Kunststoffen zijn materialen die hoofdzakelijk bestaan uit harsen (of monomeren die direct tijdens de verwerking polymeriseren), aangevuld met additieven zoals weekmakers, vulstoffen, smeermiddelen en kleurstoffen, die tijdens de verwerking in een bepaalde vorm kunnen worden gegoten.
Belangrijkste kenmerken van kunststoffen:
① De meeste kunststoffen zijn licht van gewicht, chemisch stabiel en bestand tegen corrosie.
② Uitstekende slagvastheid.
③ Goede transparantie en slijtvastheid.
④ Isolerende eigenschappen met een lage warmtegeleidingscoëfficiënt.
⑤ Over het algemeen gemakkelijk te vormen, kleuren en verwerken tegen lage kosten.
⑥ De meeste kunststoffen hebben een slechte hittebestendigheid, een hoge thermische uitzetting en zijn brandbaar.
⑦ Dimensionale instabiliteit, vatbaar voor vervorming.
⑧ Veel kunststoffen presteren slecht bij lage temperaturen en worden bros in koude omstandigheden.
⑨ Gevoelig voor veroudering.
⑩ Sommige kunststoffen lossen gemakkelijk op in oplosmiddelen.
FenolharsenFenolharsen worden veelvuldig gebruikt in FRP-toepassingen (vezelversterkte kunststoffen) die FST-eigenschappen (brand-, rook- en toxiciteitseigenschappen) vereisen. Ondanks bepaalde beperkingen (met name brosheid) blijven fenolharsen een belangrijke categorie commerciële harsen, met een wereldwijde jaarlijkse productie van bijna 6 miljoen ton. Fenolharsen bieden een uitstekende dimensionale stabiliteit en chemische bestendigheid en blijven stabiel binnen een temperatuurbereik van 150–180 °C. Deze eigenschappen, in combinatie met hun kosteneffectieve prijs-prestatieverhouding, zorgen ervoor dat ze veelvuldig worden gebruikt in FRP-producten. Typische toepassingen zijn onder andere interieuronderdelen van vliegtuigen, laadruimtebekleding, interieurs van treinstellen, roosters en leidingen voor offshore olieplatformen, tunnelmaterialen, frictiematerialen, isolatie voor raketmondstukken en andere FST-gerelateerde producten.
Soorten vezelversterkte fenolcomposieten
Vezelversterkte fenolcomposietenDit omvat materialen die zijn versterkt met gehakte vezels, stoffen en doorlopende vezels. Vroegere gehakte vezels (bijvoorbeeld hout, cellulose) worden nog steeds gebruikt in fenolhars gietmassa's voor diverse toepassingen, met name in auto-onderdelen zoals waterpompdeksels en frictiecomponenten. Moderne fenolhars gietmassa's bevatten glasvezels, metaalvezels of, meer recent, koolstofvezels. De fenolharsen die in gietmassa's worden gebruikt, zijn novolakharsen, uitgehard met hexamethylentetramine.
Voorgeïmpregneerde textielmaterialen worden gebruikt in diverse toepassingen, zoals RTM (Resin Transfer Molding), honingraat sandwichconstructies, ballistische bescherming, interieurpanelen voor vliegtuigen en laadruimtebekleding. Producten met continue vezelversterking worden gevormd door middel van filamentwikkeling of pultrusie. Textiel en continuevezelversterkte composietenDoorgaans worden water- of oplosmiddeloplosbare resolfenolharsen gebruikt. Naast resolfenolharsen worden ook andere verwante fenolsystemen, zoals benzoxazines, cyanatesters en de recent ontwikkelde Calidur™-hars, toegepast in vezelversterkte kunststoffen (FRP).
Benzoxazine is een nieuw type fenolhars. In tegenstelling tot traditionele fenolharsen, waarbij moleculaire segmenten via methyleenbruggen [-CH₂-] met elkaar verbonden zijn, vormen benzoxazines een cyclische structuur. Benzoxazines kunnen eenvoudig gesynthetiseerd worden uit fenolische materialen (bisfenol of novolac), primaire aminen en formaldehyde. De ringopeningspolymerisatie produceert geen bijproducten of vluchtige stoffen, wat de dimensionale stabiliteit van het eindproduct verbetert. Naast een hoge hitte- en vlamweerstand vertonen benzoxazineharsen eigenschappen die ontbreken bij traditionele fenolharsen, zoals een lage vochtabsorptie en stabiele diëlektrische eigenschappen.
Calidur™ is een thermohardende polyaryletheramide-hars van de volgende generatie, één component, die stabiel is bij kamertemperatuur en is ontwikkeld door Evonik Degussa voor de lucht- en ruimtevaart- en elektronica-industrie. Deze hars hardt uit bij 140 °C in 2 uur, met een glasovergangstemperatuur (Tg) van 195 °C. Calidur™ biedt momenteel talrijke voordelen voor hoogwaardige composieten: geen vluchtige emissies, lage exotherme reactie en krimp tijdens het uitharden, hoge thermische en natte sterkte, superieure druk- en schuifsterkte van het composiet en uitstekende taaiheid. Deze innovatieve hars is een kosteneffectief alternatief voor epoxy-, bismaleïmide- en cyanatesterharsen met een gemiddelde tot hoge Tg in de lucht- en ruimtevaart, transport, automobielindustrie, elektrotechniek/elektronica en andere veeleisende toepassingen.
Geplaatst op: 24 juni 2025
