Basismaterialen         ... terug naar info

Koolstofvezel :
Koolstofvezel is koolstof in vezelvorm die gebruikt wordt in zeer sterke en lichte composieten. De vezel kenmerkt zich door een zeer kleine rek voordat deze breekt (minder dan een kwart dan die van aramidevezel). Koolstofvezel heeft als eigenschap dat het niet oxideert onder invloed van water en zuurstof.
Het wordt gemaakt uit vezels van acryl die door middel van pyrolyse bij temperaturen tot 3000°C verkoold worden.
Koolstofvezel-composieten worden gebruikt in toepassingen waar laag gewicht, grote sterkte en grote stijfheid nodig zijn.
Acrylvezel, ook wel polyacryl, polyacrylonitril of kortweg acryl genoemd, is een synthetische vezel, die wordt verkregen uit polymerisatie van acrylonitril. Polyacryl vormt lange lineaire moleculen, die zeer geschikt zijn voor gebruik als (textiel)vezel.
Polyacrylonitril (PAN) is een polymeer dat door middel is een additiepolymeer dat via radicaalpolymerisatie wordt geproduceerd uit acrylonitril.

 

Kevlar :
Kevlar is de door DuPont gebruikte handelsnaam voor een aramidevezel.
De namen Kevlar® (para-aramide) en Nomex® (meta-aramide) zijn geregistreerd door DuPont. Nomex wordt sinds 1967 op industriële schaal geproduceerd, Kevlar sinds 1972. Twaron® is de naam van de aramidevezel die oorspronkelijk door Akzo Nobel werd ontwikkeld en sinds 1985 door het voormalige bedrijfsonderdeel Teijin Twaron in Emmen gemaakt wordt.
Tussen Akzo Nobel en Dupont hebben jarenlang rechtszaken gespeeld, omdat beide bedrijven octrooien bezaten voor de productie van aramidevezels. Uiteindelijk werd begin jaren '90 door deze beide ondernemingen een schikking getroffen.

Aramides zijn een soort polyamides die gemaakt worden uit aromatische monomeren.
Vezels gesponnen uit para-aramide hebben een bijzonder grote treksterkte, laag gewicht, kleine rek en zijn bestand tegen relatief hoge temperaturen. De treksterkte van para-aramidevezels is ongeveer 5 tot 8 keer zo hoog als die van staal bij gelijk gewicht. Aramides werden voor het eerst in de jaren 50 in de laboratoria van DuPont gesynthetiseerd. In 1964 synthetiseerde Stephanie Kwolek para-aramides. De oplossing van dit polymeer vormde vloeibare kristallen (Liquid crystals) waardoor uit deze oplossing zeer sterke vezels konden worden gesponnen. Naast DuPont heeft ook Akzo Nobel dit polymeer in die tijd weten te spinnen op laboratoriumschaal.
Chemisch gezien is aramide (eigenlijk polyaramide) verwant met nylon (polyamide). Specifiek is de aanwezigheid van een aromatische groep (benzeenring) in de keten waar bij nylon een enkelvoudige reeks koolstofatomen zit. Waterstofbruggen tussen de ketens onderling zijn medeverantwoordelijk voor de grote sterkte van de vezel.

 

Glasvezel : ook fiber genoemd, is een haardunne vezel van glas.
De basis van de glasvezels is kwarts (SiO2) In zijn zuivere vorm bestaat het als polymeer (SiO2)n. Het heeft geen exact te bepalen smeltpunt maar wordt op 2000 °C zacht waarna het begint te degraderen. Bij 1713°C kunnen de meeste moleculen zich vrij bewegen. Als het glas daarna snel wordt afgekoeld, heeft het glas niet genoeg tijd om een geordende structuur te vormen. In het polymeer vormen de SiO4 4 groepen die zich schikken als een tetraëder met het siliciumatoom in het centrum en de vier zuurstof atomen op de hoeken.
Glasvezels zijn slechte warmte- en elektriciteitgeleiders.
De treksterkten zijn echter zeer hoog, zelfs hoger dan van de kunststofvezels zoals nylon- en polypropeen.
Glasvezels zijn onbrandbaar en de treksterkte blijft behouden tot ruim 300 °C, hoe hoger de temperaturen hoe sneller de sterkte achteruit gaat.
Normaal is glas erg broos, maar wanneer het gesmolten is en er dunne draden van getrokken worden (zoals glasvezel) dan is het sterk en buigzaam. Korte bochten zijn uit den boze.

 

Polyethyleen :
Het polymeer polyetheen is een veel gebruikt materiaal. Het is de meest gebruikte kunststof (plastic). Polyetheen staat ook bekend onder de oudere naam 'polyethyleen'.
Polyetheen wordt gemaakt door polymerisatie van etheen. Etheen wordt verkregen door het afbreken (kraken) van nafta. Dit is een licht derivaat van aardolie. Geschat wordt dat 1% van de ontgonnen aardolie gebruikt wordt om Polyetheen te produceren.
Polyetheen kan in twee verschillende processen worden gemaakt:
hoge dichtheid polyetheen (HDPE) wordt gemaakt bij lage druk, met behulp van een katalysator.
lage dichtheid polyetheen (LDPE) wordt bij hoge druk gemaakt (ordegrootte 200 MPa = 2000 bar).
Deze namen leiden frequent tot verwarring (merk op dat HDPE niet bij hoge druk wordt geproduceerd en LDPE wel). Bij lage druk ontstaan lineaire ketens waardoor de stof kristallijn is opgebouwd. Bij hoge druk ontstaat een polymeer met een hoge vertakkingsgraad waardoor de stof weinig kristallijn wordt. Uitzondering hierop is lineair lage dichtheid polyetheen (LLDPE) dat wél hoofdzakelijk lineaire ketens bevat.
De dichtheid van deze polymeren is voor HDPE ca. 0,95 à 0,96 g/cm3, voor LDPE ca. 0,92 g/cm3, voor LLDPE ca. 0,93 g/cm3.
UHPE (Ultra High molecular weight PE) is een vierde variant die gemaakt wordt. Dit type polyetheen wordt onder andere gebruikt voor de supersterke vezels zoals Dyneema®.
Door het opsmelten van de plastic korrel kan men deze omzetten in diverse eindtoepassingen.

 

Epoxyhars :
Epoxy of polyepoxide is een epoxide-polymeer opgebouwd uit 2 koolstofatomen (C) en 1 zuurstofatoom (O) in een ringvormige structuur.
Epoxy is een thermohardende kunststof, die kan worden gebruikt om composieten mee te vervaardigen. Tijdens productie is het materiaal dun-vloeibaar en leent het zich tot het impregneren van vezelmateriaal. De op deze manier vervaardigde composieten zijn weer- en waterbestendig en worden gebruikt voor de vervaardiging van onder andere kajaks.
Epoxy heeft een druk- en treksterkte die twee keer groter is dan beton. Door haar vloeistofdichtheid kan het worden toegepast in vele bewerkingen. Een nadeel is wel dat epoxy onder UV-licht verkleurt.

 

Polyesterhars :
Een polyester is een polymeer dat bestaat uit een keten van esterverbindingen.
Polyesters worden gevormd door een polycondensatiereactie van dicarbonzuur en een diol of door een polycondensatiereactie van een groot aantal moleculen met zowel een carbonzuur als een alcohol-groep.
Wanneer bijvoorbeeld een polyester wordt geproduceerd uit glycol en tereftaalzuur ontstaat de polyester polyethyleen tereftalaat (PET). PET wordt gebruikt voor de productie van frisdrankflessen en voor kleding.
Polyester kan zowel een thermoplastische (onder invloed van temperatuur smeltend) als thermohardende (onder invloed van een chemische reactie uithardende) kunststof zijn.
De thermohardende polyester is een vloeibaar mengsel van onverzadigde polyester en styreen. Deze twee komponenten kunnen onder invloed van een verharder (een peroxide) met elkaar reageren tot een harde kunststof. Deze polyester wordt meestal verstevigd met behulp van glasvezel. Dit heet glasvezelversterkt polyester, maar wordt ook vaak simpelweg "polyester" genoemd.

 

      ... terug naar info