De dood van thermohardende composieten is sterk overdreven

Hoewel het misschien recent lijkt, is de stille oorlog tussen thermohardende composieten en thermoplasten sinds het einde van de jaren tachtig gevoerd. Kunststofingenieurs hebben de voordelen besproken en gewezen op de zwakke punten van elk, net zo fel als een paar computernerds die discussiëren over Microsoft versus Linux. De strijd zal doorgaan en de mensen van thermoplasten zullen zeggen dat composieten de weg van de dodovogel volgen, maar de waarheid is dat beide materialen hun plaats in de wereld hebben en thermohardende composieten zijn verre van dood.

Tegenstanders noemen thermoharders een beperkte houdbaarheid en slechte recycleerbaarheid na uitharding. Zodra een katalysator aan een monomeer is toegevoegd, is de moleculaire verandering permanent en onomkeerbaar. Dat betekent dat de verbinding, eenmaal uitgehard, bij blootstelling aan hitte eerder zal degraderen dan smelten. Dit komt omdat het composietmateriaal degradeert onder de smelttemperatuur. Het betekent ook dat fabrikanten het polymerisatieproces zorgvuldig moeten controleren, want als het materiaal eenmaal is uitgehard, kan het niet worden gesmolten en opnieuw worden gevormd.

Thermoplasten daarentegen worden aangeprezen omdat ze gemakkelijk te verwerken zijn. Ze kunnen gemakkelijk smelten, gieten, stollen en opnieuw smelten. Waarom zijn thermoplasten dan niet alomtegenwoordig in de hele industrie? Waarom worden thermohardende composieten nog steeds gebruikt en hebben sommige ingenieurs de voorkeur?

1. Thermosets bestaan ​​al heel lang. Ze hebben een gevestigde plaats in de markt en zijn vertrouwd.
2. Thermosets hebben lagere grondstofkosten.
3. Gemakkelijker vormen en verwerken.
4. Hoge thermische weerstand (remzuigers, straalmotoren en hoogwaardige supercars om er maar een paar te noemen).
5. Thermosets vertegenwoordigen nog steeds 95% van de prepregs in de ruimtevaart.

Thermohardende composietonderdelen zijn meestal gemaakt van epoxy- of polyesterharsen en (meestal) versterkt met glasvezels. Afhankelijk van de toepassing kunnen polyesterharssystemen worden uitgehard om zachter en flexibeler of harder en brosser te zijn. Polyestercomposieten worden gebruikt in een breed scala aan consumenten- en industriële producten, van badkamerdouches tot carrosseriepanelen en bootrompen. In de elektrische industrie hebben thermohardende composieten een diëlektrisch voordeel, waardoor het gebruik voor zowel boog- als spoorweerstand wordt gestimuleerd.

Epoxyharsen worden uitgehard om harder en taaier te zijn en hebben een hoge weerstand tegen oplosmiddelen en alkaliën. Printplaten zouden goede voorbeelden zijn van een met glas versterkte epoxytoepassing.

Versterkend materiaal in thermohardende composieten is niet alleen glas. Ander vezelversterkingsmateriaal omvat:koolstof-, grafiet-, boor- en aramidevezels (Kevlar). Glas bestaat voor het overgrote deel uit thermohardende composietversterking vanwege de ongelooflijke treksterkte, maar afhankelijk van de toepassing kan ander versterkingsmateriaal worden gebruikt.

De innovatie op het gebied van thermoplasten vordert tegenwoordig op vrijwel dezelfde manier als thermoharders door de geschiedenis heen zijn gegaan, maar thermoplasten maken thermoharders niet ontwrichtend en dodelijk. Thermoharders worden nog steeds gebruikt in vertrouwde toepassingen zoals ruimtevaart en auto's, terwijl thermoplasten vooruitgang blijven boeken in deze industrieën.

In plaats van de een tegen de ander op te zetten, zal de toekomst waarschijnlijk bewijzen dat elke technologie, net als elke andere technologie, wordt gebruikt waar deze het sterkst is en wordt vervangen waar de concurrentie sterker is. Zoals Microsoft op de desktop en Linux aan de rand van het netwerk, zo zullen thermoharders en thermoplasten ooit hun rust vinden.