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Kleben auf Knopfdruck: Mikrokapseln aktivieren 2K-Klebstoff
Das Fraunhofer IAP entwickelt Mikrokapseln, die Zweikomponenten-Klebstoffe sicher einschliessen und erst unter Druck bei Raumtemperatur freisetzen. Der Ansatz soll Klebprozesse vereinfachen, den Arbeitsschutz erhöhen und auf isocyanatfreie Systeme setzen.
Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP im Potsdam Science Park arbeitet im Rahmen des Fraunhofer-Clusters Programmierbare Materialien CPM an einem neuen Ansatz für industrielle Klebprozesse: Mikroskopisch kleine Kapseln schliessen jeweils eine Komponente eines Zweikomponenten-Klebstoffs ein. Solange die Kapseln intakt bleiben, ist das System inaktiv. Erst durch Druck zerplatzen die Kapseln, die Komponenten treffen aufeinander und vernetzen bei Raumtemperatur zu einer festen Verbindung. Zusätzliche Erwärmung oder weitere Aushärtungsschritte sind laut Dr. Christian Neumann, Wissenschaftler am Fraunhofer IAP, nicht erforderlich.
Die technische Herausforderung liegt in der Verkapselung selbst, da reaktive Zweikomponenten-Klebstoffe mit den Chemikalien der Kapselhülle reagieren können. Durch eine präzise abgestimmte Kapselchemie bleiben die Klebstoffkomponenten aktiv, werden zuverlässig eingeschlossen und lassen sich lagern sowie verarbeiten.
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Isocyanatfreie Systeme und flächige Trägermaterialien
Für industrielle Anwendungen bietet der Ansatz zwei zentrale Vorteile: Zum einen reduziert die Verkapselung den offenen Umgang mit reaktiven Klebstoffkomponenten, da diese erst im Fügeschritt in der Klebfuge freigesetzt werden. Zum anderen setzen die Forschenden auf isocyanatfreie Klebstoffsysteme auf Basis von Acrylaten oder Epoxiden. Damit adressiert das Kapsel- und Trägersystem Anwendungen, in denen Unternehmen isocyanathaltige Klebstoffe vermeiden möchten.
Im nächsten Entwicklungsschritt sollen die Mikrokapseln auf flächige Trägermaterialien wie textile Träger oder Fasergewirke aufgebracht werden, die sich als Zwischenlagewerkstoff verarbeiten lassen. Mögliche Einsatzfelder sind Batterie-Stacks in der Automobilindustrie, der Maschinenbau, die Elektronikfertigung sowie mikrostrukturierte Bauteile mit feinen Kanälen. Die Festigkeitsprüfungen erfolgen gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU.
Skalierung bis in den Tonnenmassstab
Das Fraunhofer IAP sucht nun Partner aus Industrie und Forschung, die konkrete Bauteile, Trägermaterialien oder Montageprozesse für anwendungsnahe Tests einbringen. Im Synthesetechnikum des Fraunhofer-Pilotanlagenzentrums für Polymersynthese und -verarbeitung PAZ lassen sich die Mikrokapseln bis in den Tonnenmassstab herstellen, sodass ausreichend Materialmengen für Tests unter praxisnahen Bedingungen zur Verfügung stehen.
Quelle: Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP, Pressemitteilung vom 25. Juni 2026.
