Thermoharders

Voor sommige toepassingen heb je kunststoffen nodig die niet zachter worden of zelfs niet smelten als je ze verwarmt. Denk aan de handgrepen van pannen. Je wilt dat die stevig blijven en niet heet worden, ook als de pan wel heet is. En ook van stopcontacten en schakelaars wil je dat ze onder alle omstandigheden stevig blijven. We kennen voor deze toepassingen een aparte soort van kunststoffen: thermoharders.

Het rechter plaatje is een thermoharder.

Thermoharders en thermoplasten

We vergelijken even thermoharders en thermoplasten. De namen van deze soorten geven al aan dat het iets met temperatuur te maken heeft. Thermoplasten worden zachter en weker als je ze warmer maakt. Ze worden plastischer. Bij thermoharders gebeurt dat juist niet. Die blijven hard en star. Ze zijn niet buigzaam. In een voorwerp gemaakt van een thermoharder is geen beweging in te krijgen. Als je er hele grote krachten op uitoefent, dan breekt het voorwerp.

Verhitten

Je weet nu dat een thermoharder bij verwarmen niet zachter wordt. Je vraagt je misschien af wat er gebeurt als je zo’n thermoharder niet verwarmt, maar sterk verhit met hoge temperaturen. Dan zal de stof gaan ontleden. Je ziet barsten in het voorwerp ontstaan en het gaat stinken. De kleur zal veranderen, meestal gaat het verkolen en wordt het zwart. En misschien ontstaat er een gas (dat kan per kunststof verschillen) dat in de brand vliegt.
Thermoplasten en thermoharders reageren dus heel anders bij verwarming.

Nog enkele voorbeelden

Wanneer we een kunststof nodig hebben die stevig en star blijft, kiezen we voor een thermoharder. Denk aan ski’s, tennisrackets en surfplanken. Voor grotere constructies verwerken we thermoharders in een mat van vezels. Deze combinatie noemen we composieten.

Hoe zit dat met de moleculen?

We “kijken” op moleculair niveau naar thermoharders. Kunnen we dan begrijpen dat ze niet verweken bij verwarming? Ja! Ook thermoharders bestaan uit polymeermoleculen. Die moleculen zijn net zoals bij thermoplasten, lange slierten. Het zijn echter slierten die op veel plaatsen aan elkaar vast zitten. Met een chemische binding. Dit worden cross-links genoemd. Doordat die slierten allemaal stevig aan elkaar vast zitten is het eigenlijk één groot netwerk. Bij verwarming van die stof kunnen er dus geen afzonderlijke molecuulketens (slierten) gaan bewegen en van elkaar losraken. Een thermoharder wordt dus nooit vloeibaar. Bij sterke verhitting verbreken de chemische bindingen in het netwerk en gaan de polymeermoleculen kapot. Er ontstaan dan brokken kleine moleculen. Deze moleculen zorgen voor de zwarte, verkoolde rest en de stinkende en brandbare gassen.

Meer weten over andere soorten kunststof? Ga terug naar de pagina.