Mehr und individualisierte Klebstoffe sind der Trend

Veränderung des spezifischen Durchgangswiderstands eines zweikomponentigen Silikons durch den Zusatz von Leitruß und Single-Walled Carbon Nanotubes (Bild: SKZ - Das Kunststoff-Zentrum)

27.05.2021 Mehr und individualisierte Klebstoffe sind der Trend

Entwicklungstrends bei Klebstoffen

von M. Sc. Heinrich Leicht (SKZ-KFE gGmbH)

Der Ausbau der Elektromobilität, die Digitalisierung von Industrie und Privatsektor sowie die damit verbundene Einführung neuer Kommunikationsstandards, wie z.B. die 5GTechnik, treiben eine stetige Weiterentwicklung
und Verbreitung von Elektronikprodukten an.

Die hierfür erforderlichen Produktinnovationen werden von stetigen Materialentwicklungen begleitet bzw. setzen diese sogar voraus. In diesem Kontext ist auch die Weiterentwicklung bestehender Klebstoffe unerlässlich, um auf zukünftige Trends kostengünstig und mit dem größtmöglichen Gestaltungsspielraum zu reagieren. Bereits jetzt wird an optimierten Lösungen für das Thermomanagement und die Kontaktierung von Akkuzellen gearbeitet. Ein Beispiel für neuartige elektrisch leitfähige Klebstoffe ist der Einsatz von kohlenstoffbasierten Füllstoffen mit hohem Aspektverhältnis (Verhältnis aus Länge zu Durchmesser) wie z.B. Carbon Nanotubes (CNTs) oder Graphen. In einem Kooperationsprojekt (ESDBond, IGF-Nr. 20459 BG) zwischen dem Kunststoff- Zentrum – SKZ, einem Institut der Zuse-Gemeinschaft, und dem Fraunhofer IWS Dresden konnten mit CNTs elastische Klebstoffe hergestellt werden, welche bei Füllgraden unter 0,5 Gew. % spezifische elektrische Volumenwiderstände von bis zu 10-2 Ω∙cm (Senkung um bis zu 16 Größenordnungen) erreichten. Bei klassischen Füllstoffen wie Silberpartikeln sind im Vergleich dazu wesentlich höhere Füllgrade erforderlich, wodurch sich neben einer geringeren Kosteneffizienz zudem auch erhebliche, ausgeprägtere Einflüsse auf Mechanik und Gewicht des Klebstoffs ergeben. Hier zeigt sich einmal mehr, dass anwendungsnahe Forschungseinrichtungen, wie die der Zuse-Gemeinschaft oder der Fraunhofer-Gesellschaft, und öffentliche Fördermaßnahmen einen signifikanten Beitrag für die industrielle Vorentwicklung schaffen. Dieser Beitrag wird auch in Zukunft für leistungsfähige Produkte notwendig sein.

Heinrich Leicht, M. Sc. (EAS), wissenschaftlicher Mitarbeiter, SKZ – Das Kunststoff-Zentrum
„Innovative Klebstofflösungen sind Enabler bei der Realisierung vieler Trendlösungen – die Forschung spielt hier eine wichtige Rolle.“ Heinrich Leicht, M. Sc. (EAS), wissenschaftlicher Mitarbeiter, SKZ – Das Kunststoff-Zentrum