiten auftragen. Die Teile so schnell wie m�glich zusammenf�gen. 1 Tropfen auf 3 bis 5cm2 Oberfl�che. Die Tuben oder Fl�schchen nach Gebrauch gut verschlie�en. [4]
Betriebstemperatur : von - 40� bis + 80�C.
Abscherwiderstand : bis zu 200 kg/cm2 f�r Metall. bis zu 100 kg/cm2 f�r Kunststoffe.
Reinigung : frischer Kleber : mit Azeton abgebundener Kleber : mechanisch [4]
Bestandteile von Sekundenklebern: Cyanoacryls�ureethylester (oder Cyanoacryls�ureallylester) sowie Polymethylmethacrylat, 1,4-Dihydroxibenzen, Siliciumdioxid
Chemische Eigenschaften des Cyanoacryls�ureethylester: Farblose, stechend riechende Fl�ssigkeit, Flammpunkt 82�C, Z�ndtemperatur 460�C, Dichte 1.017g/cm�, mit Wasser nicht mischbar.
Mechanismus beim Kleben mit Cyanoacryls�ureester: Die Cyano- und die Estergruppe wirken elektronenziehend gegen�ber OH-Gruppen aus der Luftfeuchtigkeit und auch gegen�ber Aminen. Die OH-Gruppe greift die Doppelbindung des Cyanacrylat an, es bildet sich ein negativ geladenes Carbanion, welches durch 3 mesomere Grenzstrukturen stabilisiert wird. Mit weiterem Cyanoacrylat setzt Polymerisation ein.
CH2 C(CN) COOR wird nach Angriff mit
OH- zu
CH2OH C(CN) COOR -, nach Polymerisation schlie�lich zu
HO [ CH2 C(CN)(COOR)]
n
CH2 C(CN)(COOR)
-
[genauer unter http://www.chemie.uni-marburg.de/~butenuth/nasklebstoffe.pdf].
BASF arbeitete bereits 1931 mit Kunststoffdispersionen auf Basis von Acryls�ureestern. Anaerob h�rtende Klebstoffe auf Dimethylacrylat-Basis (Loctite) gab es seit 1953 in den USA. Cyanacrylat-Klebstoffe wurden erstmals in den USA 1958 (Eastman 910) und 1960 in der BRD (Sicomet) auf den Markt gebracht
Eine weitere Anwendung: Wichtig f�r die forensische Wissenschaft ist die chemische Zusammensetzung eines "frischen" Fingerabdrucks. So finden sich auf einer Fl�che von 1 mm� folgende Bestandteile: 10 �g Chlorid-Ionen, 10-100 �g Aminos�uren, 1 �g Harstoff, < 0,5 �g Ammoniak, 5-100 �g Talg (Fett) [6]
Die Hauptkomponenten sind demnach Aminos�uren und Fette. Auf diese beiden Stoffen beziehen sich auch die Methoden zur Sichtbarmachung latenter Fingerabdr�cke. [6]
Eine chemische Methode: Reagentien reagieren mit einem der Bestandteile des Schwei�es unter Bildung eines sichtbaren Produktes. Eignung: Por�se Materialien wie Papier, Karton, Holz, ...[6]
F�rbung mit Cyanacryls�ureester (Sekundenkleber) Cyanacryls�ureester (h�ufiger Bestandteil in Sekundenklebern) wird in einer speziellen Verdampfungskammer, in der sich das zu untersuchende Objekt befindet, verdampft. Dabei polymerisiert der Ester an einem Fingerabdruck. Nach einer Zeit kann man den Fingerabdruck mittels verschiedener Methoden sichtbar machen (z.B. UV-Licht).[6]
Weniger ernst zu nehmen ist folgende Beschreibung von Cyanoacrylat: Dieser Stoff beg�nstigt das Wachstum der t�dlichen Plasma Seuche. Man hat herausgefunden, da� dies durch Erzeugung von Eichner Strahlung geschieht. [http://startrek.yashuu.de/c/cyano.htm; aus "Die Technik und (technischen) Begriffe des Star Trek Universums"]
Literatur und Netzadressen
[4] [http://www.centre-des-abrasifs.com/d/dx141.HTM]
[5] http://www.chemie.uni-marburg.de/~butenuth/nasklebstoffe.pdf
[6] http://www.uni-bayreuth.de/departments/didaktikchemie/umat/verbrechen/verbrechen.htm]
Kontaktklebstoffe bestehen meist aus sehr z�hen synthetischen oder nat�rlichen Kautschuksorten (sehr h�ufig ist
Polychloropren), die in organischen L�sungsmitteln gel�st sind. Die L�sungsmittel haben ausschlie�lich die
Aufgabe, den Klebstoff zu verfl�ssigen. Kontaktklebstoffe brauchen vor dem Zusammenf�gen eine l�ngere
Vortrockenzeit, zudem ist ein h�herer Anpre�druck erforderlich, um eine ausreichende Haftung zu erzielen. Die sehr
gute Anfangshaftung der Kontaktkleber wird durch kurzen, starken Druck erzeugt. Beispiele sind Pattex oder UHU por [http://www.modulor.de/produkte/verarbeitung/klebstoff_index.html].