Einleitung
Bei einem Klebrigkeitstest werden Adhäsions- und/oder Kohäsionskräfte gemessen. Kohäsion ist die Anziehungskraft zwischen Molekülen derselben Substanz, während sich Adhäsion auf die Anziehungskraft zwischen verschiedenen Molekülen bezieht, zum Beispiel zwischen einer Substanz und einem Substrat.
Messbedingungen
In der Klebstoffindustrie wird die Klebrigkeit / TackinessKlebrigkeit beschreibt die Wechselwirkung zwischen 2 Schichten identischer (Autohäsion) oder unterschiedlicher (Kohäsion) Materialien in Bezug auf die Oberflächenklebrigkeit.Klebrigkeit verschiedener Produkte in der Regel mit Klebrigkeitstest quantifiziert. Im Folgenden wurde ein Klebrigkeitstest an Haarwachs mit dem Rotationsrheometer Kinexus durchgeführt. Dafür wurde ein handelsüblicher Haarwachsstreifen auf der unteren Platte befestigt und bei 25 °C gehalten. Die obere Platte (Durchmesser: 8 mm) wurde abgesenkt, bis eine Normalkraft von 30 N auf das Wachs erreicht war. Nach einer Kontaktzeit von 5 s wurde der Spalt linear mit einer Geschwindigkeit von 30 mm·s-1 vergrößert.
Hier geht es zum Test.
Messergebnisse
Abbildung 1 zeigt die resultierende Normalkraft in Abhängigkeit von der Zeit, die für den bei 25 °C durchgeführten Test ermittelt wurde. Sobald die obere Platte ansteigt, nimmt die Kraft zu und erreicht an der Stelle, an der die Klebeverbindung bricht, einen Höchstwert.
Typische Ergebnisse des Klebetests sind:
- Die Peakfläche, bezogen auf den Klebstoff oder die Kohäsionsfestigkeit, je nach Art der Prüfung.
- Die Kraft bei Peakmaximum, genannt Klebrigkeit.
- Die Zeit, in der die Kraft um 90 % abnimmt oder die Versagenszeit.
Je höher diese Werte sind, desto größer ist die Adhäsionsoder Kohäsionskraft.
Klebrigkeitstests dienen zum Vergleich der Klebefähigkeit verschiedener Materialien, aber auch dazu, den Einfluss der folgenden Parameter auf die Klebrigkeit zu untersuchen:
- Angewandte Axialkraft
- Kontaktdauer
- Geschwindigkeit der oberen Platte
Im Rahmen dieser Untersuchung wurde ein Haarwachs bei unterschiedlichen Temperaturen gemessen, um den Einfluss der Temperatur auf die Klebefähigkeit zu ermitteln. Dabei wurde sowohl eine Lagerung im Kühlschrank als auch in der Wüste simuliert. Die Temperaturen betrugen 8 °C und 50 °C. Die Ergebnisse sind in Abbildung 2 und Tabelle 1 dargestellt. Sie zeigen, dass die Temperatur einen großen Einfluss auf die Klebrigkeit des Haarwachses hat. Die Klebrigkeit variiert um einen Faktor von mehr als 20 zwischen den Messungen bei 8 °C und bei 50 °C.
Tabelle 1: Klebrigkeit, Kohäsionsfestigkeit und Ausfallzeit
Temperatur [°C] | Klebrigkeit [N] | Kohäsionsfestigkeit [N/s] | Ausfallzeit [s] |
|---|---|---|---|
| 8 | 43,1 | 16,2 | 0,82 |
| 25 | 11,8 | 3,3 | 0,74 |
| 50 | 1,8 | 0,6 | 0,69 |
Zusammenfassung
Die Temperatur hat erheblichen Einfluss auf die Ergebnisse des Klebrigkeitests. Wie zu erwarten, ist dieses verwendete Haarwachs umso klebriger, je höher die Lagertemperatur ist. Eine Lagerung im Kühlschrank (typische Temperatur: 8 °C) ist zu vermeiden, da dieses Haarwachs dann sehr kohäsiv wird und die Haftung auf Haut und Haar nachlässt.
Es ist zu beachten, dass die für die Tests gewählten Parameter die Ergebnisse stark beeinflussen. Ein Vergleich der Klebrigkeit verschiedener Materialien erfordert daher identische Messbedingungen, insbesondere in Bezug auf die Probentemperatur, die angewandte Normalkraft und die Geschwindigkeit der oberen Platte.