BioSwitch

Das Kleben und Entkleben "auf Knopfdruck" findet vor allem in der Industrie großen Anklang. Durch das Entkleben können Reparaturen am Bauteil vorgenommen werden, zudem wird das sortenreine Recycling erleichtert. Dabei ist es wichtig, dass die Klebverbindung trotz allem unter den Einsatzbedingungen zuverlässig hält. Das Lösen der Verbindung darf somit nur kontrolliert und zu einem angegebenen Zeitpunkt erfolgen.

Das Trennen einer Klebverbindung kann sowohl chemisch als auch physikalisch erfolgen. Bevorzugt werden die physikalischen Trennverfahren, die sich noch in thermische und mechanische Verfahren untergliedern lassen. Unter einem thermischen Trennverfahren versteht man die Pyrolyse des Klebstoffs. Dabei kann es je nach Temperaturbereich auch zu einer Beschädigung der Fügepartner kommen. Bei den mechanischen Verfahren wird die Verbindung durch Schneiden oder Aufbrechen getrennt, was ebenfalls Schäden an den Fügeteilen verursachen kann. Eine Kombination aus thermischen und mechanischen Trennverfahren bietet die Einformulierung von Treibmitteln. Das Treibmittel vergrößert sein Volumen ab einer bestimmten Temperatur enorm. Dies reduziert die Festigkeit der Klebverbindung und ermöglicht ein leichtes Trennen der Fügepartner.

Übergeordnetes Ziel des Projekts ist die Erforschung von nachhaltigen Klebstoffformulierungen und Verarbeitungsprozessen, die das reversible, durch Induktion auslösbare Kleben (bonding) und Trennen (debonding) von Fügepartnern ermöglicht. Im Sinne der Ausschreibung Technologischer Ressourcenschutz des Ministeriums für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg stellen die im Projekt vorgesehenen Arbeiten einen wichtigen Beitrag zu einer sicheren, stabilen und bezahlbaren Rohstoffversorgung dar, da sie effiziente Füge- und Trennprozesse sowie die zerstörungsfreie Trennung und Wiederverwendung bzw. das stoffliche Recycling von Komponenten aus strategisch wichtigen und ökonomisch attraktiven Werkstoffen ermöglichen.

Eine schnelle Klebstoffhärtung durch einen externen Stimulus ermöglicht schnelle Härtung bei langer Verarbeitungszeit. Durch "Einformulierung" von Nanopartikeln und Treibmitteln sollen bessere Eigenschaften der Klebstoffe erzielt werden, als durch Einmischen.

Der wesentliche, innovative Aspekt des Vorhabens besteht in der Verwendung biogener, hyperverzweigter Polypeptide, zu deren Funktionalisierung kovalent vernetzbare Gruppen, Treibmittel und polymergebundene Nanopartikel als wesentliche Bausteine der Klebstoff-formulierungen eingesetzt werden. Zur induktiven Härtung/Schaltung der Klebstoffe soll im Vergleich zu bestehenden Lösungen auf der Basis der Hochfrequenztechnik durch die Verwendung neuer Induktoren bei niedrigeren Frequenzen eine verbesserte Aufskalierbarkeit erreicht werden. Mit diesem Ansatz sollen die bisher bei der Einführung von schaltbaren Klebverbindungen in die Klebtechnik aufgetretenen, vielfältigen Probleme gelöst werden.