Klebstoffe sind Werkstoffsysteme, die durch Adhäsion an Oberflächen und Kohäsion im Inneren dauerhafte oder lösbare Verbindungen zwischen Substraten herstellen. Die Leistungsfähigkeit eines Klebstoffsystems wird durch ein komplexes Zusammenspiel aus chemischer Struktur, Rheologie, Aushärtungsmechanismus, Grenzflächenchemie und Umgebungsbedingungen bestimmt.

Adhäsions- und Kohäsionsmechanismen
Adhäsion entsteht vor allem durch physikalische (van-der-Waals-, elektrostatische, kapillare) und/oder chemische Bindungen (kovalente, Wasserstoffbrücken, koordinative Bindungen) an der Grenzfläche. Voraussetzung sind ausreichende Benetzung und ein geeigneter Oberflächenzustand des Substrats (Rauigkeit, Polarität, Sauberkeit). Die Kohäsion wird von der Polymerarchitektur (Vernetzungsgrad, Glasübergangstemperatur, molekulare Gewichtverteilung) und gegebenenfalls Füllstoffen bestimmt.

Klassifikation von Klebstoffen
Technisch werden Klebstoffe u.a. nach Aushärtungsmechanismus (reaktiv, physikalisch trocknend, schmelzbasierend), chemischer Basis (z.B. Epoxid-, Polyurethan-, Acrylat-, Silikon-, Kollagen‑Bioadhesive) und Einsatzfall (strukturell vs. nicht-strukturell) klassifiziert. Epoxidklebstoffe und Epoxidharzklebstoffe sind typische strukturelle Systeme mit hoher Steifigkeit und Temperaturbeständigkeit, z.B. für Aluminium-Epoxid-Klebeverbindungen. Hyperelastische und fibrillare Klebstoffe zielen hingegen auf hohe Dehnfähigkeit bzw. reversible, gecko-inspirierte Haftung.

Fortgeschrittene und biomimetische Systeme
Stimulusaktivierte und latente Reaktivadhäsive erlauben eine zeit- und ortsselektive Aktivierung (z.B. durch Temperatur, Licht, pH), was für automatisierte Fertigungslinien und Reparaturprozesse entscheidend ist. Marine Muschelklebstoffplaketten und andere bioinspirierte Systeme liefern Designprinzipien für starke Haftung unter Wasser, etwa durch catecholhaltige Funktionsgruppen.

Klebstoffauswahl
Die Klebstoffauswahl erfordert die simultane Betrachtung von Substraten, Belastungsart (Scher-, Zug-, Peel- und Schlagbeanspruchung), Umgebungsmedien, Lebensdaueranforderungen sowie Verarbeitungsfenstern. Die gezielte Abstimmung der Grenzflächenchemie und der makroskopischen mechanischen Eigenschaften bleibt ein zentrales Forschungsfeld.