Welke kunststofsoorten zijn er?
Kunststoffen worden toegepast in uiteenlopende producten en toepassingen. Hoewel ze vaak als één materiaalgroep worden gezien, bestaan er grote verschillen in eigenschappen, verwerking en toepassingsmogelijkheden.
Op deze pagina leest u welke kunststofsoorten er zijn, hoe deze worden ingedeeld en waarin de belangrijkste materiaalgroepen van elkaar verschillen.
Indeling van kunststofsoorten
Kunststoffen vormen geen uniforme materiaalsoort, maar een verzamelnaam voor materialen met uiteenlopende chemische structuren en eigenschappen. Om overzicht te creëren, worden kunststoffen meestal ingedeeld op basis van hun gedrag bij verhitting, moleculaire opbouw of technische prestaties. Deze indelingen maken het eenvoudiger om materialen met elkaar te vergelijken en hun eigenschappen beter te begrijpen.
De meest gebruikte classificatie onderscheidt thermoplasten, thermoharders en elastomeren. Daarnaast worden thermoplasten vaak verder onderverdeeld in amorfe en semi-kristallijne kunststoffen. Ook bestaat een indeling op prestatieniveau, waarbij onderscheid wordt gemaakt tussen commodity plastics, engineering plastics en high-performance plastics. Iedere classificatie belicht een ander aspect van het materiaal.
Thermoplasten, thermoharders en elastomeren
Thermoplasten zijn de meest gebruikte kunststofgroep binnen de industrie. Deze materialen worden zacht wanneer ze worden verwarmd en harden na afkoeling opnieuw uit. Daardoor kunnen thermoplasten meerdere keren worden verwerkt en zijn ze uitstekend geschikt voor productietechnieken zoals kunststof spuitgieten. Veel bekende kunststoffen behoren tot deze groep, waaronder PP, PE, ABS, PA, POM en PC.
Thermoharders gedragen zich anders. Tijdens de productie ontstaat een permanente moleculaire structuur waardoor het materiaal na uitharding niet opnieuw kan worden gesmolten. Ze worden toegepast wanneer hoge vormvastheid of temperatuurbestendigheid belangrijk is. Elastomeren onderscheiden zich door hun rubberachtige elasticiteit. Deze materialen kunnen sterk vervormen en keren daarna grotendeels terug naar hun oorspronkelijke vorm, waardoor ze veel worden toegepast in afdichtingen en trillingsdempende onderdelen.
De toepassing van thermoplasten
Binnen kunststof spuitgieten wordt vrijwel uitsluitend gewerkt met thermoplasten. Deze materialen laten zich efficiënt verwerken doordat zij na verwarming vloeibaar worden en na afkoeling opnieuw verharden. Hierdoor kunnen complexe producten met een hoge reproduceerbaarheid en korte cyclustijden worden geproduceerd.
Thermoplasten zijn bovendien verkrijgbaar in uiteenlopende varianten. Sommige materialen zijn ontwikkeld voor algemene toepassingen waarbij kostenefficiëntie centraal staat, terwijl andere juist geschikt zijn voor hogere temperaturen, zwaardere belastingen of een verhoogde chemische bestendigheid. Hierdoor is voor vrijwel iedere technische toepassing een passende thermoplast beschikbaar.
Amorfe en semi-kristallijne thermoplasten
Binnen de thermoplasten wordt onderscheid gemaakt tussen amorfe en semi-kristallijne materialen. Amorfe kunststoffen hebben een ongeordende moleculaire structuur. Daardoor worden zij geleidelijk zachter bij oplopende temperaturen en vertonen zij vaak een relatief voorspelbaar krimpgedrag. Bekende voorbeelden zijn ABS, PC, PMMA en PS. Sommige amorfe materialen kunnen bovendien transparant worden geproduceerd.
Semi-kristallijne thermoplasten bestaan uit zowel geordende als ongeordende moleculaire gebieden. Hierdoor beschikken zij vaak over een hogere chemische bestendigheid, betere slijtvastheid en een grotere vermoeiingssterkte. Materialen zoals PP, PE, PA, POM en PBT behoren tot deze groep. Zij kunnen tijdens de verwerking echter ook meer krimpen, waardoor het productontwerp en de matrijs hierop moeten worden afgestemd.
Prestatieniveaus van thermoplasten
Niet iedere thermoplast levert dezelfde technische prestaties. Daarom worden materialen vaak ingedeeld op basis van hun mechanische eigenschappen, temperatuurbestendigheid en toepassingsgebied. Deze indeling wordt weergegeven als de piramide van thermoplasten met commodity plastics, engineering plastics en high-performance plastics.
Naarmate een materiaal hoger in deze piramide staat, nemen de technische prestaties doorgaans toe. Tegelijkertijd worden ook de materiaalkosten en verwerkingseisen hoger. Dat betekent echter niet dat een high-performance kunststof automatisch de beste keuze is. Welke materiaalcategorie geschikt is, hangt altijd af van de eisen die aan het eindproduct worden gesteld.
Commodity, engineering en high-performance plastics
Commodity plastics vormen de grootste materiaalgroep. Kunststoffen zoals PE, PP en PS zijn relatief voordelig, breed beschikbaar en geschikt voor veel algemene toepassingen. Ze worden veel gebruikt wanneer hoge mechanische of thermische prestaties minder belangrijk zijn.
Engineering plastics, waaronder ABS, PA, POM, PC en PBT, bieden betere mechanische eigenschappen, een hogere maatvastheid en een grotere slijtvastheid. Voor toepassingen onder extreme omstandigheden zijn er high-performance plastics zoals PPS, PEI en PEEK. Deze materialen behouden hun eigenschappen bij hoge temperaturen of zware chemische belasting, maar vragen ook om specialistische verwerking en hogere investeringen.
Veelgebruikte kunststofsoorten
Binnen iedere materiaalgroep bestaan kunststofsoorten met een eigen combinatie van eigenschappen. Daardoor verschillen materialen onder meer in sterkte, flexibiliteit, vochtopname, slijtvastheid, chemische bestendigheid en temperatuurbereik. Geen enkele kunststof is op alle eigenschappen de beste. Iedere kunststof heeft sterke punten die aansluiten bij specifieke toepassingen.
Daarnaast zijn veel materialen verkrijgbaar in verschillende kwaliteiten. Door toevoegingen zoals glasvezels, mineralen, kleurstoffen of vlamvertragers kunnen eigenschappen verder worden aangepast. Hierdoor kunnen twee materialen met dezelfde basisnaam in de praktijk toch verschillende prestaties leveren.
PP, ABS, PA, POM, PC en TPE
Er bestaan honderden verschillende kunststoffen, ieder met hun eigen eigenschappen en toepassingsgebieden. Hieronder vindt u een overzicht van enkele veelgebruikte kunststofsoorten binnen technische producten en kunststof spuitgieten.
- PP (Polypropyleen) – Licht, chemisch bestendig en vochtwerend. Veel toegepast in technische onderdelen, verpakkingen en consumentenproducten.
- ABS (Acrylonitril-butadieen-styreen) – Slagvast, stijf en eenvoudig af te werken. Geschikt voor behuizingen, zichtdelen en producten met een hoge oppervlaktekwaliteit.
- PA (Polyamide) – Sterk, slijtvast en geschikt voor mechanisch belaste onderdelen. Neemt relatief veel vocht op, wat invloed kan hebben op de maatvastheid.
- POM (Polyoxymethyleen) – Zeer maatvast en slijtvast, met een lage wrijvingscoëfficiënt. Veel gebruikt voor tandwielen, lagers en andere bewegende onderdelen.
- PC (Polycarbonaat) – Zeer slagvast en, indien gewenst, transparant. Geschikt voor toepassingen waarbij sterkte en veiligheid belangrijk zijn.
- TPE (Thermoplastisch elastomeer) – Combineert de flexibiliteit van rubber met de verwerkbaarheid van een thermoplast. Veel toegepast voor afdichtingen, grepen en zachte componenten.
Dit zijn slechts enkele voorbeelden van veelgebruikte kunststofsoorten. Binnen iedere materiaalgroep bestaan verschillende varianten en compounds, waardoor de uiteindelijke eigenschappen per materiaal kunnen verschillen.