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Polyalphaolefine - Herstellung von Haft- und Schmelzklebstoffen

Polyalphaolefin (PAO)

Polyalphaolefine (kurz: PAO) sind für ihre guten Klebeeigenschaften auf unpolaren Flächen bekannt. Da sie außerdem resistent gegenüber Feuchte und extremen Temperaturen sind, werden sie häufig als Schmelzklebstoffe in der Verpackungsindustrie eingesetzt. Doch auch in der Hygieneindustrie sowie in der Holzverarbeitung sind PAO hochgeschätzt. Da PAO im Gegensatz zu anderen Polyolefinen völlig amorph und damit nicht kristallisierfähig sind, werden sie auch als amorphe Polyalphaloefine oder ataktische Polyalphaolefine (kurz: APAO) bezeichnet.

Polyalphaolefine gehören zur Gruppe der Polyolefine. Bei diesen handelt es sich um gesättigte Kohlenwasserstoffe, die zu den Kunststoffen zählen und für ihre hohe chemische Beständigkeit sowie ihre elektrischen Isoliereigenschaften bekannt sind.

Diese spezielle Art der Polyolefine ist beständig gegenüber sehr geringen sowie hohen Temperaturen und weist eine niedrige Flüchtigkeit auf. Gegenstände oder Baustoffe, die mit PAO behandelt werden, sind fester und langzeitbeständiger. Die herkömmlichen Molmassen liegen bei etwa 10 und 20.000 g/mol.

Außerdem haben PAO hervorragende Klebeigenschaften, weswegen sie in der Industrie so oft als Schmelzklebstoffe Verwendung finden. Dabei ist das Hauptmonomer das Propylen. 

PAO werden synthetisch aus Ethylen, einem Kohlenwasserstoffgas, hergestellt. Dabei handelt es sich um ein Crackprodukt von Mineralöl. 

Zur synthetischen Herstellung braucht es mehrere Schritte der Polymerisation, in denen die Moleküle zu Isoparaffinen aufgebaut werden. In einer nachfolgenden Destillation werden die Fraktionen von Molekülen erhalten, die eine gewünschte Größe aufweisen. In einer nachfolgenden Hydrierung werden Moleküle, die noch ungesättigt sind, abgesättigt.

Das Ergebnis sind verschiedene Basisöle, die unterschiedliche Viskositäten aufweisen. Um diesen Ölen nun klebewirkende Eigenschaften zuzuweisen, werden sie mit synthetischen Harzen oder Wachsen kombiniert. So kann sogar die Schmelzviskosität verringert und die Sperrwirkung für Wasserdampf erhöht werden, was die Klebewirkung von PAO so langanhaltend und kraftvoll macht und für die zahlreichen Einsatzmöglichkeiten verantwortlich ist.

Anwendungsgebiete

Die von TER Chemicals vertriebenen Polyalphaolefine werden für thermoplastische Schmelzklebstoffe in Windeln, in der Holz- und Möbelindustrie sowie in der Papier- und Verpackungsindustrie verwendet. Andere Anwendungen umfassen Asphalt, Fahrbahnmarkierungen, farbige Gussmaterialien, Entwässerungskanäle und Bitumendichtungsplatten.

Schmelzklebstoffe oder Heizklebestoffe werden im erhitzten Zustand auf Oberflächen aufgetragen und bilden erst beim Abkühlen eine feste Verbindung der Klebefläche. Dieser Vorgang ist als Hot Melt bekannt.

Das Prinzip der Haftung beruht dabei auf Adhäsion und Kohäsion. Durch eine Erhöhung der Temperatur verringert sich die Viskosität und es kommt zur Adhäsion. So kann die Oberfläche mit ausreichend Klebstoff benetzt werden. Durch das Abkühlen des Klebers erfolgt schließlich eine Kohäsion. PAO schmelzen erst in einem Temperaturbereich, der sehr hoch ist - nämlich von 100 bis 170 Grad. Damit bilden sie beliebte Basispolymere für synthetische Schmelzklebstoffe.

PAO haften auf Materialien und Werkstoffen aller Art, wie Holz, Metall, Leder oder Kunststoff. Sogar poröse Oberflächen lassen sich so bestens durch das Hot Melt Verfahren vergießen.

Die häufigsten Anwendungsgebiete von Schmelzklebstoffen sind Verpackungen, Kleidung, Elektronik, Möbel, Windeln,Teppiche, Bastelbedarf und Buch-Umschläge.

Straßen sind durch ständig wachsenden Verkehr immer größerer Belastung ausgesetzt, weswegen ihre festigenden Eigenschaften stets Verbesserungen unterzogen werden müssen. Werden Farbahnen durch bituminöse Asphaltbeläge befestigt, kommt oft PAO zum Einsatz.

Dabei wird körniges Baumaterial mit Bitumen gemischt. Das Ergebnis ist Asphalt, dem nun PAO zugesetzt werden, welche eine Modifikation des Asphalts hervorrufen. Diese führt durch den polymeren Stoff dazu, dass das Bitumen in seiner Zusammensetzung verändert und dadurch in seinen positiven Eigenschaften erheblich verbessert wird.

Die mit PAO behandelten Straßenbeläge weisen so eine konstante und hohe Qualität auf. Sie sind belastbarer, widerstandsfähiger und halten länger stand. 

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