Gemodificeerde kunststoffen

Met vezel versterkte en composiet materialen

De eigenschappen van kunststoffen kunnen worden gewijzigd door toevoeging van additieven of vulstoffen, De ontstane compound leidt tot (meestal toegenomen) thermische, mechanische, elektrische, optische of andere eigenschappen ten opzichte van de basis polymeer. De meest voorkomende vulstoffen en additieven zijn, naast kleurstoffen, versterkingsvezels, stabilisatoren en wrijvingsreducerende additieven.

Versterkte vezels

In met vezel versterkte polymeren, bepalen de versterkingsvezels materiaaleigenschappen van de samenstelling. In veel gevallen is de sterkte van de vezels groter dan de matrixmaterialen - en vaak ook hoger dan de treksterkte van metalen. De dichtheid van de meest gebruikte vezels is daarentegen meestal lager dan die van aluminium, wat een groter potentieel biedt voor het ontwerpen van onderdelen voor lichtgewicht constructies. In de meeste gevallen, worden glas, koolstof en aramide vezels gebruikt in vezelversterkte kunststof.Vanuit het gezichtspunt van de ontwerper zijn de mechanische eigenschappen van het materiaal bijzonder belangrijk.

Met glas gevulde kunststof

Glasvezels zijn de meest gebruikte versterkende vezels in versterkte polymeren. Vergeleken met het basispolymeer bieden met glas gevulde materialen verbeterde mechanische eigenschappen zoals een hogere stijfheid of sterkte en kunnen ook een betere oppervlaktehardheid hebben.

Met koolstof versterkte kunststof

Met koolstofvezel versterkte polymeren zijn extreem krachtig en lichtgewicht. 

Ze kunnen duur zijn om te vervaardigen, maar worden meestal gebruikt waar een hoge sterkte/gewichtsverhouding en stijfheid vereist zijn. Deze modificaties worden vaak toegepast in sectoren als de lucht- en ruimtevaart, de auto-industrie en vele andere technische toepassingen.

Aramide vezels

Aramide vezels zijn een klasse van hittebestendige en sterke vezels die worden gebruikt in toepassingen waar extreme eisen worden opgelegd aan slagvastheid, materiaaldemping en slijtvastheid en waar een laag gewicht ook een vereiste is.

Andere vulmiddelen

Andere vulmiddelen bieden in het algemeen geen of slechts minimaal technische voordelen en dienen voornamelijk om kosten of gewicht te verlagen: Ensinger biedt bijvoorbeeld krijt, talk of holle glaskogeltjes.

Ensinger biedt ook keramisch gevulde kunststoffen in nog een andere innovatieve compoundoplossing die onder andere de fysische eigenschappen en verspaningseigenschappen verhoogt.



Vulmiddelen die wrijving en SLIJTAGE verminderen

In aanvulling op het bekende glijmateriaal PTFE (Teflon®) worden de klassieke wrijvingsmaterialen PA en POM door hun goede glijdende wrijvingseigenschappen ook vaak in ongevulde toestand gebruikt. Uiteraard is het mogelijk om de eigenschappen van alle materialen, inclusief PA en POM, wat betreft de wrijvings- en slijtage-eigenschappen te verbeteren door gebruik te maken van diverse additieven die in de polymeermatrix kunnen worden gemengd. De vier meest voorkomende soorten toevoegingen zijn hier vermeld:

Grafiet

Grafiet is zuiver koolstof, dat, wanneer het in fijngemalen vorm wordt toegevoegd, een aanzienlijk smeermiddeleffect vertoont. Door grafiet gelijkmatig in een kunststof te verwerken kan de wrijvingscoëfficiënt drastisch worden verminderd, vooral in vochtige omgevingen.

Polyethyleen

De toevoeging van polyethyleen resulteert in een vergelijkbaar effect als bereikt bij gebruik van PTFE. De wrijvingseigenschappen zijn verbeterd, maar niet helemaal in dezelfde mate als bij PTFE. 

Molybdeensulfide

Molybdeensulfide wordt voornamelijk gebruikt als nucleatiemiddel en vormt een fijn kristallijne structuur, zelfs wanneer het slechts in kleine hoeveelheden wordt toegevoegd. Door de hogere kristalliniteit bereiken kunststoffen een grotere slijtvastheid en een lagere wrijvingscoëfficiënt. Ensinger kan ook speciaal ontwikkelde composietonderdelen aanbieden die combineren wrijvingsarme toevoegingen combineren. Eén voorbeeld is Ensinger's PVX reeks van materialen, die elk 10% PTFE, grafiet en koolstofvezel bevat. De combinatie van PTFE en grafiet geeft het materiaal uitstekende glijdende-wrijvingseigenschappen, terwijl de toevoeging van koolstofvezels resulteert in een hogere sterkte en slijtvastheid. Deze materialen bieden ook zeer goede droge en noodloopeigenschappen onder zware belasting.

Polytetrafluorethyleen

PTFE is een fluoroplastisch materiaal dat bestand is tegen hoge temperaturen en dat ook een uitgesproken anti-kleefgedrag heeft. Onder drukspanning vormt geslepen materiaal van met PTFE gevulde kunststoffen een fijne polymeerfilm op de te koppelen oppervlakken. Dit fenomeen resulteert in zeer lage wrijvingscoëfficiënten. Met een geschikte aanpassing is het ook mogelijk om het zogenaamde stick-slipeffect te verminderen of helemaal te vermijden.

Composietmateriaal

Binnen de TECATEC reeks, biedt Ensinger een PEEK composietmateriaal. TECATEC biedt extreme mechanische sterkte en thermische dimensionale stabiliteit dankzij de geweven koolstofvezelstof die is gelijmd onder druk op het basis-PEEK-polymeer. Het biedt ook een hoge weerstand tegen oververhitte stoom en chemicaliën, waardoor TECATEC ideaal is voor gebruik in medische technologie toepassingen. TECATEC is verkrijgbaar met een gehalte van 50 of 60% koolstofvezelstof. Het speciale productieproces zorgt voor een uitstekende vezel- en matrixintegratie.