Wat je altijd al wilde weten over kunststoffen

Wij leggen uit wat plastic is en alles wat je moet weten over plastic en de verwerking ervan.

Wat is plastic eigenlijk?

Plastics zijn stoffen die worden gesynthetiseerd uit de afzonderlijke bouwstenen, de monomeren, en waaraan nog andere additieven worden toegevoegd. In een kettingreactie, die polymerisatie wordt genoemd, worden de monomeren aan elkaar gekoppeld en vormen zo een keten, het macromolecuul. De monomeren zelf zijn gewoonlijk vloeibaar of gasvormig. Door de koppeling winnen de moleculen aan massa en nemen vaste vorm aan. Afhankelijk van het feit of de monomeren gewoon aan elkaar rijgen of dat een monomeer zich met meerdere moleculen verbindt, wordt een keten of een netwerk gevormd. Wanneer een keten wordt gevormd, spreekt men van een thermoplast; wanneer een netwerk wordt gevormd spreekt men van een duromeer of elastomeer. Een dichtmazig netwerk resulteert in de duromeren (verouderde thermoharders), kunststoffen die niet meer kunnen worden vervormd door opnieuw te verhitten. Uit een wijdmazig netwerk ontstaan de elastomeren of ook rubber genoemd. De gebruikte monomeren bepalen de polymeernaam, afhankelijk van welke monomeren tot een polymeer worden gepolymeriseerd, b.v. polymerisatie van styreen resulteert in polystyreen, polymerisatie van methylacrylaat resulteert in polymethylacrylaat. Zo worden de polymeren voor het eerst geproduceerd. Additieven zoals kleurpigmenten, antistatische middelen, vloeimiddelen of vulstoffen worden dan toegevoegd om de afgewerkte kunststof te produceren. De meeste kunststoffen worden in granulaatvorm verhandeld en kunnen dus gemakkelijk door middel van thermische werking door kunststofverwerkende machines, zoals extrusielijnen of spuitgietmachines, worden verwerkt tot eindproducten of halffabrikaten.

Kunststof

Afhankelijk van het gebruikte monomeer zijn er een aantal verschillende kunststoffen zoals ABS, Polytsyrol, PVC, PE, PP, PEEK, PMMA, PC, PVDF, PTFE, PA und nog veel meer. Al deze kunststoffen hebben verschillende eigenschappen en elk ervan heeft zijn voor- en nadelen. Hieronder leggen wij de belangrijkste en de meest voorkomende kunststoffen uit. Ook beschrijven wij hun belangrijkste eigenschappen.

De styreenfamilie

De eerste kunststof in de styreenfamilie die werd ontwikkeld was polystyreen. Styreen is zeer gemakkelijk te polymeriseren tot polystyreen door polymerisatie met vrije radicalen. De resulterende kunststof is amorf, ( doorzichtig ) heeft een zeer hoge transparantie en is zeer bros. Door zijn grote brosheid kan deze kunststof niet voor veel toepassingen worden gebruikt. Er zijn pogingen ondernomen om PS slagvaster te maken en zo het toepassingsgebied te vergroten. Door kleine rubberbolletjes in de matrix te verwerken, ontstond SB (styreen-butadieen).

Omdat polystyreen door zijn molecule zeer apolair is en dus zeer snel door apolaire oplosmiddelen kan worden opgelost, moest het chemisch worden gestabiliseerd tegen apolaire oplosmiddelen zoals benzine, diesel of olie. Dit werd bereikt door toevoeging van acrylonitril. De impact modifier component werd ook behouden in het materiaal, wat resulteerde in ABS ( acrylonitril-butadieen-styreen ).

Half afgewerkte producten van kunststof

Halfafgewerkte kunststofproducten zijn producten van kunststof die verder worden bewerkt, zoals kunststofplaten, buizen of profielen. De verdere verwerking van kunststofhalffabrikaten vereist deskundigheid op het gebied van kunststoffen. De verwerkingsparameters voor de afzonderlijke kunststoffen verschillen, soms zeer aanzienlijk.

Kunststoffen verlijmen

Het verlijmen van kunststoffen is een specialistisch vakgebied op zich. In het algemeen kan worden gesteld dat amorfe kunststoffen goed kunnen worden gelijmd en dat half-kristallijne kunststoffen veel moeilijker te lijmen zijn. Voor een goede hechting moeten kunststoffen meer atomen dan koolstof of waterstof in de molecuulketen bevatten. Deze creëren polariteit in het molecuul en kunnen daardoor chemisch worden aangevallen.

De meest populaire methode om kunststoffen te verlijmen is het zogenaamde koudlassen. Hier wordt een oplosmiddel gebruikt dat in het materiaal dringt en het oplost. Wanneer twee van dergelijke opgeloste oppervlakken worden samengevoegd, raken de moleculen in elkaar verstrikt. Nadat het oplosmiddel is uitgedreven, blijven de moleculen in elkaar verstrengeld en vormen zo een zeer sterke binding.

Bij het gebruik van deze verlijmingsmethode moet altijd aandacht worden besteed aan het spanningsevenwicht van de kunststof onderdelen. Indien de onderdelen zeer hoge interne spanningen bevatten als gevolg van de verwerking, kunnen deze selectief worden verstoord door de effecten van oplosmiddelen, zodat de onderdelen kunnen vervormen, soms in ernstige mate, na het uitdrogen.

Als u verschillende kunststoffen of kunststoffen met andere materialen wilt verlijmen, kunt u er niet omheen ze chemisch te verlijmen. Er zijn twee grote verschillen hier 1K of 2K lijmen.

1K-lijmen zijn gewoonlijk geen agressieve reactiesystemen en harden meestal uit door toevoeging van vochtigheid of zuurstof. Verlijming van grote oppervlakken is met deze lijmen niet aan te bevelen, omdat de benodigde uithardingscomponent de lijm niet bereikt.

De 2-componentensystemen zoals methylmethacrylaat, epoxy's of polyurethanen zijn veel reactiever. Vooral MMA's worden sterk aanbevolen voor het verlijmen van kunststoffen of kunststoffen op metalen. Een voorbeeldproduct (Plexus MA300) vindt u hier. In dit proces worden de moleculen chemisch aangetast en aan elkaar gebonden. De resulterende verbinding heeft een enorme sterkte en kan zeer goed krachten overbrengen.