Chemische procesontwerpen: verwerking van materialen
Materialen worden verwerkt op een manier die past bij hun macroscopische eigenschappen. Dit verband komt op het examen terug bij ontwerpopdrachten.
Elk materiaal wordt verwerkt op een manier die past bij zijn eigenschappen. Daarom moet je weten welke eigenschap bij welk proces hoort.
Bij metalen gaat het om persen, gieten en walsen. Bij gieten wordt het metaal vloeibaar gemaakt en in een vorm gegoten. Bij persen en walsen brengt kracht het vaste metaal in de gewenste vorm.
Thermoplasten bestaan uit losse ketens die niet met elkaar zijn verbonden. Bij verwarming worden ze zacht of vloeibaar, en bij afkoelen worden ze weer vast. Daarom verwerk je ze met spuitgieten, extruderen of blazen. Bij spuitgieten wordt de gesmolten kunststof in een mal gespoten. Bij extruderen wordt de kunststof door een mondstuk geperst. Bij blazen wordt een gesmolten buisje met lucht tegen de wand van een vorm geblazen, zoals bij PET-flessen.
Thermoharders bestaan uit een netwerk van crosslinks. De ketens zitten stevig vast aan elkaar, dus ze smelten niet. Daarom polymeriseer je een thermoharder in de mal. De vorm ontstaat tijdens de reactie.
Het verband werkt twee kanten op. Als je het proces kent, kun je afleiden welke eigenschap het materiaal moet hebben. Als je de eigenschap kent, kun je het proces kiezen.
Onthoud
Thermoplasten bestaan uit losse ketens en worden bij verwarming zacht.
Spuitgieten, extruderen en blazen zijn processen voor thermoplasten.
Thermoharders hebben crosslinks en polymeriseren in een mal.
Metalen worden geperst, gegoten of gewalst.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Leg uit dat PET geschikt is om in een extruder te worden verwerkt, met gebruik van figuur 1.
- 1
De dubbele bindingen in de ring zijn niet reactief, dus ze vormen geen crosslinks.
Veelgemaakte fouten
Zeg niet alleen dat PET een plastic is. Noem de losse ketens als reden waarom het smelt.
Verwar thermoharders en thermoplasten niet. Leg bij een thermoharder uit dat crosslinks het smelten tegenhouden.
Snel checken
Een thermoharder bestaat uit een netwerk van crosslinks. Waarom kan zo'n materiaal niet in een extruder worden verwerkt?
Welk verwerkingsproces past het best bij het maken van een holle fles van een thermoplast?