M9: tijd & ruimte Vorsselmans Jill
MATERIALISEREN: KUNSTSTOFFEN
DEEL 1 INDELING VAN DE KUNSTSTOFFEN
HOOFDSTUK 1 KUNSTSTOFFEN
1.1 PROGRAMMA VAN EISEN
1.2 INDELING
1.2.1 Thermoplasten
1.2.2 Thermoharders
1.2.3 Rubbers
1.2.4 Modificatie
1.3 EIGENSCHAPPEN
1.3.1 Algemene eigenschappen
1.3.2 Thermoplasten
1.3.3 Rubbers/elastomeren
1.3.4 Thermoharders
DEEL 2 KUNSTSTOFVERWERKINGSTECHNIEKEN
HOOFDSTUK 1 THERMOPLASTEN
1.1 INDELING
1.2. HALFABRIKATEN
1.1.1 Extruderen
1.1.2 Kalanderen
1.3 HOLLE PRODUCTEN
1.2.1 Extrusieblaasvormen
1.2.2 Injectieblaasvormen
1.2.3 Rotatievormen
1.2.4 Twinsheet thermoforming
1.4 SCHELPVORMIGE PRODUCTEN
1.3.1 Thermoformeren/ vacumeren
1.3.2 Spuitgieten/ injecteren
1.5 VERGELIJKEND OVERZICHT
1.6 GEËXPANDEERD PS/PP
HOOFDSTUK 2 THERMOHARDERS
2.1 KOUDHARDENDE THERMOHARDERS
2.1.1 RIM (Reaction Injection Moulding) met polyutheraan PU
2.1.2 Polyutheraan PU - slabstocks
1
,M9: tijd & ruimte Vorsselmans Jill
HOOFDSTUK 3 KUNSTSTOFCOMPOSIETEN
3.1 OPBOUW KUNSTSTOFCOMPOSIETEN
3.1.1 Anisotropie versus isotropie
3.1.2 Ontwerprichtlijnen
3.2 VERWERKINGSTECHNIEKEN
3.2.1 Open mal technieken
3.2.2 Gesloten mal technieken
3.2.3 Prodcutie halffabricaten= pull – trusie
HOOFDSTUK 4 BESPREKING SOORTEN KUNSTSTOFFEN
4.1 POLYSTRYEENSCHUIM
4.1.1 EPS & XPS
4.2 POLYMETHYLMETHACRYLAAT PMMA
4.2.1 Gegoten PMMA
4.2.2 Geëxtrudeerd PMMA
4.3 POLYETHYLEENTEREFTALAAT
4.3.1Soorten
4.3BIOPOLYMEREN EN BIOLOGISCH AFBREEKBARE POLYMEREN
4.4.1Transitie naar de bio-gebaseerde economie
4.4.2Concept bio based economie
4.4COMPOSIETEN
4.4.1Versterkingsvezels
4.6SANDWICHSTRUCTUREN
4.6.1Kernmateriaal
2
,M9: tijd & ruimte Vorsselmans Jill
DEEL 1 INDELING VAN DE KUNSTSTOFFEN
HOOFDSTUK 1 KUNSTSTOFFEN
1.1 PROGRAMMA VAN EISEN (PVE)
Als een ontwerper opzoek gaat naar het geschikte materiaal voor een
product, worden er verschillende criteria in kaart gebracht.
VB: Composteerbaar plastic bij een wegwerp-balpen
Duurt heel lang tot het gecomposteerd is. Dieren kunnen die pen nog altijd opeten als je het gewoon weggooit.
Verschillende balpennen waarbij we gaan kijken naar de criteria’s. Men mag niet vergeten dt de balpen uit
verschillende componenten bestaat. Het bevat dus ook componenten die niet composteerbaar zijn. Het blijft een
wegwerp pen.
PVE
Materiaalkeuze is steeds gelinkt aan de vorm die je wilt bekomen en de mogelijke
verwerkingstechnieken die gerelateerd zijn aan dit materiaal.
Opdracht : teken binnen de 5 seconden een stenen brug en een stalen brug. à Heel
ander concept! Daarom een nauw verband tussen materiaal, vorm, techniek. Het is de
kostprijs die doorslaggevend zal zijn.
Definitie KS/macromoleculen: “Synthetische macromoleculen die door plastische vormgeving hun materiaalfunctie
krijgen.” à Door ze plastisch te maken gaan we ze hun vorm geven.
Productie
Aardolie (=grondstof) wordt gerafineerd in verschilende fracties. De kleine moleculen =
monomeren worden afgescheiden van de aardolie. De monomeren samenbrengen in
groot vat = polymerisatievat. Door parameters in te stellen rijgen ze de monomeren aan
elkaar tot polymeren = macromoleculen (= lange reuze moleculen).
Soms andere grondstof gebruikt, bv. Biomassa. Is maar 2% van alle plastieks op de
wereld
Polymerisatiereactie’s
= vorming van macromoleculen (= lange reuze moleculen) in het polymerisatievat. à
Niet alle moleculen zijn even lang à moleculaire massa verdeling.
MM = moleculaire massa à alle kleine strengeltjes wegen, elke molecule heeft een massa
Hoeveel van alle molecules met dezelfde moleculaire massa zijn aanwezig in het polymeer?
VB. shampoofles met alle lange reuze moleculen: korte en lange à het gemiddelde MM (gemiddeld aantal
moleculen met die MM)
3
, M9: tijd & ruimte Vorsselmans Jill
VB: Demonstratie van het effect van de MM op de eigenschappen van de producten
Zoutvaatjes uit polythyleen. Kleine basismolecule = ethyleen. Tijdens polymerisatie zodanig de parameters
beïnvloeden (optellen en aftrekken), dat er verschillende soorten polythyleen verkrijgen. (vb slap, hard (hogere
moleculaire massa), …) vb Kaars is ook polytheleen, zelfde basismolecule, toch helemaal anders! Branden we een
kaars, ruikt hetzelfde als het vaatje verbranden = dezelfde geur.
1.2 INDELING
1.2.1 Thermoplasten
Thermoplasten= Lineaire moleculen, elk draadje stelt een molecule voor. Er is geen sterke chemische binding tussen
alle moleculen. Als de T stijgt gaat het materiaal uitzetten en de draadjes gaan beginnen bewegen. De kunststof
wordt week, plastisch.
- Amorfe thermoplasten
Moleculen, korte en lange, vezels liggen door elkaar
Vb. PS, plexiglas
- Semi-kristallijne thermoplasten
Moleculen niet helemaal in chaos, gebundeld in pakketjes = kristallen, deels geordend =
semi- kristalijn
Deels geordend (kristal) en deels niet (amorf)
Vb. PE
VB aceton: chemische bestendigheid van semi-kristalijne thermoplasten is beter! Want bij amorf verandert de kleur
en ze worden aangetast. Optische eigenschappen: chemische bestendigheid (vb bij lijm is het lage chemische
bestendigheid positief: goede verlijbaarheid, dit gaat niet bij polythyleen, of je kan ook er niet opschrijven met stift,
bedrukken is moeilijk… )
Amorfe TP Semi-kristallijne TP
• Transparant (er zijn uitzonderingen) • Opaak (hoe meer kristallijne zones, hoe opaker)
• Chemische bestendigheid beperkt • Goede chemische bestendigheid, stress-cracking
• Kruipbestendigheid • Vermoeiings-weerstand (dynamische belasting)
• Verwekingstemperatuur • Smelttemperatuur
1.2.2 Thermoharders
Thermoharders= elk bolletje is een atoom, bij de thermoharders is dat één groot 3D
nauwmazig netwerk, ze hangen aan elkaar. Dit 3D nauwmazig netwerk onstaat tijdens de
verwerking. Als de temperatuur stijgt blijft de kunststof hard dankzij het 3D nauwmazig
netwerk.
- Warmhardende TH’ers: toedienen van warmte voor de vormgeving bij de verwerkingstechniek (poeder
wordt geperst)
- Koudhardende TH’ers: hard uit bij kamertemperatuur (vaak samengestelde materialen)
4
MATERIALISEREN: KUNSTSTOFFEN
DEEL 1 INDELING VAN DE KUNSTSTOFFEN
HOOFDSTUK 1 KUNSTSTOFFEN
1.1 PROGRAMMA VAN EISEN
1.2 INDELING
1.2.1 Thermoplasten
1.2.2 Thermoharders
1.2.3 Rubbers
1.2.4 Modificatie
1.3 EIGENSCHAPPEN
1.3.1 Algemene eigenschappen
1.3.2 Thermoplasten
1.3.3 Rubbers/elastomeren
1.3.4 Thermoharders
DEEL 2 KUNSTSTOFVERWERKINGSTECHNIEKEN
HOOFDSTUK 1 THERMOPLASTEN
1.1 INDELING
1.2. HALFABRIKATEN
1.1.1 Extruderen
1.1.2 Kalanderen
1.3 HOLLE PRODUCTEN
1.2.1 Extrusieblaasvormen
1.2.2 Injectieblaasvormen
1.2.3 Rotatievormen
1.2.4 Twinsheet thermoforming
1.4 SCHELPVORMIGE PRODUCTEN
1.3.1 Thermoformeren/ vacumeren
1.3.2 Spuitgieten/ injecteren
1.5 VERGELIJKEND OVERZICHT
1.6 GEËXPANDEERD PS/PP
HOOFDSTUK 2 THERMOHARDERS
2.1 KOUDHARDENDE THERMOHARDERS
2.1.1 RIM (Reaction Injection Moulding) met polyutheraan PU
2.1.2 Polyutheraan PU - slabstocks
1
,M9: tijd & ruimte Vorsselmans Jill
HOOFDSTUK 3 KUNSTSTOFCOMPOSIETEN
3.1 OPBOUW KUNSTSTOFCOMPOSIETEN
3.1.1 Anisotropie versus isotropie
3.1.2 Ontwerprichtlijnen
3.2 VERWERKINGSTECHNIEKEN
3.2.1 Open mal technieken
3.2.2 Gesloten mal technieken
3.2.3 Prodcutie halffabricaten= pull – trusie
HOOFDSTUK 4 BESPREKING SOORTEN KUNSTSTOFFEN
4.1 POLYSTRYEENSCHUIM
4.1.1 EPS & XPS
4.2 POLYMETHYLMETHACRYLAAT PMMA
4.2.1 Gegoten PMMA
4.2.2 Geëxtrudeerd PMMA
4.3 POLYETHYLEENTEREFTALAAT
4.3.1Soorten
4.3BIOPOLYMEREN EN BIOLOGISCH AFBREEKBARE POLYMEREN
4.4.1Transitie naar de bio-gebaseerde economie
4.4.2Concept bio based economie
4.4COMPOSIETEN
4.4.1Versterkingsvezels
4.6SANDWICHSTRUCTUREN
4.6.1Kernmateriaal
2
,M9: tijd & ruimte Vorsselmans Jill
DEEL 1 INDELING VAN DE KUNSTSTOFFEN
HOOFDSTUK 1 KUNSTSTOFFEN
1.1 PROGRAMMA VAN EISEN (PVE)
Als een ontwerper opzoek gaat naar het geschikte materiaal voor een
product, worden er verschillende criteria in kaart gebracht.
VB: Composteerbaar plastic bij een wegwerp-balpen
Duurt heel lang tot het gecomposteerd is. Dieren kunnen die pen nog altijd opeten als je het gewoon weggooit.
Verschillende balpennen waarbij we gaan kijken naar de criteria’s. Men mag niet vergeten dt de balpen uit
verschillende componenten bestaat. Het bevat dus ook componenten die niet composteerbaar zijn. Het blijft een
wegwerp pen.
PVE
Materiaalkeuze is steeds gelinkt aan de vorm die je wilt bekomen en de mogelijke
verwerkingstechnieken die gerelateerd zijn aan dit materiaal.
Opdracht : teken binnen de 5 seconden een stenen brug en een stalen brug. à Heel
ander concept! Daarom een nauw verband tussen materiaal, vorm, techniek. Het is de
kostprijs die doorslaggevend zal zijn.
Definitie KS/macromoleculen: “Synthetische macromoleculen die door plastische vormgeving hun materiaalfunctie
krijgen.” à Door ze plastisch te maken gaan we ze hun vorm geven.
Productie
Aardolie (=grondstof) wordt gerafineerd in verschilende fracties. De kleine moleculen =
monomeren worden afgescheiden van de aardolie. De monomeren samenbrengen in
groot vat = polymerisatievat. Door parameters in te stellen rijgen ze de monomeren aan
elkaar tot polymeren = macromoleculen (= lange reuze moleculen).
Soms andere grondstof gebruikt, bv. Biomassa. Is maar 2% van alle plastieks op de
wereld
Polymerisatiereactie’s
= vorming van macromoleculen (= lange reuze moleculen) in het polymerisatievat. à
Niet alle moleculen zijn even lang à moleculaire massa verdeling.
MM = moleculaire massa à alle kleine strengeltjes wegen, elke molecule heeft een massa
Hoeveel van alle molecules met dezelfde moleculaire massa zijn aanwezig in het polymeer?
VB. shampoofles met alle lange reuze moleculen: korte en lange à het gemiddelde MM (gemiddeld aantal
moleculen met die MM)
3
, M9: tijd & ruimte Vorsselmans Jill
VB: Demonstratie van het effect van de MM op de eigenschappen van de producten
Zoutvaatjes uit polythyleen. Kleine basismolecule = ethyleen. Tijdens polymerisatie zodanig de parameters
beïnvloeden (optellen en aftrekken), dat er verschillende soorten polythyleen verkrijgen. (vb slap, hard (hogere
moleculaire massa), …) vb Kaars is ook polytheleen, zelfde basismolecule, toch helemaal anders! Branden we een
kaars, ruikt hetzelfde als het vaatje verbranden = dezelfde geur.
1.2 INDELING
1.2.1 Thermoplasten
Thermoplasten= Lineaire moleculen, elk draadje stelt een molecule voor. Er is geen sterke chemische binding tussen
alle moleculen. Als de T stijgt gaat het materiaal uitzetten en de draadjes gaan beginnen bewegen. De kunststof
wordt week, plastisch.
- Amorfe thermoplasten
Moleculen, korte en lange, vezels liggen door elkaar
Vb. PS, plexiglas
- Semi-kristallijne thermoplasten
Moleculen niet helemaal in chaos, gebundeld in pakketjes = kristallen, deels geordend =
semi- kristalijn
Deels geordend (kristal) en deels niet (amorf)
Vb. PE
VB aceton: chemische bestendigheid van semi-kristalijne thermoplasten is beter! Want bij amorf verandert de kleur
en ze worden aangetast. Optische eigenschappen: chemische bestendigheid (vb bij lijm is het lage chemische
bestendigheid positief: goede verlijbaarheid, dit gaat niet bij polythyleen, of je kan ook er niet opschrijven met stift,
bedrukken is moeilijk… )
Amorfe TP Semi-kristallijne TP
• Transparant (er zijn uitzonderingen) • Opaak (hoe meer kristallijne zones, hoe opaker)
• Chemische bestendigheid beperkt • Goede chemische bestendigheid, stress-cracking
• Kruipbestendigheid • Vermoeiings-weerstand (dynamische belasting)
• Verwekingstemperatuur • Smelttemperatuur
1.2.2 Thermoharders
Thermoharders= elk bolletje is een atoom, bij de thermoharders is dat één groot 3D
nauwmazig netwerk, ze hangen aan elkaar. Dit 3D nauwmazig netwerk onstaat tijdens de
verwerking. Als de temperatuur stijgt blijft de kunststof hard dankzij het 3D nauwmazig
netwerk.
- Warmhardende TH’ers: toedienen van warmte voor de vormgeving bij de verwerkingstechniek (poeder
wordt geperst)
- Koudhardende TH’ers: hard uit bij kamertemperatuur (vaak samengestelde materialen)
4
