Wat is thermoplast?

Een thermoplast (soms geschreven als thermoplast) is een soort plastic gemaakt van polymeerharsen dat bij verhitting een gehomogeniseerde vloeistof wordt en bij afkoeling hard wordt. Wanneer het echter bevroren is, wordt een thermoplast glasachtig en onderhevig aan breuk. Deze eigenschappen, die het materiaal zijn naam geven, zijn omkeerbaar. Dat wil zeggen, het kan herhaaldelijk worden opgewarmd, opnieuw gevormd en ingevroren. Deze kwaliteit maakt thermoplasten ook recyclebaar.

Er zijn tientallen soorten thermoplasten, waarbij elk type varieert in kristallijne organisatie en dichtheid. Sommige soorten die tegenwoordig vaak worden geproduceerd, zijn polyurethaan, polypropyleen, polycarbonaat en acryl. Celluloid, dat wordt beschouwd als de eerste thermoplast, deed zijn intrede in het midden van de 19e eeuw en regeerde ongeveer 100 jaar in de industrie. Tijdens de piekproductie werd het gebruikt als vervanging voor ivoor. Tegenwoordig wordt het gebruikt om plectrums te maken.

Soms worden thermoplasten verward met thermohardende kunststoffen. Hoewel ze misschien hetzelfde klinken, hebben ze eigenlijk heel verschillende eigenschappen. Terwijl thermoplasten kunnen worden gesmolten tot een vloeistof en afgekoeld tot een vaste stof, verslechteren thermohardende kunststoffen chemisch wanneer ze worden blootgesteld aan hitte. Ironisch genoeg zijn thermohardende kunststoffen echter duurzamer wanneer ze worden afgekoeld dan veel thermoplasten.

Thermoplasten verschillen ook van elastomeren, hoewel sommige als beide worden beschouwd. Hoewel veel thermoplasten tot een punt kunnen worden uitgerekt, hebben ze over het algemeen de neiging om zowel weerstand te bieden als in de vorm te blijven waarnaar ze worden uitgerekt. Elastomeren, zoals de naam al doet vermoeden, stuiteren terug. De toevoeging van weekmakers aan de smelt kan echter een meer buigzame thermoplast maken. In feite is dit meestal het geval wanneer een thermoplast wordt gebruikt voor kunststof spuitgieten of extrusie.

De specifieke werking van een weekmaker is om de glasovergangstemperatuur (Tg) van het materiaal te verlagen. Dit is het punt waarop het bros wordt bij afkoeling en zacht bij verhitting. Tg varieert met elk type thermoplast en wordt bepaald door de kristallisatiestructuur. Tg kan echter ook worden aangepast door een thermoplast in een copolymeer, zoals polystyreen, in te voeren. Tot het gebruik van weekmakers waren sommige gegoten thermoplastische onderdelen gevoelig voor barsten bij koud weer.

Thermoplasten bestaan ​​al heel lang, maar zijn tegenwoordig een enorm onderdeel van het dagelijks leven. Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) is bijvoorbeeld een soort thermoplast dat wordt gebruikt om sportuitrusting, speelgoed (d.w.z. LEGO®-blokken) en verschillende auto-onderdelen te vervaardigen. Polycarbonaat wordt onder meer gebruikt voor het maken van compact discs (cd's), drinkflessen, voedselopslagcontainers en brillenglazen. Polyethyleen is waarschijnlijk de meest voorkomende thermoplast en wordt gebruikt om shampooflessen, plastic boodschappentassen en zelfs kogelvrije vesten te maken.

Zijn thermoplasten biologisch afbreekbaar?

Biologische afbreekbaarheid is een belangrijke maatstaf voor de milieuvriendelijkheid van elke stof. Simpel gezegd, biologische afbreekbaarheid betekent dat een materiaal op natuurlijke wijze kan worden afgebroken door micro-organismen. Bacteriën en schimmels helpen meestal bij de ontbinding door zich te voeden met organische materialen. Zodra biologisch afbreekbare materialen zijn afgebroken, blijven hun basiscomponenten over.

Waarom gewoon plastic niet biologisch kan worden afgebroken

Traditionele kunststoffen zijn niet biologisch afbreekbaar. Dat komt omdat bacteriën er niet van kunnen eten en ze kunnen afbreken in hun oorspronkelijke componenten. Ondanks het feit dat kunststoffen zijn gemaakt van natuurlijk voorkomende materialen zoals olie, is het het polymerisatieproces dat ervoor zorgt dat ze niet kunnen afbreken.

Wanneer ruwe olie wordt gebruikt om plastic te maken, worden de koolwaterstoffen uiteindelijk gescheiden in kleinere moleculen die bekend staan ​​als monomeren. Twee belangrijke monomeren bij de productie van plastic zijn ethyleen en propyleen. Deze worden chemisch gecombineerd tot nieuwe configuraties, wat resulteert in lange zich herhalende molecuulketens die we polymeren noemen. Ze worden later gecombineerd met additieven zoals vlamvertragers om de uiteindelijke vorm van elk type plastic te creëren.

Dus als plastic koolstof bevat, wat kunnen bacteriën dan niet afbreken? Het polymerisatieproces verandert de oorspronkelijke materialen in moleculaire verbindingen die in de natuur niet voorkomen. Bacteriën en andere micro-organismen kunnen in deze vormen geen koolstof opnemen.

Thermoplastische kunststoffen en biologische afbreekbaarheid

Net als gewone kunststof worden ook thermoplasten gemaakt van polymeren. Er is ook thermoplastisch zetmeel, gemaakt door natuurlijke zetmelen te combineren met een weekmaker. Deze natieve zetmelen worden ook wel pure zetmelen genoemd, afgeleid van voedingsmiddelen zoals tarwe en aardappelen. Ze zijn gemaakt van koolhydraten met een lange keten die onoplosbaar zijn in koud water.

Het proces van het maken van thermoplastische zetmelen begint met het weekmaker-zetmeelmengsel dat wordt verwarmd tussen 70 en 90 graden Celsius. Dit bereik ligt boven de normale zetmeelverstijfselingstemperaturen en verzwakt bestaande waterstofbruggen in het zetmeel zelf. Het resulterende mengsel verandert in thermoplastisch zetmeel.

Biologisch afbreekbare kunststoffen zoals thermoplastisch zetmeel kunnen het probleem van biologische afbreekbaarheid oplossen. Zetmeel zelf is biologisch afbreekbaar en een hernieuwbare hulpbron. Afhankelijk van de bron die je raadpleegt, duurt het tussen de 30 en 90 dagen voordat TPS is afgebroken. Daarentegen heeft de gemiddelde plastic fles ongeveer 450 jaar nodig om te ontbinden.

Wat is het belangrijkste verschil tussen thermoplastisch en thermohardend plastic?

Op het eerste gezicht lijken thermoplastische en thermohardende kunststof op elkaar. Ze zijn tenslotte allebei gemaakt van polymeren. Ze reageren echter anders wanneer ze worden blootgesteld aan horen. Thermohardende kunststof smelt niet - in feite behoudt het zijn vorm en stevigheid nadat het is uitgehard.

Dus als thermohardend plastic niet echt smelt, waarom wordt het dan nog steeds gebruikt? Dat onvermogen om te smelten wordt in bepaalde situaties een voordeel. De unieke eigenschappen omvatten een verscheidenheid aan kleuren en afwerkingen plus extra sterkte na een goede uitharding. Ze zijn ook bestand tegen corrosie, vertonen een hoge diëlektrische sterkte en zijn goedkoper te produceren. Daarom wordt thermohardende kunststof in veel toepassingen gebruikt:auto-onderdelen, apparaten en elektrische onderdelen, om er maar een paar te noemen.

Hoe kunnen thermoplasten en thermoharders worden gerecycled?

Het zal je misschien verbazen dat thermoplasten recyclebaar zijn. Een deel van de reden is hun hittetolerantie. Polymeren in thermoplasten zijn sterk, maar de chemische bindingen ertussen zijn zwak. Dit betekent dat ze keer op keer kunnen worden verwarmd en gekoeld, zonder hun structurele samenstelling te vernietigen. Dit vertaalt zich in een gemakkelijkere mogelijkheid om ze herhaaldelijk te hergebruiken.

Ongeveer 75% van het wereldwijd geproduceerde plastic is in thermoplastische vorm. Een groot deel hiervan omvat plastic voor eenmalig gebruik voor voedsel- en drankverpakkingen. Polyethyleentereftalaat, ook wel PET genoemd, wordt vaak gebruikt in waterflessen.

Recycling van thermoplasten

Zodra recyclebare kunststoffen hun eindbestemming bereiken, worden ze omgesmolten en hergebruikt door middel van spuitgieten. Maar een groot probleem bij het recyclen van thermoplasten en andere plastic materialen is dat ze allemaal een iets andere samenstelling hebben. Daarom is het nodig om deze verschillende soorten plastic te scheiden als je van plan bent ze te recyclen.

Als je plastic inzamelt voor recycling, moet je een paar dingen in gedachten houden. Flessen van dranken, producten voor persoonlijke verzorging, wasmiddelen en voedselcontainers kunnen worden gerecycled. U kunt ook zoeken naar nummers in reliëf op de plastic containers zelf. Een kleine "1" betekent dat het is gemaakt van PET, dat wordt gerecycled. Polyethyleen met hoge dichtheid is gemarkeerd met een "2" en is ook zeer goed recyclebaar. Neem voor al het andere contact op met uw plaatselijke recyclingbedrijf of gemeentelijke vuilnisophaaldienst.

Thermoset kunststoffen en recycling

Producten van thermohardende kunststof moeten duurzaam zijn, zodat ze niet gemakkelijk kunnen worden gerecycled. Wetenschappers onderzoeken nieuwe manieren om ze te recyclen, waaronder chemische linkers die deze items helpen hun kracht te behouden en gemakkelijker af te breken. Dit is een opwindende ontwikkeling, maar wijdverbreide implementatie zal mogelijk enige tijd niet plaatsvinden. Als dat eenmaal het geval is, kan het voorkomen dat er meer plastic materialen op stortplaatsen terechtkomen.