Kunststof

Navigeer direct naar het gewenste onderdeel voor meer kunststof informatie:

Het is moeilijk om een korte en toch exacte definitie van kunststoffen te geven. In het woord "kunst" is het kunstmatige te herkennen en het oorspronkelijk veel gebruikte woord plastics vertelt ons dat het materiaal plastisch, dus vormbaar is. Kunststoffen zijn synthetische, vormbare stoffen. Ze hebben ook gemeen dat zij opgebouwd zijn uit lange ketenen van moleculen, de zg. "makromoleculen" en dat zij praktisch allemaal koolstof bevatten. Zij zijn dus overwegend organisch.

Samengevat kunnen wij zeggen dat kunststof:

• geheel of gedeeltelijk langs kunstmatige weg verkregen zijn; 
• de basismaterialen voor de synthese zijn uit de natuur afkomstig, bijv. aardolie, aardgas, water, enz.;
• bestaan uit makromoleculen;
• van organische aard zijn, dus koolstof bevatten (siliconen vormen daarop een uitzondering);
• vormbaar zijn; de vorming of vervorming vindt plaats onder de invloed van druk en warmte;
• tijdens ontstaan of verwerking vloeibaar zijn.

Thermoplasten
Dit zijn kunststoffen, die (onder de invloed van druk en warmte) theoretisch onbeperkt van vorm veranderd kunnen worden. Voorbeelden: PVC, Polyetheen, Acrylaat, Nylon. polycarbonaat platen. 

Thermoharders
Dit zijn kunststoffen waarbij de vormbaarheid éénmalig is. Als men ze (ook weer onder de invloed van druk en warmte) een bepaalde vorm heeft gegeven, kan deze, ook al verhit men opnieuw, niet veranderen. Voorbeelden: Hardweefsel en HPL. De oorzaak van dit verschil in gedrag komt door het verschil in de structuur. Alle kunststoffen bestaan uit ketenvormige grote moleculen, de zg. makromoleculen. Bij thermoplasten kennen wij twee structuurvormen, nl. de amorfe en de kristallijne.

Bij de amorfe kunststof structuur liggen de moleculen kriskras door elkaar heen en kunnen zich bij verwarming gemakkelijk bewegen. Bij de kristallijne structuur liggen de meeste molecuulketens evenwijdig aan elkaar. Bij thermoharders liggen de makromoleculen ook kriskras door elkaar heen, echter met dien verstande, dat op iedere kruising ervan een onderlinge verbinding bestaat. Deze kunststof structuur noemt men het driedimensionale netwerk.

Kunststof gedrag bij verwarming

Het gedrag van de verschillende kunststofsoorten verschilt naarmate de temperatuur hoger wordt. In het eerste traject behouden de drie structuren nagenoeg hun stijfheid. Dit wordt de glasfase genoemd. Wordt de temperatuur verhoogd dan blijft de thermoharder dezelfde lijn volgen, maar de beide thermoplastische structuren vertonen verweking. Deze rubberfase is bij kristallijne structuren aanzienlijk kleiner dan bij de amorfe. Een thermoplastische plaat kan in deze fase vervormd worden.

De vloei- of smeltfase wordt bereikt door de temperatuur nog verder te verhogen. De thermoplasten smelten en kunnen onder druk in een matrijs gebracht worden, zodat na afkoeling een product volgens de matrijsvorm is ontstaan. De thermoharder met zijn driedimensionale netwerk klapt pas aan het eind van de vloeifase ineen en gaat eigenlijk direct over in ontleding.
Koelen we de amorfe en kristalline thermoplasten weer af tot de aanvangstemperatuur, dan zullen ze de fasen in omgekeerde volgorde doorlopen. Theoretisch kan men dit een oneindig aantal malen herhalen, zonder dat het materiaal te lijden heeft. In de praktijk is echter gebleken, dat er door stof en bijvoorbeeld vettigheid van de vormen een vervuiling plaatsvindt, die de kwaliteit van het materiaal sterk beïnvloedt. Wij merkten reeds op, dat het verschil in gedrag bij verwarming van de thermoplasten en de thermoharders ook voor de verwerking zeer belangrijk is. Thermoplastische kunststoffen zijn chemisch geheel klaar. We behoeven ze alleen maar te smelten en vervolgens de gewenste vorm te geven, waarop na afkoeling het voorwerp gereed is. De thermoharders worden geleverd als grondstof, in een toestand waarin ze chemisch gezien nog geen thermoharder zijn. Wanneer nu druk en warmte worden toegepast, dus als ze geperst worden in een warme matrijs, ontstaat een kort moment van smelten, waarna ze verharden en niet meer opnieuw smeltbaar zijn.

Het zal je opgevallen zijn, dat de chemische namen van de kunststoffen erg ingewikkeld lijken. Bij de thermoplasten komen wij vaak het woord "poly" tegen, gevolgd door één of meer andere woorden. Dit woord "poly" betekent "veel" en wordt gebruikt omdat de lange ketenachtige moleculen bestaan uit vele kleine moleculen, welke door een chemische reactie aan elkaar geregen zijn. Deze chemische reactie noemt men: polymerisatie. De naam achter "poly" geeft de grondstof aan waaruit de kunststof ontstaan is, bijvoorbeeld polystyreen. Styreen is namelijk de grondstof, welke gepolymeriseerd wordt en waaruit dan polystyreen ontstaat.

Soms laat men bepaalde kunststoffen tezamen polymeriseren. Er ontstaat dan een copolymeer. Co betekent: "samen". Zo'n copolymeer vormt dan een kunststof met een combinatie van eigenschappen. Men zou dit kunnen vergelijken met een metaallegering bijvoorbeeld messing (een mengsel van koper en zink). Zo kan men harde kunststoffen zachter en taaier maken door rubber mee te polymeriseren. Ook zijn eigenschappen en verwerkbaarheid te beïnvloeden door toevoegingen zoals weekmakers, stabilisatoren en pigmenten. Van groot belang is de toevoeging van een zg. UV-stabilisator waardoor de weerbestendigheid verbeterd wordt.

Terug naar boven

Kunststoffen worden in een breed scala aan vormen en toepassingen gebruikt – van eenvoudige verpakkingen tot complexe technische onderdelen. Het produceren van deze kunststofproducten begint altijd met een grondstof in de vorm van korrels, poeders of vloeistoffen. Afhankelijk van het gewenste eindproduct en de eigenschappen van het materiaal wordt gekozen voor een specifieke productietechniek.

Elke productiemethode kent zijn eigen proces, matrijzen en toepassingsgebieden. Zo zijn technieken zoals extruderen en spuitgieten geschikt voor massaproductie van profielen of vormdelen, terwijl methodes als rotatiegieten eerder worden toegepast bij holle vormen of maatwerk.

In de tabel vind je een overzicht van de belangrijkste primaire productietechnieken voor kunststoffen, met per techniek voorbeelden van veelvoorkomende producttoepassingen.

Wil je snel kunststof herkennen of meer weten over technische eigenschappen? In onze YouTube-afspeellijsten leggen we het stap voor stap uit.

Je ontdekt de verschillen tussen materialen zoals polycarbonaat, acrylaat, nylon en nog veel meer. In de video hiernaast zie je bijvoorbeeld hoe je HDPE herkent en wat de eigenschappen zijn van dit veelzijdige materiaal.

Elke video is kort, duidelijk en gericht op praktijkkennis. Je leert waar je op moet letten, hoe je materialen toepast én welke kunststof het beste past bij jouw uitdaging.

Heb je na het zien van alle video's nog steeds vragen over kunststof? Wij staan klaar om je te helpen.

Hoe is kunststof ontstaan en hoe heeft het zich ontwikkeld tot prominent gebruik in onze samenleving? Kunststoffen zijn niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven. Ze worden ingezet ter vervanging van traditionele materialen omdat ze lichter, sterker of goedkoper zijn. Wanneer je eens stopt om om je heen te kijken dan zie je veel toepassingen van kunststof. Dat is nou ook het mooie aan deze materiaalsoort, die kan worden ingezet voor de meest uiteenlopende toepassingen en die oplossingen biedt die eerder onmogelijk waren. 

De Gentenaar Dr. L.H. Baekeland speelde een belangrijke rol in de geschiedenis van de kunststof. In 1909, achttien jaar na de emigratie naar de U.S.A., werd hij wereldberoemd met het bewerken van Fenol Formaldehyde tot bakeliet. Deze kunststof werd o.a. gebruikt voor het vervaardigen van elektrische schakelaars.

Tijdens de eerste wereldoorlog moesten de nog jonge kunststoffen heel wat schaarse materialen vervangen. Vaak werd er ook teveel van ze verwacht. De kunststoffen moesten nog verbeterd worden en daarvoor diende de chemische opbouw van deze nieuwe materialen grondiger onderzocht te worden.

Bij dit onderzoek ontdekte Hermann Staudinger dat alle organische materialen opgebouwd zijn uit enorm lange moleculen. Reeds in 1922 stelde hij voor, deze macromoleculen te noemen. Wegens tegenkanting van sommige andere geleerden zouden zijn opvattingen pas 19 jaar later (in 1953) officieel aanvaard worden.

Een ander beroemd voorbeeld uit de geschiedenis van de kunststoffen is PVC, je weet wel, het materiaal gebruikt voor plastiek mapjes, douchegordijnen en vloerbekleding. De chemicus noemt het polyvinylchloride en het is uitgegroeid tot een algemeen bekende kunststof met zeer uiteenlopende toepassingen. In 1912 ontdekte Fritz Klatter de basisprincipes voor de industriële productie van PVC.

Deze principes werden voor het eerst toegepast om het milieu te beschermen tegen giftige chloor dat bij de productie van natronloog vrijkomt. Door er PVC mee te produceren werd het chloor chemisch gebonden en kon het zonder gevaar afgevoerd worden. De massaproductie van deze kunststof begint echter pas in 1938, toen duidelijk werd waarvoor men PVC zoal kon gebruiken.

In het begin werden overwegend natuurlijke grondstoffen gebruikt. Het melkeiwit caseïne was de grondstof voor kunsthoorn. Uit afgeroomde melk wordt de caseïne met behulp van het leb enzym, aanwezig in de kalfsmaag, afgescheiden en vervolgens gewassen, gedroogd en vermalen. Om er een voorwerp uit te vervaardigen laat men het in water zwellen, om het daarna te kleuren, te persen en uit te harden.

Cellulose (uit hout of plantenvezels) bevat naast koolstof ook de elementen waterstof en zuurstof. Ook steenkool bevat verbindingen die uit koolstof, waterstof en zuurstof zijn samengesteld. Geen wonder want die steenkool ontstond uit weelderige wouden die zo’n 250 tot 280 miljoen jaar geleden in moerasgebieden groeiden. Begin deze eeuw werd uit die steenkool gas (stadsgas) gewonnen, dat voor verlichting gebruikt werd. In de gasfabrieken ontstonden twee vervelende afvalproducten: benzeen en teer. Deze producten bleken echter alleen vervelend in het begin, want al snel ontdekte men in teer de erg waardevolle koolwaterstofverbindingen.

Geleidelijk werd het stadsgas vervangen door de opkomende elektriciteit, zodat de teerproductie achteruit ging. Met elektriciteit kon men echter calciumcarbid produceren. Dit gebeurde door verhitting van kalk en steenkool in een elektrische oven bij een temperatuur van ca. 2.000 °C. Dit carbid reageert heftig met water en vormt dan acetyleen, een koolwaterstof, en calciumhydroxide. Calciumcarbid is de basisstof voor de acetyleenchemie.

De productie van carbid verbruikt echter geweldige hoeveelheden hoogwaardige energie: elektriciteit. Bij de reactie met water, dus bij de ontwikkeling van het acetyleen, wordt ook een grote hoeveelheid onwelriekend carbid-kalkslib gevormd, dat afgevoerd wordt naar stortplaatsen

De aardoliechemie of petrochemie kende een soortgelijke ontwikkeling als de acetyleen. Aardolie is ontstaan doordat plantaardige of dierlijke resten (plankton) miljoenen jaren lang op de bodem van zeeën en meren bezonken. De omzetting in rottingsslib en de ontbinding in koolwaterstoffen gebeurde door de inwerking van bacteriën en katalysatoren.

Toename van kunststoffenproductie

Het was aanvankelijk helemaal niet zo gemakkelijk, een bruikbare kunststof te vinden. De eerste 50 jaar werden er nauwelijks een dozijn gevonden. In alle westerse landen werd naar nieuwe kunststoffen gezocht. Door wederzijdse uitwisseling van ervaringen nam de kennis omtrent deze nieuwe stoffen echter voortdurend toe. Hierdoor volgde na de eerste 50 magere jaren een spectaculaire ontwikkeling. Zo is Vink Kunststoffen in 1954 als eerste kunststof distributeur begonnen en sindsdien uitgegroeid tot de marktleider van Nederland. 

Onderdelen uit kunststof kunnen machinaal en goedkoop in grote hoeveelheden geproduceerd worden. Wie een auto koopt, wil een wagen, die niet alleen gunstig is in prijs, onderhoud, herstellingen en levensduur, maar ook veilig is. Het grote voordeel van kunststoffen is, dat ze materiaaleigenschappen op maat bezitten. De huidige autofabrikanten willen steeds lichtere wagens. In de Verenigde staten is de massa van de gemiddelde personenwagen naar verluidt reeds met 320 kg verminderd. Overigens hebben onze kleinere moderne auto’s nu nog slechts een massa van 700 tot 800 kg, in vergelijking met de 1.000 kg die vroeger gebruikelijk was. Nieuwe modellen zullen zelfs nog zo’n 100 kg uitsparen. Deze massavermindering bevordert het acceleratievermogen en vermindert het verbruik van de wagen.

Dankzij de eigenschappen van de gebruikte kunststof kan de fabrikant aan een brandstoftank elke gewenste vorm geven om ze in de beschikbare ruimte te passen. Door deze afslankingskuur van de wagens wordt in de Europese Gemeenschap jaarlijks veel brandstof bespaard.

De vele chemische en fysische eigenschappen van kunststoffen worden door vier factoren bepaald: de chemische opbouw, de vorm van de macromoleculen, hun rangschikking en hun lengte.

Terug naar boven

De chemische opbouw, d.w.z. de soort atomen en hun structuur, bepaalt de massa – kunststoffen hebben meestal een dichtheid tussen 900 kg/m³ en 1400 kg/m³. Als ze zware anorganische elementen (zoals fluor) bevatten, kan de dichtheid een waarde van 2200 kg/m³ bereiken. Dit is onder meer het geval voor polytetrafluorethyleen (PTFE)

• Koper heeft een dichtheid van 8900 kg/m³.
• Een kubus van 1 m³ koper heeft dus een massa van 8900 kg.
• Staal heeft een dichtheid van 7600 kg/m³.
• Een kubus van 1 m³ staal heeft dus een massa van 7600 kg.
• Aluminium heeft een dichtheid van 2700 kg/m³.
• Een kubus van 1 m³ aluminium heeft dus een massa van 2700 kg.

Aluminium, dat een licht metaal is, weegt tweemaal zo veel als het bekende polyvinylchloride (PVC) dat slechts een dichtheid van 1380 kg/m³ heeft. En polyethyleen (PE) met een dichtheid van 910 tot 960 kg/m³ bevat nog minder materie. De chemische opbouw bepaalt ook de bestandheid tegen chemicaliën, zuren, basen en oplosmiddelen, evenals het hoge elektrische isolatievermogen dat kunststoffen kenmerkt.

De vorm, lengte en rangschikking van de macromoleculen bepalen het mechanische gedrag van de kunststof. Men kan dus plastische, zacht-elastische, maar ook hard-elastische en zelfs brosse kunststoffen produceren, elk met hun eigen welbepaalde temperatuur.

Bij de productie van kunststoffen wordt uitgegaan van natuurlijke materialen zoals cellulose, steenkool, aardolie en aardgas. Het gaat altijd om verbindingen van koolstof © en waterstof (H). Ze kunnen ook zuurstof (O), stikstof (N) en zwavel (S) bevatten. Aardolie is naast aardgas de belangrijkste grondstof voor de productie van kunststoffen.

In de raffinaderij wordt aardolie door destillatie in meerdere fracties (bestanddelen) gescheiden. In de fractioneerkolom zullen gas, benzine, petroleum en gasolie bij verschillende kooktemperaturen afgescheiden worden. Het restproduct van het destillatieproces, bitumen (asfalt), wordt bij de wegenbouw gebruikt. Alle fracties bestaan uit koolwaterstofverbindingen die zich alleen door de grootte en structuur van de moleculen van elkaar onderscheiden. De belangrijkste fractie voor de productie van kunststoffen is de ruwe benzine (nafta). De ontstane benzine wordt dan in een thermisch splijtproces, ook "kraken" genoemd, omgevormd tot ethyleen, propyleen, butyleen en andere KWS-verbindingen.

De verkregen hoeveelheid ethyleen hangt af van de kraaktemperatuur en bedraagt bij 850 C meer dan 30%. Uit ethyleen kan men bij latere reacties bv. Styreen of vinylchloride winnen. Dat zijn dan weer grondstoffen voor andere kunststoffen

Belangrijk om te weten is ook dat de kunststoffenindustrie slechts ongeveer 4% gebruikt van de aardolieproducten die de raffinaderijen verlaten.

Terug naar boven

Het onderscheid dat gemaakt moet worden tussen aardolie als onvervangbare grondstof en aardolie als vervangbare energiebron is belangrijk. Bij het fractioneren van bv. 18.7 ton aardolie, wat voor het grootste deel (70%) diesel- een stookolie oplevert, wordt 3,74 ton ruwe benzine (nafta) geproduceerd. In het kraakproces wordt deze verder omgezet in koolwaterstofverbindingen. Dit levert iets meer dan 1 ton ethyleen op, waaruit men 1 ton polyethyleen kan fabriceren.

Kunststoffen zijn in de markt bekend onder veel verschillende merknamen. We hebben deze voor u op een rijtje gezet. 

Hieronder een overzicht van veelvoorkomende kunststof merknamen. Daarachter de ISO afkorting van de kunststofsoort waartoe het behoort en een link naar de pagina op onze website. De hoeveelheid merknamen is vanzelfsprekend vele malen groter. Mocht de merknaam je niet verder helpen dan kan je uiteraard de Vink experts vragen je verder te helpen.

Welke kenmerken zijn onderscheidend om kunststof te herkennen?

Lichtdoorlaatbaarheid – De structuur en het productieprocedé bepalen of kunststoffen glashelder, transparant of ondoorzichtig (opaak) worden. Vaak worden ze echter reeds bij de productie in de massa gekleurd.

Thermisch gedrag – Thermoplasten worden week als de temperatuur stijgt. Thermohardende stoffen daarentegen ontbinden.

Warmtegeleiding – Deze is bij kunststof zeer klein. Ze wordt bepaald door de onregelmatigheden in de opbouw van de moleculen.

Brandbaarheid – De kleur en vorm van de vlammen, maar ook de geur van het materiaal na het doven zijn belangrijke kenmerken. Vele kunststoffen zijn brandbaar. ze bestaan immers uit koolstof- en waterstofatomen. Door andere stoffen (halogenen zoals chloor en fluor) in de moleculen in te bouwen, kan men het brandgedrag van de kunststof beïnvloeden.

Breukbeeld – Er kan een onderscheid gemaakt worden tussen een taaie breuk, een brosse breuk en geen breuk. Het breukbeeld vertelt meer over de kunststof dan de oppervlaktehardheid die met de vingernagel of een naald getest wordt.

Oplosbaarheid – Kunststoffen hebben meetstal een zeer grote weerstand tegen organische oplosmiddelen.

Elektrische geleidbaarheid – Deze is klein. Dit wordt verklaard door het kleine aantal vrije elektronen en beweeglijke ionen. Elektrostatische oplading kan hiervan het gevolg zijn.

Ondanks bovenstaande tips is niet eenvoudig om een kunststofsoort alleen aan de uiterlijke kenmerken te herkennen. Zeker als er ook geen merknaam van bekend is. Aan de hand van een kleine brandproef is het determineren van de soort een stuk makkelijker. Hieronder de per soort optredende brandkenmerken aangevuld met een drijfproef die kan worden uitgevoerd in het water dat je toch al voor het onverhoopt snel blussen van de proef heeft klaarstaan. Mocht je er niet uitkomen, neem voor definitief advies contact ons

Terug naar boven

HD-PE / PP-H / PVC-U

= Ja (dyn. toepassingen: Zeer geschikt)

= Beperkt (dyn. toepassingen: Geschikt)

= Nee (dyn. toepassingen: Niet geschikt)

PEEK / PI /  PAI / PPS / PPSU / PEI / PES / PSU

HMPE / PA / PETP / POM-C / PUR / PC

ECTFE / PTFE / PVDF / PCTFE

PC / PMMA / PET-G

PF / EP / HPL

Lexan Thermoclear / Kydex / ABS / Kunststof strokengordijnen

Bekijk enkele vragen die we krijgen over kunststof. Heb je een andere vraag? Neem dan via de chat contact met onze kunststof experts op!

Terug naar boven