Untersuchung von Adhäsiv-Substrat-Grenzbereichen mit Infrarotspektroskopie und molecular modelling

Der Grenzbereich zwischen Klebstoff und Substrat hat Einfluß auf die Eigenschaften einer Klebverbindung. Wechselwirkungen, die bei der Applikation von Klebstoffen auftreten, können die Ausbildung des Grenzbereichs steuern. In dieser Arbeit wird die Wechselwirkung zwischen Maleinsäureanhydrid, einer Härterkomponente in Klebstoffen, und nativ oxidiertem Aluminium als Substrat mit externer infrarot Reflexions-Absorptions-Spektroskopie (ERAS) und Molecular Modelling (DFT- bzw. Dichtefunktional-Programm DMol) untersucht. Beim Kontakt mit dem Substrat wird das Anhydrid zur Maleinsäure hydrolysiert. Das Säure-Molekül wird mit einer Carboxylat-Gruppe zweizähnig verbrückt an die Substratoberfläche gebunden. Mit der Zeit wird die Säure über eine Zwischenstufe, in der das Molekül einzähnig über eine Carbonyl-Funktion gebunden ist, vollständig durch Wasser aus der Atmosphäre verdrängt. Maleinsäure ist in der Vernetzungsreaktion des Epoxids deutlich weniger reaktiv. Somit verarmt das Klebstoffgemisch in der Nähe der Aluminium-Oberfläche effektiv an Härter. Unter normalen Härtungsbedingungen wird die Polymerisation in der Nähe der Oberfläche unvollständig verlaufen.