Neuer Kleber ermöglicht saubere Zerlegung

10Klebstoffe für das Fügen von Bauteilen sind aus der Industrie nicht mehr wegzudenken. Doch das Problem, das daraus resultiert, ist bei Recyclern weithin bekannt. High-Tech-Produkte wie Smartphones oder Tablets lassen sich nicht mehr in ihre Einzelteile zerlegen.

„Die Bauteile vieler Produkte aus unserem alltäglichen Leben, zum Beispiel Handys oder Tablets, werden in der Regel an bestimmten Stellen verklebt“, erklärt Professor Christopher Barner-Kowollik, Leiter der Arbeitsgruppe Makromolekulare Architekturen am Institut für Technische Chemie und Polychemie (ICTP) des KIT. Das Kleben ersetzt beim industriellen Fügen zunehmend das Schweißen, Nieten oder Verschrauben. Klebstoffe reduzieren das Gesamtgewicht und erfüllen zusätzliche Funktionen wie Isolierung oder Dämpfung.

Der Nachteil jedoch ist, dass die Klebstoffe, sind sie einmal ausgehärtet, sich höchstens unter großem Zeit- oder Energieaufwand wieder lösen lassen. Wird ein geklebtes Produkt zu Reparaturzwecken oder für das Recycling zerlegt, endet dies oft in der Beschädigung oder Zerstörung einzelner Komponenten.

Neuer Klebstoff löst sich auf

Der neue thermolabile und reversible Klebstoff, den Barner-Kowollik und sein Forschungsteam am KIT entwickelt haben, kann dieses Problem möglicherweise lösen. Laut KIT ist der Klebstoff bei Raumtemperatur stabil, lässt sich aber auf den Punkt genau, schnell und schon bei vergleichsweise geringen Temperaturen wieder abbauen. Ist der Prozess beendet, zeigt sich dies unmittelbar, weil die entsprechende Stelle sich einfärbt.

Für dieses „Debonding on demand“ (DoD) haben die Experten Sollbruchstellen in das Netzwerk aus langkettigen Polymermolekülen eingebaut, aus dem ein typischer Klebstoff besteht. An diesen Stellen öffnen sich schon bei mäßigen Temperaturen unter 100 Grad Celsius die chemischen Verbindungen wieder und der Klebstoff löst sich auf. Seine Zusammensetzung und die genaue für das Ablösen notwendige Temperatur können der individuellen Anwendung angepasst werden. „Diese beiden Stellschrauben bewegen wir, indem wir die Moleküle modifizieren“, sagt Barner-Kowollik.

Für den Klebstoff, den die Experten ursprünglich für die Dentaltechnik entwickelt haben und der dort Einsatz finden soll, um verklebte Kronen oder Klammern schonend wieder auszubauen, haben sich mittlerweile vielfältige Anwendungsfelder geöffnet. Laut KIT sind neben dem Elektronikbereich auch Einsätze in der Produktion denkbar, etwa um Werkstoffe vorübergehend auf einer Werkbank zu fixieren, oder auch auf Baustellen, um zum Beispiel Industriedübel wieder zu entfernen. Der thermolabile Klebstoff ist patentiert und soll jetzt in Kooperation mit Partnern aus verschiedenen Industriebereichen weiterentwickelt werden.

© 320° | 15.10.2018