Haftschmelzklebstoffe beruhen bei der Verklebung hauptsächlich auf physikalischer Adsorption und mechanischer Verankerung.
Physikalische Adsorption
Physikalische Adsorptionskräfte können von schwach bis stark in Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen und Ionenbindungen eingeteilt werden. Praktische Anwendungstests bestätigen, dass Klebstoffe mit hoher Polarität einen signifikanten Unterschied in der Grenzflächenpolarität auf den verklebten Oberflächen hervorrufen können, was zu einer gegenseitigen Adsorption und einer verbesserten Haftung führt. Daher kann die Auswahl chemisch polarer Materialien zur Synthese von Schmelzhaftklebstoffen die Klebefestigkeit verbessern und die Affinität zur Klebefläche erhöhen.
Allerdings weisen stark polare chemische Komponenten (Elemente) häufig eine hohe Reaktivität auf und neigen durch Wechselwirkung mit Sauerstoff zur Alterung. Darüber hinaus haben stark polare chemische Komponenten meist eine tiefere Farbe, die das Aussehen des Klebstoffs oder des verklebten Materials beeinträchtigen und dadurch den Wert des Produkts mindern kann.
Für Materialien mit niedriger Oberflächenenergie oder geringer Polarität, wie PE und PP, sollten theoretisch Klebstoffe mit extrem niedriger Polarität gewählt werden, um den Grenzflächenkontaktwinkel zu minimieren oder die Kontaktfläche zu maximieren und so optimale Van-der-Waals-Kräfte zu erzielen. Die praktische Erfahrung zeigt jedoch, dass der Beitrag der Van-der-Waals-Kräfte zur Gesamtklebefestigkeit von Schmelzhaftklebstoffen nicht so bedeutend ist wie die Dipolwechselwirkungen, die durch den Polaritätsunterschied zwischen zwei Materialien an der Grenzfläche entstehen.
Mechanische Verankerung
Unabhängig von der Farbe und Polarität des Klebstoffs verfügen alle Klebstoffe über einzigartige viskoelastische Eigenschaften. Der viskose Teil ermöglicht es dem Klebstoff, zu fließen, sich zu verformen und dauerhaft auszudehnen, während der elastische Teil es dem Klebstoff ermöglicht, sich sofort zu verformen, zurückzuprallen, Zugfestigkeit zu widerstehen und Hitzebeständigkeit aufzuweisen. Die viskoelastischen Veränderungen des Klebstoffs hängen eng mit den Typen, Molekulargewichten, Komponentenverhältnissen und der Kompatibilität von hochmolekularen Harzen, Verdickungsmitteln, Weichmachern und verschiedenen Additiven zusammen. Auch Temperatur-, Geschwindigkeits-, Zeit- und Druckänderungen können die viskoelastischen Eigenschaften des Klebstoffs verändern.
Einflussfaktoren auf die Klebkraft von Schmelzhaftklebstoffen:
Oberflächenrauheit der geklebten Oberfläche
Für eine völlig glatte Klebefläche, unabhängig von der Fließfähigkeit und den mechanischen Verankerungseigenschaften des Klebstoffs, beträgt die maximal erreichbare Kontaktfläche 100 %. Mit zunehmender Oberflächenrauheit können jedoch weniger fließfähige Klebstoffe eine Kontaktoberfläche von weniger als 100 % erreichen, während fließfähigere Klebstoffe über 100 % erreichen können. Eine größere Kontaktfläche zwischen dem Klebstoff und dem angeklebten Material auf einer Einheitsprojektionsfläche erfordert eine höhere Energie zur Ablösung.
Grenzflächenbruchmodus
Der Bruchmodus der Klebeschichtgrenzfläche hängt eng mit der Festigkeit des Klebstoffs und des geklebten Materials zusammen. Wenn das verklebte Material nach der Verklebung auseinandergerissen werden muss, müssen die Kohäsionsfestigkeit und Grenzflächenenergie des Klebstoffs größer sein als die Kohäsionsfestigkeit des verklebten Materials selbst.
