Klebt oder klebt nicht: Kontamination analysieren
In vielen Fällen sind solche Untersuchen aus Zeit- oder Kostengründen nicht möglich, so dass es zu Problemen mit den Klebverbindungen kommen kann. Die GWP hat in der Vergangenheit bereits bewiesen, dass sie sowohl im Schadensfall die haftungsstörende Komponente identifizieren als auch im Vorfeld Substrat/Klebstoff-Kombinationen testen und optimieren kann.
Das folgende Beispiel zeigt, wie die GWP Kontaminationen detektiert und die Haftung von Klebstoffen bzw. Fügeteilen auf Substraten bewertet.
Kontaminationen sind eine häufige Ursache für Enthaftungen. In manchen Fällen tritt dieses Ablösen der Klebschicht sogar erst nach einiger Zeit auf. In einem Fall bestand dieses Problem bei der Verklebung einer Styropor-Dämmschicht auf einem Porenbeton-Untergrund mittels eines PU-Klebstoffs. Drei Jahren nach der Aufbringung der Dämmschicht fand teilweise eine Enthaftung statt, deren Ursache zu klären war.
Das ToF-SIMS-Verfahren liefert Informationen über die atomare und molekulare Zusammensetzung der obersten Atomlage einer Oberfläche. Bei der Flugzeit-Massen¬spektroskopie wird die Probenoberfläche mit einem Primärionenstrahl beschossen. Diese Primärionen können nicht in die Probenmatrix eindringen und geben daher ihre Energie an die in der Oberfläche vorhandenen Moleküle bzw. Atome ab. Durch die Energieübertragung werden neben einem großen Anteil an ungeladenen Teilchen geladene Atome bzw. Molekülfragmente, die Sekundärionen, erzeugt.
Die geladenen Teilchen werden beschleunigt und in einem Flugzeit-Analysator entsprechend ihrem Masse-/Ladungsverhältnis (m/z) getrennt. Als Ergebnis erhält man das Sekundärionenmassenspektrum, welches ein für die betreffende Oberfläche typisches Muster zeigt.
Die Leistungsmerkmale des Messverfahrens sind einerseits die hohe Oberflächen-sensitivität und andererseits die sehr geringe Nachweisgrenze (Konzentrationen von 10 ppm einer Monolage). Die hohe Massenauflösung des Verfahrens erlaubt eine zuverlässige Identifizierung von chemischen Komponenten einer Oberfläche.
Die durch ToF-SIMS-Untersuchungen gewonnenen Daten sind nicht inhärent quantitativ, da die Intensität der nachgewiesenen Sekundärionen von der Art der chemischen Zusammen¬setzung in der obersten Monolage abhängt (SIMS-Matrixeffekt). Semiquantitative Daten können jedoch dann gewonnen werden, wenn die chemische Umgebung der zu vergleichenden Proben nur wenig variiert.
Die ToF-SIMS Analyse wurde am Klebeinterface einer intakten und einer enthafteten Probe jeweils auf der Styropor- und der PU-Seite durchgeführt. Für die Untersuchung der Grenzflächen der intakten Klebung wurden bei dieser die beiden Schichten vorsichtig mit einer Pinzette enthaftet.
Im Wesentlichen werden auf der enthafteten n.i.O.-Probe im Vergleich zur i.O.-Probe mit intakter Klebung folgende Elemente und Verbindungen nachgewiesen:
- Anorganische Ionen Na, Cl, NH4 (evtl. durch Fingerabdrücke)
- Aliphatische Kohlenwasserstoffe (evtl. Mineralöl)
- Silikonfragmente
- Sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe (evtl. Fragmente des Weichmachers)
- Sulfate und Dodecylbenzolsulfonat (waschaktive Substanz).
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