UV-Klebstoffe: Lineare und volumetrische Schrumpfung

Q: „Bei meiner Anwendung habe ich einen Prozess, bei dem ich UV-Klebstoff zwischen zwei Kunststoffteile auftrage, und ich beobachte eine kurze Kontraktionsphase, gefolgt von einer längeren Expansionsphase. Ist es möglich, dass sich UV-Klebstoff so verhält? Wie stark schrumpft UV-Klebstoff während der Aushärtung? Könnte dies eine Zugkraft zwischen zwei Kunststoffmaterialien verursachen? Könnte sich der UV-Klebstoff unter einer entgegengesetzten Kraft entspannen und etwas ausdehnen?“

A: Wenn lichthärtende aushärtbare Klebstoffe aushärten, sei es mit UV-Licht oder sichtbares Licht, bilden sich Querverbindungen zwischen den Polymerketten. Dadurch werden die chemischen Ketten sehr schnell näher aneinander gezogen. Wir sehen typischerweise eine lineare Schrumpfung von 1–2 %, die sich in eine volumetrische Schrumpfung von 2–5 % übersetzen lässt. Dies kann einige Kunststoffe oder optische Komponenten belasten. Es gibt einen Entspannungseffekt, normalerweise während der nächsten Stunden oder über Nacht, bei dem sich die Ketten leicht entspannen, während sie sich in eine optimale Ausrichtung drehen. Polymerketten „löffeln“ gerne zusammen. Wenn sie in einem seltsamen Winkel zueinander stehen, berühren sie sich immer noch, wollen aber die Ausrichtung finden, bei der sie in die gleiche Richtung zeigen und sich in die gleiche Richtung biegen. Chemische Bindungen können sich dehnen und um ihre Achsen drehen und ermöglichen diese Entspannung. Außerdem ist es gut zu wissen, dass sich ein Produkt mit einem niedrigen Modul unter Belastung leichter dehnt, während sich ein Produkt mit einem sehr hohen Modul überhaupt nicht stark dehnt. Ein Silikon (im Extremfall) kann einen Modul von nur 300 psi haben, während ein Epoxidharz einen Modul von bis zu 2.000.000 psi haben kann. Viele UV- aushärtbare Klebstoffe sind Urethanacrylate und können in ihrem Modul über einen sehr großen Bereich variieren. Das Produktdatenblatt sollte diesen Wert angeben.