Legeringen alleen met metalen? Polymeren met op maat gemaakte eigenschappen.

Metaallegeringen hebben het grootste aandeel in de wetenschap van klassieke materialen. Zuivere metalen zijn nogal saai, maar wanneer je verschillende metalen met elkaar mengt, ontstaan materialen met verschillende eigenschappen, soms alleen door een kleine verandering in de mengverhouding van de atomaire metalen.

Er zijn geen legeringen in de kunststofsector, maar de mogelijkheden in de wereld van polymeren zijn niet minder opwindend. Het gaat om schijnbaar eindeloze macromoleculen, bestaande uit meerdere miljoenen bouwstenen, de zogenaamde monomeren. En het wordt interessant als je verschillende monomeren met elkaar combineert.

Chemisch compatibele monomeren kunnen gezamenlijk dergelijke macromoleculen vormen. Bekende voorbeelden zijn b.v. de styreen polymeren SB en ABS. De eerste is een copolymerisaat  van polystyreen, een normaal brosse kunststof, en polybutadieen, een synthetisch rubber. Beide leiden samen tot een universeel toepasbare slagvaste kunststof, die de goede dimensionale stabiliteit van styreen heeft, maar tegelijkertijd ook schokbelastingen kan absorberen. Het tweede materiaal ABS bevat ook een derde monomeer, dus het is een terpolymeer. Deze verdere component is acrylonitril, wat het plastic een hogere oppervlaktehardheid en een zijde glanzend afwerking geeft. Dit voorbeeld laat zien dat een slimme combinatie een polymeer met op maat gemaakte eigenschappen creëert.

Ondanks de chemische verbinding tussen de componenten, handelt het hier om physikalisch minder goede mengbare componenten, zodat wanneer ze worden vergroot, een inhomogeen beeld, van gebieden met puur rubber component en de resterende componenten, ontstaat. Deze gebieden kunnen heel goed vervormen, aanvankelijk elastisch, maar onomkeerbaar plastic in het geval van een crash. SB en ABS zijn daarom ideale materialen voor robuuste behuizingen. 

Daarentegen is er een breed veld van copolymeren, welke zich ook fysisch goed verdragen, zoals b.v. die van verschillende soorten polyamide. De bekendste zijn PA 6/66 en PA 6/12 copolymeren. In het algemeen leiden dergelijke copolymeren tot meer elastische materialen dan de individuele polymeren en worden om deze reden ook het meest gebruikt. 

Ook verder worden copolymeren veel gebruikt. Vooral bij als monomeren bekende kunststoffen, zoals polypropyleen of POM, omdat materiaalwetenschappers steeds meer mogelijkheden vinden om nieuwe componenten in de macromoleculen op te nemen. Daarom zijn copolymeren vaak een synoniem voor een modern, geavanceerd materiaal. Bijvoorbeeld het homopolymeer van POM is niet zo chemisch resistent en minder slagvast dan het later ontwikkelde copolymeer. Er is ook een groot aantal speciale polymeren in de polypropyleen sector die het klassieke en universeel toepasbare P.P.-homopolymeer voor speciale toepassingen optimaliseren.

Bij het mengen van chemisch onverenigbare polymeren spreekt men op fysische basis van een polymeermengsel. Hier is een voorbeeld van de combinatie van PC + ABS. Een component is het eerder beschreven terpolymeer. Het gebeurt vaak dat de temperatuurbestendigheid niet voldoende is. Door het te combineren met een pc, kunt u het zover nodig vergroten. Dit geeft u een materiaal dat bestaat uit in totaal vier monomeren, elk met zijn eigen voordelen en die de nadelen van de andere componenten compenseert, b.v. polycarbonaat heeft een glanzend oppervlak, terwijl voor decoratieve delen het meer matte ABS de voorkeur heeft. Als je zowel temperatuurbestendigheid als oppervlaktekwaliteit nodig hebt, gebruik je de blend.