Terminologie van kunststoftechnologie - humoristisch en gemakkelijk te begrijpen
Wist u dat in veel gevallen vergelijkingen met de natuur en de mens kunnen worden gebruikt om feiten in de kunststoftechnologie te verklaren?
De term van vandaag: Kruipgedrag
„Wie kunststof kent, kiest voor cement.“
Deze uitspraak zou ooit zijn gedaan door een hoogleraar kunststoftechniek aan de toenmalige FH Darmstadt. Dat was natuurlijk met een knipoog bedoeld. Want wie kunststoffen echt kent, weet: het zijn fantastische materialen – men moet alleen hun eigenaardigheden begrijpen. En een daarvan is Kruipen.
Wat houdt ‘kruipen’ eigenlijk in?
Stelt u zich eens voor dat u op een nieuwe bank gaat zitten. In het begin zit deze heerlijk. Na een uur merkt u dat u een paar centimeter dieper bent weggezakt. Dat vindt u normaal, want het is comfortabeler dan op een harde plank zitten en na het opstaan lijkt het schuim immers weer terug te keren naar de oorspronkelijke vorm. Maar als dat echt het geval zou zijn, waarom zien banken er dan na een paar jaar gebruik doorgezakt uit?
In vakkringen wordt dit ook wel de blijvende vervorming genoemd. Wanneer een kunststof gedurende langere tijd wordt belast, blijft deze langzaam vervormen, ook al neemt de kracht helemaal niet toe. Deze tijdsafhankelijke vervorming wordt Kruipen.
Waarom vertoont een kunststof dit gedrag?
Het verschil zit in de samenstelling van het materiaal.
Metalen hebben een zeer stijve kristalstructuur. Kunststoffen bestaan daarentegen uit lange molecuulketens die onder belasting langzaam ten opzichte van elkaar kunnen verschuiven.
Niet met schokkende bewegingen.
Niet plotseling.
Maar juist heel ontspannen.
Hoe hoger de temperatuur en hoe groter de belasting, hoe sneller dit gebeurt.
Waarom is dit belangrijk?
Voor constructeurs is kruip geen fout, maar een eigenschap waarmee rekening moet worden gehouden.
Een afdichting kan onder langdurige belasting van vorm veranderen en keert na het wegnemen van de belasting niet meer terug naar de oorspronkelijke toestand.
Een klikhaak die vandaag de dag nog perfect vastzit, kan na langdurige belasting op een gegeven moment niet meer zo overtuigend „klikken“.
Daarom volstaat het bij kunststof onderdelen niet om alleen te berekenen of ze vandaag vasthouden.
De cruciale vraag luidt:
Zullen ze over vijf of tien jaar nog steeds bestaan en wat kunt u daartegen doen?
Ontwerpers hebben een aantal mogelijkheden:
- geschikte materialen selecteren,
- Belastingen verminderen,
- Zorg ervoor dat de temperaturen laag blijven,
- Onderdelen stijver ontwerpen,
- glasvezels of andere versterkingsmaterialen gebruiken,
- of de lasten zo gunstig mogelijk te verdelen.
Kunststoffen zijn namelijk geen slechte materialen – ze vragen alleen om een iets langetermijnvisie.
Conclusie
Het kruipgedrag behoort tot de belangrijkste eigenschappen van kunststoffen. Wie hier geen rekening mee houdt, kan soms voor onaangename verrassingen komen te staan.
Wie hiermee vertrouwd is, kan duurzame, betrouwbare en zuinige onderdelen ontwikkelen.
En daarmee zijn we weer terug bij het beroemde citaat van de professor:
„Wie kunststof kent, kiest voor cement.“
Misschien zou men daar vandaag de dag het volgende aan moeten toevoegen:
„… of hij kiest de juiste kunststof – en ontwerpt het zo dat het kruipgedrag zich alleen voordoet op plaatsen waar het niemand stoort.“