DE102008050024A1

DE102008050024A1 - Verfahren zum minimieren von Resthaftung für thermoreversible Trockenklebstoffe

Info

Publication number: DE102008050024A1
Application number: DE200810050024
Authority: DE
Inventors: Tao Troy Xie; Xingcheng Madison Heights Xiao; Ruomiao Warren Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2009-04-16
Also published as: US20110256396A1; US7976665B2; CN101519569B; CN101519569A; US20090090461A1

Abstract

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verbinden von zwei Substraten mit thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoffen und zum Trennen der beiden verbundenen Substrate durch vollständiges thermisches Umkehren der Haftung durch Erwärmen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das technische Gebiet, auf welches sich die vorliegende Patentanmeldung allgemein bezieht, umfasst thermoreversible Trockenklebstoffe.
HINTERGRUND
Gecko-Fußballen mit Nanohaarstrukturen darauf sind Beispiele für ausgereifte Trockenklebstoffe. Das Arbeitsprinzip der Gecko-Haftung ist es, dass die Nanohaarstruktur einen maximalen Kontakt des Fußballens mit einer Gegenfläche erlaubt, und zwar unabhängig von deren Rauheit und deren chemischen Zusammensetzung. Dies wird durch Nanohaare erreicht, welche relativ lang sind und sich von dem Fußballen aus in einem derartigen Winkel erstrecken, dass benachbarte Nanohaare die Gegenfläche unabhängig von ihrer Topographie kontaktieren können. Der maximale Kontakt erlaubt ferner die Akkumulation von Millionen von kleinen van der Waals Wechselwirkungen (in einem Bereich von Mikro-Newton) zwischen dem Gecko-Fußballen und der Gegenfläche, was zu einer Gesamthaftkraft (Abziehkraft) von ungefähr 10 N/cm² führt. Wenn allerdings in dem Ablösemodus die Ablösekraft angewendet wird, wird die vollständige Ablösung schrittweise durch Überwinden von kleinen Haftkräften, welche sehr kleinen Flächen entsprechen, erreicht. Folglich wird die Haftung leicht umgekehrt. Insgesamt liegt die Attraktivität der Gecko-Haftung in der Kombination von Haftfestigkeit (10 N/cm²), der Reversibilität bzw. der Umkehrbarkeit sowie der Möglichkeit, an eine Vielzahl von Oberflächen sowohl im Hinblick auf die Oberflächenrauheit als auch im Hinblick auf die Oberflächenzusammensetzung angepasst werden zu können. Die zuvor genannten einzigartigen Eigenschaften der Gecko-Haftung haben wissenschaftliche Forschungsbemühungen angestoßen, um synthetische, ausgereifte Trockenklebstoffe herzustellen, welche unter Verwendung desselben Prinzips, wie der Gecko-Fuß, arbeiten. Bis jetzt zeigen die beiden besten synthetischen Gecko-Klebstoffe gegenüber Glas eine maximale Abziehfestigkeit von 3 bis 10 N/cm². Beide Klebstoffe erleiden aber als ein Ergebnis von Zusammenbruch der Nanostrukturen und eines lateralen Kollaps der Nanostrukturen, wobei das letztgenannte auf das miteinander Verbinden von benachbarten Nanohaaren zurückzuführen ist, nach lediglich einem oder zwei Befestigung-/Ablösezyklen einen starken Haftverlust. Des Weiteren sind synthetische Gecko-Klebstoffe teuer herzustellen und eine Herstellung in großem Maßstab ist praktisch zu schwer.
ZUSAMMENFASSUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verbinden von zwei Substraten mit thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoffen und zum Trennen der beiden verbundenen Substrate durch vollständiges thermisches Umkehren der Haftung durch Erwärmen.
Andere exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich werden. Es sollte verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anzeigend, lediglich für illustrative Zwe cke gedacht sind und nicht dazu beabsichtigt sind, den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu beschränken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und aus den begleitenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:
die 1 ein Produkt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
die 2 ein Produkt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
die 3 ein Produkt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
die 4 ein Produkt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
die 5 ein Produkt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
die 6 ein Produkt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und
die 7 ein Produkt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu beabsichtigt, den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, ihrer Anwendung oder Verwendungen zu beschränken.
Wie in der 1 dargestellt, umfasst eine Ausführungsform einen thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoff 11. In einer Ausführungsform kann der thermoreversible Mehrschicht-Trockenklebstoff 11 ein Zweischicht-Klebstoff (DLA) 10 sein. Der DLA 10 kann eine elastomere Trockenklebstoffschicht 12 und eine Formgedächtnispolymer(SMP)-Schicht 14 umfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Trockenklebstoffschichten ein elastomerer Epoxid-Trockenklebstoff sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Formgedächtnispolymer ein Epoxid sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die Bestandteile des Trockenklebstoffs oder die Bestandteile des Formgedächtnispolymers ein steifes Epoxid und ein flexibles Epoxid enthalten. Der Bereich möglicher Vernetzungschemien, welche eingesetzt werden können, um einen Trockenklebstoff oder ein Formgedächtnispolymer zu erhalten, kann alpha, omega-Diaminoalkane, organische Mehrfachcarbonsäure, Anhydrid oder katalytische (wie vom Imidazoltyp) Vernetzungsreaktionen umfassen. Es gibt viele verschiedene Wege, um die geeigneten Verhältnisse zwischen den molekularen Eigenschaften zu erreichen. Beispielsweise können die Trockenklebstoffe oder Formgedächtnispolymere ein steifes Epoxid, einen Epoxidverlängerer und ein Vernetzungsmittel enthalten; oder ein steifes Epoxid, ein flexibles Vernetzungsmittel und ein flexibles Epoxid enthalten; oder ein steifes Epoxid, ein steifes Vernetzungsmittel und ein flexibles Epoxid enthalten; oder ein steifes Epoxid, ein flexibles Epoxid und ein katalytisches Aushärtungsmittel enthalten; oder ein steifes Epoxid, ein Vernetzungsmittel und ein Verdünnungsmittel enthalten; oder ein flexibles Epoxid, ein Vernetzungsmittel und ein Verdünnungsmittel enthalten; oder ein steifes Epoxid und ein flexibles Vernetzungsmittel enthalten; oder ein flexibles Epoxid und ein katalytisches Aushärtungsmittel enthalten; oder ein flexibles Epoxid und ein Vernetzungsmittel enthalten, wobei das steife Epoxid ein aromatisches Epoxid mit wenigstens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit wenigstens zwei Epoxidgruppen ist, der Epoxidverlängerer wenigstens eine Epoxidgruppe aufweist und das Vernetzungsmittel eines von einem Mehrfachamin, einer organischen Mehrfachcarbonsäure oder einem Anhydrid ist und das Verdünnungsmittel ein Monoamin oder eine Monocarbonsäure ist. In verschiedenen Ausführungsformen fördert das katalytische Aushärtungsmittel (oder katalytische Aushärtung) Epoxid-zu-Epoxid- oder Epoxid-zu-Hydroxyl-Reaktionen. Das katalytische Aushärtungsmittel kann tertiäre Amine, Aminsalze, Bortrifluoridkomplexe oder Aminborate enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform können die Bestandteile des Trockenklebstoffs in einer ausreichenden Menge vorliegen, um beim Aushärten der Zusammensetzung einen Trockenklebstoff mit einer Glasübergangstemperatur (T_g) von –90°C bis 200°C und mit einer Abziehfestigkeit von einem Substrat zwischen 1 und 200 N/cm² zu liefern. In einer anderen Ausführungsform kann der Trockenklebstoff eine Glasübergangstemperatur von –90°C bis 25°C aufweisen. In einer Ausführungsform können die Bestandteile der Formgedächtnispolymerzusammensetzung in einer ausreichenden Menge vorliegen, um beim Aushärten der Zusammensetzung ein Epoxid-Formgedächtnispolymer mit einer Veränderung in dem Speichermodul von 2 bis 3 Größenordnungen vor und nach dessen Glasübergang zu liefern. In einer Ausführungsform weist das Formgedächtnispolymer eine T_g zwischen 25°C und 200°C auf.
Die 1 zeigt die ursprüngliche Krümmung des DLA 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welcher die Trockenklebstoffschicht 12 und die SMP-Schicht 14 umfasst. In der 1 ist der DLA 10 auf einem flachen Substrat 18 angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 18 beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, aus rostfreier Stahllegierung 304, aus Glas, aus Aluminiumlegierung 5657, aus Polypropylen oder aus Teflon (Polytetrafluorethylen) bestehen. Die 2 zeigt den DLA der 1 aus einem anderen Winkel. Wie in der 2 dargestellt, ist der Kontaktbereich 16 zwischen der Trockenklebstoffschicht 12 und dem Substrat 18 aufgrund der Krümmung des DLA gering. In einer in der 3 gezeigten Ausführungsform umfasst der DLA 10 ein nichtklebriges Teilstück 20, welches in der Trockenklebstoffschicht 12 ausgebildet ist. In einer Ausführungsform kann das nichtklebrige Teilstück 20 ungefähr in dem Zentrum der Trockenklebstoffschicht 12 ausgebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das nichtklebrige Teilstück 20 durch Form- oder Beschichtungsverfahren eingeführt werden. Das nichtklebrige Teilstück 20 kann ein nichtklebriges Material, beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Glas, Metall oder Teflon (Polytetrafluorethylen) enthalten. In einer Ausführungsform kann das nichtklebrige Teilstück 20 eine Öffnung in der Trockenklebstoffschicht 12 sein. In einer anderen Ausführungsform kann das nichtklebrige Teilstück 20 ein nichtklebriges Material über der trockenen Klebstoffschicht 12 sein oder das nichtklebrige Material kann in einer Öffnung oder in einer Aussparung in der Trockenklebstoffschicht 12 aufgenommen sein.
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum reversiblen Anhaften des DLA 10 bereitgestellt. Der DLA 10 ist auf dem Substrat 18 angeordnet. Dann wird der DLA 10 mit dem nichtklebrigen Teilstück 20 auf eine höhere Temperatur als die Glasübergangstemperatur der SMP-Schicht 14 erwärmt. Dann wird eine Last auf den DLA 10 aufgebracht, während der DLA 10 abgekühlt wird. In einer Ausführungsform kann der Lastdruck ungefähr 0,1 N/cm² bis ungefähr 20 N/cm² betragen. In einer Ausführungsform kann der DLA 10 auf ungefähr 25°C abgekühlt werden. Der DLA 10 verformt sich und schmiegt sich, wie in der 4 (Seitenansicht des DLA) und in der 5 (Draufsicht des DLA) gezeigt, an das Substrat 18 an. Zwischen dem DLA 10 und dem Substrat 18 bildet sich eine starke Klebverbindung aus. In einer Ausführungsform kann eine Festigkeit von 60 N/cm² erreicht werden. Wie in der 5 dargestellt, kann der DLA 10 an der Stelle des nichtklebrigen Teilstücks 20 nicht an dem Substrat 18 anhaften.
Gemäß einem Verfahren nach einer Ausführungsform wird der DLA 10 dann von dem Substrat 18 abgelöst, indem der DLA 10 auf eine Temperatur von oberhalb der Glasübergangstemperatur des SMP der SMP-Schicht 14 erwärmt wird und keine Last aufgebracht wird. Der DLA 10 erlangt seine ursprüngliche Krümmung wieder und die Resthaftung beträgt ungefähr null oder es tritt eine vollständige Haftungsumkehr ein. Die 1 zeigt eine Seitenansicht des wiederhergestellten DLA 10, welches von dem Substrat 18 abgelöst worden ist.
Wie in der 6 gezeigt, kann der thermoreversible Mehrschicht-Trockenklebstoff 11 in einer anderen Ausführungsform ein Vierfachtrockenklebstoff 26 sein, welcher zwei Schichten oder Teilstücke eines elastomeren Trockenklebstoffs und zwei Schichten oder Teilstücke eines Formgedächtnispolymers aufweist. Der Vierfachtrockenklebstoff 26 kann eine erste Trockenklebstoffschicht 28 und eine zweite Trockenklebstoffschicht 30 aufweisen, wobei die Krümmungen der Schichten 28, 30 in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Wenigstens eine der ersten Klebstoffschicht 28 oder der zweiten Klebstoffschicht 30 kann, wie dies in der 6 dargestellt ist, das nichtklebrige Teilstück 20 enthalten. Die Außenfläche jeder der Schichten 28, 30 kann eine im Allgemeinen konvexe Form aufweisen. Die ersten und zweiten Trockenklebstoffschichten 28, 30 treffen sich an den Außenecken 32 und 34 miteinander. Der Vierfachtrockenklebstoff 26 kann auch ein erstes Formgedächtnispolymerteilstück 36 und ein zweites Formgedächtnispolymerteilstück 38 aufweisen. Das erste Formgedächtnispolymerteilstück 36 kann benachbart zu der ersten Klebstoffschicht 28 angeordnet sein. Das zweite Formgedächtnispolymerteilstück 38 kann benachbart zu der zweiten Klebstoffschicht 30 angeordnet sein. Zwischen den ersten und zweiten Formgedächtnispolymerteilstücken 36, 38 kann ein Hohlraum 40 ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform ist der Vierfachtrockenklebstoff 26 zwischen einem ersten Substrat 42 und einem zweiten Substrat 44 angeordnet und wird auf eine Temperatur von oberhalb der Glasübergangstemperatur des SMP der ersten und zweiten Formgedächtnispolymerteilstücke 36, 38 erwärmt.
Dann wird, wie in der 7 dargestellt, auf den Vierfachtrockenklebstoff 26 eine Last aufgebracht, während dieser abgekühlt wird, um das erste Substrat 42 an dem zweiten Substrat 44 zu befestigen. Der Vierfachtrockenklebstoff 26 kann auf ungefähr 25°C abgekühlt werden. Der Vierfachtrockenklebstoff 26 verformt sich und schmiegt sich an die Substrate 42 und 44 an. Beim Abkühlen unter der Last kann der Hohlraum 40 sehr klein werden oder dieser kann vollständig verschwinden. Zwischen dem Vierfachtrockenklebstoff 26 und den Substraten 42 und 44 wird ein guter Kontakt und folglich eine starke Klebverbindung ausgebildet. Der Vierfachtrockenklebstoff 26 kann an den nichtklebrigen Teilstück(en) 20 nicht an das erste Substrat 42 oder an das zweite Substrat 44 anhaften.
Dann kann der Vierfachtrockenklebstoff 26 von den ersten und zweiten Substraten 42 und 44 durch Erwärmen des Vierfachtrockenklebstoffs 26 auf eine Temperatur von oberhalb der Glasübergangstemperatur des SMP der ersten und zweiten Formgedächtnispolymerteilstücke 36, 38 und ohne Aufbringen einer Last abgelöst werden. Beim Erwärmen löst sich jede der ersten und zweiten Trockenklebstoffschichten 28 und 30 von den Substraten 42 bzw. 44 ab, und zwar zunächst nahe den äußeren Ecken 32 und 34 und dann fortschreitend zu dem Zentrum 46 hin. Beim Erwärmen bildet sich zwischen den ersten und zweiten Polymerschichten 36 und 38 der Hohlraum 40 aus. Der Vierfachtrockenklebstoff 26 erlangt seine ursprüngliche Krümmung wieder. In einer Ausführungsform, bei der die ersten und zweiten Klebstoffschichten 28, 30 das nichtklebrige Teilstück 20 umfassen, beträgt die Resthaftung ungefähr null oder es tritt eine vollständige Haftungsumkehrung ein.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoffs 11, welches das Erwärmen von 3,6 g EPON 826 (einem Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A) auf ungefähr 75°C und das Vermischen desselben mit 2,16 g Neopentylglykoldiglycidylether (NGDE) und 2,3 g eines Diamins, wie beispielsweise Jeffamine D-230, umfasst. Jeffamine D-230 ist ein Polyetheramin, das difunktionell ist, und ein primäres Amin mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 230. Die primären Amingruppen sind an sekundären Kohlenstoffatomen an dem Ende der aliphatischen Polyetherkette lokalisiert. Jeffamine ist von Huntsman kommerziell erhältlich.
Die Mischung wird dann in einen Aluminiumtiegel gegossen und in einem Ofen bei ungefähr 100°C für 1,5 Stunden ausgehärtet. Dann kann eine Mischung aus 2,16 g NGDE und aus 1,15 g eines Amins, wie beispielsweise von Jeffamine D-230, in den Aluminiumtiegel auf die erste ausgehärtete Epoxidschicht gegossen werden und für 1,5 Stunden bei 100°C ausgehärtet werden. In einem dritten Schritt kann die Ofentemperatur zum Nachhärten für ungefähr eine Stunde auf 100°C erhöht werden. Am Ende des Nachhärtens kann das ausgehärtete Zweischicht-Epoxid entformt werden und kann, falls gewünscht, in kleine Stücke geschnitten werden. Ein Zweischicht-Epoxid kann mit der ersten Schicht, welche eine Dicke von ungefähr 2 mm aufwies und als Formgedächtnispolymer mit einer Glasübergangstemperatur von ungefähr 50°C fungierte, und mit einer zweiten Schicht mit einer Dicke von ungefähr 1 mm als Trockenklebstoff erhalten werden. Das nichtklebrige Teilstück 20 kann durch selektives Abscheiden einer nichtklebrigen Metallbeschichtung, wie beispielsweise aus Aluminium, ausgebildet werden.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Trockenklebstoffschicht 12, welches das Vermischen von 4,32 g Neopentylglykoldiglycidylether (NGDE) mit 2,3 g eines Amins, wie beispielsweise Jeffamine D-230, umfasst. Die flüssige Mischung wird dann in eine Aluminiumform gegossen. Das Aushärten wurde in einem Ofen für ungefähr 1,5 Stunden bei 100°C und dann für ungefähr eine Stunde bei 130°C durchgeführt. Das ausgehärtete Epoxid kann dann entformt werden und kann, wenn dies gewünscht ist, in kleine Stücke geschnitten werden.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer SMP-Schicht 14, welches das Vermischen von 3,6 g EPON 826 mit 2,16 g NGDE und 2,3 g Jeffamine D-230 umfasst. Die Mischung wurde in einen kreisförmigen Aluminiumtiegel gegossen und für 1,5 Stunden bei 100°C ausgehärtet und für 1 Stunde bei 130°C nachgehärtet. Das ausgehärtete Epoxid kann dann entformt werden und, falls gewünscht, in kleine Stücke geschnitten werden.
Die Trockenklebstoffschicht 12 kann eine kontinuierliche Kontaktfläche liefern oder die Trockenklebstoffschicht kann eine Vielzahl von räumlich getrennten Fingern umfassen, von denen jeder eine relativ kleine Kontaktfläche liefert, so dass die Gesamtkontaktfläche der Klebstoffschicht nicht kontinuierlich ist.
In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können zahlreiche Formgedächtnispolymere eingesetzt werden. Ausgehend von einem typischen aromatischen Diepoxid-/Diamin-System mit einer T_g von ungefähr 90°C kann beispielsweise der aromatische Epoxidbestandteil systematisch durch ein aliphatisches Diepoxid ersetzt werden, um eine Reihe von Epoxid-Formgedächtnispolymeren mit einer T_g in einem Bereich zwischen 3°C und 90°C zu ergeben. Auf diese Weise kann ein Formgedächtnispolymer zur Verwendung mit einem Trockenklebstoff, wie das für eine bestimmte, in bestimmten Temperaturbereichen durchzuführende Anwendung gewünscht wird, maßgeschneidert werden.
Das nachfolgende ist eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche ein Verfahren zum Herstellen einer Formgedächtnispolymerschicht 14 mit einer T_g in einem Bereich zwischen 3°C und 90°C bereitstellt. EPON 826 wurde in eine Glasflasche eingewogen und in einem Ofen, welcher auf 70°C vorgeheizt wurde, platziert, um zu schmelzen. Das Schmelzen dauerte ungefähr 1 Stunde. Unmittelbar nachdem die Flasche, welche das EPON 826 enthielt, aus dem Ofen herausgenommen wurde, wurden abgewogenes Jeffamine D-230 und NGDE in die Flasche zugegeben. Die Flasche wurde dann von Hand für ungefähr 10 Sekunden heftig geschüttelt, um die Bestandteile zu vermischen. Die detaillierten Formulierungen der fünf Epoxid-SMP-Proben, welche gemäß dem Verfahren hergestellt worden sind, in der Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1. Formulierungen der Epoxidproben 1 bis 5

Probe # EPON 826 (Mol) NGDE (Mol) Jeffamine D-230 (Mol)

1 0 0,02 0,01

2 0,005 0,015 0,01

3 0,01 0,01 0,01

4 0,015 0,005 0,01

5 0,02 0 0,01
Anschließend wurde die Mischung in einen Aluminiumtiegel gegossen. Die Epoxidproben wurden für 1,5 Stunden bei 100°C thermisch ausgehärtet und für 1 Stunde bei 130°C nachgehärtet. Nach Beendigung der Aushärtung wurden die Epoxidproben entformt und in gewünschte Formen geschnitten.
In einer anderen Ausführungsform wurde auf die nachfolgende Weise eine Reihe von Epoxidamin-Formgedächtnispolymeren mit verschiedenen Vernetzungsdichten synthetisiert. Die Epoxidformulierungen für die Proben 6 bis 11 sind in der nachfolgenden Tabelle 2 wiedergegeben. Für jede Probe wurden 0,02 Mol EPON 826 in eine Glasflasche eingewogen, welche in einen auf 75°C vorgewärmten Ofen platziert wurde und dort für eine halbe Stunde belassen wurde. Unmittelbar nachdem die EPON 826 enthal tende Flasche aus dem Ofen herausgenommen wurde, wurden Jeffamine D-230 und Decylamine gemäß den in der Tabelle 2 spezifizierten Mengen in die Flasche eingefüllt. Die Flasche wurde dann von Hand für ungefähr 10 Sekunden heftig geschüttelt, um die Bestandteile zu vermischen, und die Mischung wurde in einen Aluminiumtiegel gegossen. Alle Epoxidproben wurden für 1,5 Stunden bei 100°C thermisch ausgehärtet und für 1 Stunde bei 130°C nachgehärtet. Nach der Beendigung der Aushärtung wurden die Epoxidproben entformt und in gewünschte Formen geschnitten. Tabelle 2. Formulierungen der Epoxidproben 6 bis 11

Probe # EPON 826 (Mol) Jeffamine D-230 (Mol) Decylamin (Mol)

6 0,02 0,01 0

7 0,02 0,0075 0,005

8 0,02 0,005 0,01

9 0,02 0,0025 0,015

10 0,02 0,0005 0,019

11 0,02 0 0,02
In einer Ausführungsform besteht das System aus EPON 826, aus Jeffamine D-230 als dem Vernetzer und aus Decylamin als dem Monoamin. Wie in der Tabelle 2 dargestellt, wird die Menge an Vernetzer von der Probe 6 bis zu der Probe 11 systematisch verringert, während die Gesamtmengen von Epoxidfunktionalität und von aktiver Wasserstofffunktionalität der Amine auf einem gleichen Wert gehalten werden. Von diesen Proben wurde die Probe 11 als Referenzprobe eingesetzt, weil diese keinen Vernetzer enthält und es nicht erwartet wird, dass diese Formgedächtniseigenschaften aufweist.
In einer Ausführungsform kann/können das/die Substrat(e) flach sein und kann der thermoreversible Mehrschicht-Trockenklebstoff 11 gekrümmt sein. In einer anderen Ausführungsform kann/können das/die Substrat(e) gekrümmt sein und kann der thermoreversible Mehrschicht-Trockenklebstoff 11 flach sein.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und folglich werden Abweichungen hiervon nicht als eine Abkehr von dem Geist und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung erachtet.

Claims

Produkt umfassend: einen thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoff enthaltend: eine erste Schicht, welche einen Trockenklebstoff und ein nichtklebriges Teilstück umfasst, und eine zweite Schicht, welche ein Formgedächtnispolymer enthält.
Produkt nach Anspruch 1, welches des Weiteren ein Substrat umfasst, wobei die erste Schicht über dem Substrat angeordnet ist.
Produkt nach Anspruch 2, wobei die Klebkraft zwischen dem thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoff und dem Substrat ungefähr 1 bis 200 N/cm² beträgt.
Produkt nach Anspruch 1, wobei das nichtklebrige Teilstück wenigstens eines aus Glas, Metall oder Polytetrafluorethylen enthält.
Produkt nach Anspruch 1, wobei das nichtklebrige Teilstück auf der Seite der ersten Schicht angeordnet ist, welche sich nicht in Kontakt mit der zweiten Schicht befindet.
Produkt nach Anspruch 5, wobei das nichtklebrige Teilstück ungefähr in dem Zentrum der ersten Schicht angeordnet ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei das nichtklebrige Teilstück in der ersten Schicht durch eine Öffnung oder durch eine Aussparung ausgebildet ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der Trockenklebstoff umfasst: wenigstens eines von einem steifen Epoxid oder einem flexibeln Epoxid, und wenigstens eines von einem Vernetzungsmittel oder einem katalytischen Aushärtungsmittel, wobei das steife Epoxid ein aromatisches Epoxid mit wenigstens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit wenigstens zwei Epoxidgruppen ist und das Vernetzungsmittel eines von einem Mehrfachamin, einer organischen Mehrfachcarbonsäure oder einem Anhydrid ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei das Formgedächtnispolymer enthält: wenigstens eines von einem steifen Epoxid oder einem flexiblen Epoxid und wenigstens eines von einem Vernetzungsmittel oder einem katalytischen Aushärtungsmittel, wobei das steife Epoxid ein aromatisches Epoxid mit wenigstens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit wenigstens zwei Epoxidgruppen ist und das Vernetzungsmittel eines von einem Mehrfachamin, einer organischen Mehrfachcarbonsäure oder einem Anhydrid ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der thermoreversible Mehrschicht-Trockenklebstoff bei einer ersten Temperatur eine erste Form aufweist und bei einer zweiten Temperatur mit einer angelegten Last eine zweite Form aufweist.
Produkt nach Anspruch 1, welches des Weiteren eine dritte Schicht, welche einen elastomeren Trockenklebstoff enthält, sowie eine vierte Schicht, welche ein Formgedächtnispolymer enthält, umfasst.
Produkt nach Anspruch 11, wobei die dritte Schicht des Weiteren ein nichtklebriges Teilstück umfasst.
Produkt nach Anspruch 11, wobei die erste Schicht über der zweiten Schicht liegt und die dritte Schicht über der vierten Schicht liegt, und wobei zwischen der zweiten Schicht und der vierten Schicht ein Hohlraum vorgesehen ist.
Verfahren umfassend: Bereitstellen eines thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoffs, welcher eine erste Schicht, die einen Trockenklebstoff enthält, und eine zweite Schicht, welche ein Formgedächtnispolymer enthält, umfasst, Ausbilden eines nichtklebrigen Teilstücks auf der ersten Schicht, Bereitstellen eines Substrats, Positionieren der ersten Schicht über dem Substrat, Erwärmen des thermoreversiblen Mehrschichtklebstoffs auf eine Temperatur von oberhalb der Glasübergangstemperatur des Formgedächtnispolymers, Aufbringen einer Last auf den thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoff während eines Abkühlens auf eine Temperatur von unterhalb der Glasübergangstemperatur des Formgedächtnispolymers, so dass zwischen dem Substrat und einem Teilstück des thermoreversiblen Mehrschichtklebstoffs, welches nicht das nichtklebrige Teilstück einschließt, eine starke Klebverbindung ausgebildet wird, und Ablösen des thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoffs von dem Substrat durch Erwärmen des thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoffs auf eine Temperatur von oberhalb der Glasübergangstemperatur des Formgedächtnispolymers, wobei die Resthaftung ungefähr null beträgt.
Verfahren nach Anspruch 14, des Weiteren umfassend eine dritte Schicht, welche einen Trockenklebstoff enthält, eine vierte Schicht, welche ein Formgedächtnispolymer enthält, sowie ein zweites Substrat.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die dritte Schicht ein nichtklebriges Teilstück aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die erste Schicht über der zweiten Schicht liegt und die dritte Schicht über der vierten Schicht liegt.
Verfahren nach Anspruch 17, des Weiteren umfassend einen Hohlraum zwischen der zweiten Schicht und der vierten Schicht, bevor der thermoreversible Mehrschichtklebstoff nicht mit einer aufgebrachten Last erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die starke Klebverbindung, welche zwischen wenigstens einem Substrat und dem thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoff ausgebildet ist, eine Festigkeit von ungefähr 60 N/cm² aufweist.
Verfahren mm Verbinden von zwei Substraten mit thermoreversiblen Mehrschicht-Trockenklebstoffen und zum Trennen der beiden verbun denen Substrate durch vollständiges thermisches Umkehren der Haftung durch Erwärmen.