Bij het verwerken van polymeren (plastics) geldt dat hoe langer de polymeerketens zijn, hoe beter de eigenschappen van het uiteindelijke product zijn. Helaas geldt ook: hoe langer, hoe moeilijker verwerkbaar met bijvoorbeeld spuitgieten, door een hogere viscositeit (stroperigheid) van het gesmol-ten plastic. Door aan het vloeibare polymeermengsel zeer kleine, op een speciale manier gemaakte deeltjes toe te voegen, kan dit probleem wat worden verlicht. De viscositeit blijkt dan af te nemen, terwijl de mechanische eigenschappen van het uitgeharde polymeer gelijk blijven. Dr.ir. Han Goossens van de capaciteitsgroep Polymeertechnologie van de faculteit Scheikundige Technologie probeert dit proces beter te begrijpen. Goossens en dr. Sachin Jain vinden mét deeltjes een viscositeitsverlaging van minimaal een factor tien in vergelijking tot zonder deeltjes: “Wij hebben gevonden dat de langste ketens uit het polymeermengsel zich rond de silicadeeltjes scharen. Daardoor bepalen de kortere ketens bijna in hun eentje de viscositeit”.

Op de foto is de proefreactor te zien waarin Goossens de nanodeeltjes door het poedervormige polymeer, tot nu toe vooral polypropeen, mengt. Dit gebeurt niet door het polymeer te smelten en de deeltjes er domweg doorheen te roeren, want dan zouden de silicadeeltjes gaan samenklonteren. Het vaste polypropeenpoeder is met opzet poreus, om in de poriën de silica te kunnen vormen. Dit gebeurt in twee stappen. Eerst wordt een zogenoemde ‘precursor’ toegevoegd, een materiaal dat in de poriën trekt. Vervolgens komt daar water bij, dat met de precursor reageert tot silica. Goossens: “De korrels kunnen op de normale manier worden verwerkt tot plastic producten. We gaan dan ook spuitgietproeven doen voor bijvoorbeeld het maken van stevige, maar toch dunwandige producten. Daarnaast is ons doel om te kijken of we met de nanodeeltjes een nog lagere viscositeit kunnen bereiken en of dit effect ook bij andere polymeren optreedt”.

Tekst: Jim Heirbaut
Foto’s: Bram Saeys

Heeft u tips voor deze nieuwe serie; mail ze dan naar cursor@tue.nl.