31-10-2006: Een recept voor een onverwoestbaar CD-doosje
Hoe vaak gebeurt het niet dat de klep van een CD-doosje afbreekt? Of
dat een koffiebekertje helemaal gescheurd uit de automaat komt
gewrongen? De oorzaak ligt in plastics die niet stevig genoeg zijn.
Met het onderzoek van Ir. Jules Kierkels zouden deze kunststof
voorwerpen in de toekomst praktisch onbreekbaar kunnen zijn. Hij
ontwikkelde voor zijn promotieonderzoek aan de Technische Universiteit
Eindhoven (TU/e) een speciaal additief dat, mits goed gemengd met de
kunststof, de stevigheid enorm verbetert. Hij verdedigt maandag 6
november zijn proefschrift aan de TU/e.
Bierglas
Plastics, te weten polymeren met specifieke additieven, worden sinds
jaar en dag toegepast om glas te vervangen of om allerlei
gebruiksvoorwerpen te fabriceren. Een van de stevigste kunststoffen,
die slechts bij grote belastingen barst of breekt, is polycarbonaat
(PC). Voorbeelden kun je vinden in het vrijwel onbreekbare plastic
bierglas, de nieuwe panorama autoruiten en gevels van broeikassen en
kantoorpanden. Andere veelgebruikte plastics zijn minder stevig, zoals
polystyreen (PS), gebruikt voor koffiebekertjes en CD-doosjes, en
Plexiglas (polymethyl methacrylaat, PMMA) wat veelal gebruikt wordt
als vervanging van glas in toepassingen waarin gewichtsbesparing een
vereiste is. Waar PC bij belasting niet breekt maar vervormt, gaan
beide andere genoemde plastics meteen scheuren en barsten.
Minuscule gaatjes
Kierkels wist deze minder stevige kunststoffen, die zon zes keer
goedkoper zijn dan polycarbonaten, fors te versterken. Eerst maakte
hij inzichtelijk hoe normaal gesproken breukschade in de plastics
optreedt. Het blijkt dat op zeer kleine schaal (nanometers)
plaatselijk zeer hoge spanningen in het plastic ontstaan. Die
veroorzaken minuscule gaatjes, die samen uiteindelijk een breuk
vormen. Kierkels ontwikkelde een speciaal polymeer molecuul dat, mits
goed gemengd met het plastic, deze minuscule gaatjes kan inkapselen.
Op deze manier verdeelt de spanning zich over een groter volume, en
ontstaan er veel minder snel breuken in de kunststof.
Slagvaster
Hoe meer het speciale stofje wordt bijgemengd, hoe steviger de
kunststof wordt. Voor PMMA heeft Kierkels kunnen aantonen dat met zijn
toevoeging het materiaal veel minder snel breekt en slagvaster wordt.
Zijn onderzoek heeft daarmee een grote potentiële betekenis voor de
fabricage van toekomstige plastic gebruiksvoorwerpen. Het
promotieonderzoek is uitgevoerd onder auspiciën van het Dutch Polymer
Institute (DPI), waarbij veel bedrijven uit de chemische sector zijn
betrokken.
Agenda TU/e
02-11-2006
Technologielezing prof.dr.ir. Brombacher
02-11-2006
SAI Informatiedag
03-11-2006
Intreerede prof.ir. E.A.J. Venhoeven (B)
03-11-2006
Opening lustrumjaar E.S.C
06-11-2006
Masteravond
07-11-2006
Super TU/esday: Polymeren
08-11-2006
Dubbelconcert: Zuiderwind & Auletes
09-11-2006
Ontbijtsessie Biomedische Technologie
Technische Universiteit Eindhoven