Cookies Deze website gebruikt cookies om optimaal te functioneren en in te spelen op de informatiebehoefte van de bezoekers. Door gebruik te maken van onze website stemt u in met het plaatsen van cookies. Lees meer hierover in onze privacy- en cookieverklaring.
Afbeelding: Polymeren hoofdfoto 1

Polymeren, de opbouw van plastic

15 december 2020

Plastic, een materiaal wat onmisbaar is voor de industriële industrie. Het is een van de meest veelzijdige grondstoffen.  Maar hoe zit plastic nou precies in elkaar? In dit artikel leggen we meer uit over de opbouw van plastic, oftewel; polymeren. We beschrijven de verschillende soorten plastics, de eigenschappen daarvan en de voordelen van het gebruik.

Het ontstaan van polymeren

Plastic ontstaat door een chemische verbinding, wat gemaakt wordt door een niet-natuurlijk scheikundig proces. Plastics zijn polymeren, dit zijn moleculen die zich steeds herhalen, ook wel de monomeren genoemd. De herhaling van moleculen vormen de basis. Een polymeer bestaat vaak uit duizenden monomeren waardoor hij dus ontzettend lang is. Ze zijn al lang in de natuur te vinden, denk aan het zetmeel in aardappelen, de cellulose in hout en de eiwitten in dieren en planten. De industrie heeft de truc van polymeren afgekeken van Moeder Natuur. Het resultaat zie je in de vorm van allerlei kunststoffen; plastics.

Verschillende soorten plastics

Er zijn ontzettend veel soorten plastics, die allemaal verschillende eigenschappen hebben. Buigbaar of niet, licht of zwaar van gewicht, elastisch of niet, wel of niet bestand tegen hogere temperaturen en ga zo maar door. De eigenschappen van plastic worden bepaald door de lengte van de polymeren. Je hebt twee verschillende soorten polymeren, die je verderop in het artikel kunt lezen.

Afbeelding: plastic recycling

Thermoplasten en thermoharders

Zowel thermoplasten en thermoharders bestaan uit polymeren. Het verschil zit in de manier waarop ze met elkaar verbonden zijn, waardoor ze anders op elkaar reageren. Maar hoe werkt dit dan precies?

Thermoplast

Een thermoplast is een kunststof materiaal die zacht wordt als hij verwarmd wordt. Een thermoplast heeft lange molecuulketens, oftewel polymeren. Moleculen liggen bij een vaste vorm van kunststof strak tegen elkaar aan. Wanneer de thermoplast verwarmd wordt bij ca. 165 °C, worden de moleculen bewegelijker. Het is dus een materiaal die bij verwarming vervormt en vloeibaar wordt. Bij een afkoelpunt van ca. 120 °C wordt de thermoplast weer stevig. Het afkoelen van een thermoplast ligt aan de Tg temperatuur, die verschillend is per thermoplast. Wat de verschillen zijn in thermoplasten kan je hier teruglezen.

Voor spuitgieten wordt vrijwel altijd gebruik gemaakt van thermoplasten. Dit doordat het smeltbare polymeren zijn, die in een vorm gegoten kunnen worden door middel van spuitgieten.

Een voordeel van thermoplast? Het materiaal geeft de mogelijkheid tot hergebruik, ook wel recyclen genoemd. Door het opnieuw verhitten kan het materiaal in andere gewenste vormen worden gebracht. Dit kan ook weer handig zijn voor Design For Disassembly (DFD).  Denk bij thermoplast aan folie, flessen, kleding, piepschuim en vele andere producten.

Thermoharder

Een thermoharder is een materiaal dat in vergelijking met de thermoplast, maar één keer kan vormen, daarna blijft deze bij verhitting hard. De oorzaak? De crosslinks; dwarsverbindingen, tussen de individuele ketens. De polymeren vormen zich in een netwerkpolymeer en ontleden vaak voordat ze smelten. Waar bij een thermoplast het materiaal na verwerking nog om te vormen is, is de thermoharder na verwerking dit niet. De dichte netwerkstructuur houdt de polymeerketens bij elkaar. De dichte netwerkstructuur zorgt voor een andere verwerking als bij een thermoplast. Denk aan producten als een stopcontact of schakelaars, je wilt dat deze onder alle omstandigheden stevig blijven.

De thermoharder smelt niet, maar ontleedt zich zonder vloeibaar te worden, hierdoor zijn thermoharders lastig om te recyclen. Het gebruik van thermoharders is veel minder dan thermoplasten. Thermoharders zijn moeilijk te gebruiken in productie door middel van spuitgieten en daarnaast is recyclen lastig.

Afbeelding: Stopcontact

Het verschil tussen een thermoplast en thermoharder

Om even een duidelijk beeld te geven, vergelijken we de thermoplast en de thermoharder. De namen geven al aan dat deze iets te maken hebben met temperatuur. Thermoplasten worden zacht en beweegbaar. Thermoharders blijven hard en niet buigzaam. Er is geen goede beweging te krijgen in een voorwerp wat gemaakt is van een thermoharder. Daarnaast is het verschil dat een thermoplast goed te recyclen is, de thermoharder is dat niet.

Zijn plastic en kunststof hetzelfde?

Plastic en kunststof verschillen met elkaar. Plastic is een kunststof, maar niet elke kunststof is een plastic. De woorden plastic en kunststof worden in de praktijk als synoniemen gebruikt, toch zijn ze anders. De twee hebben een andere structuur, oplosbaarheid en smeltpunt. Door verhitting van plastic kan er een object gemaakt worden in een vorm, dit is een thermoplast. Een thermoharder kan niet gevormd worden door verhitting en valt dus onder kunststof.

Voordelen van kunststof

Steeds meer bedrijven kiezen voor kunststof, het is dan ook in opmars in de industrie. De duurzaamheid van kunststof wordt vaker verkozen boven die van staal of rvs. Er zitten veel voordelen verbonden aan kunststof, de belangrijkste zijn:

  • Goedkoper
  • Minder onderdelen in het eindproduct
  • Minder assemblagestappen
  • Minder nawerkingstappen
  • Gewichtsbesparing van het product
  • Veel verschillende typen kunststof met unieke eigenschappen
  • Beschikbaar in veel kleuren

Contact

In dit artikel hebben we de basis van polymeren en kunststof uitgelegd, natuurlijk is er veel meer over te vertellen. Wilt u meer informatie over hoe dit bij Rompa in zijn werk gaat? Wij vertellen u graag meer erover. Aarzel niet en neem contact met ons op.