Kunststoffen met vormgeheugen

Kunststoffen met vormgeheugen

Eigenschappen
Categorie:	Materialen
Handelsnamen:	VeriflexTM
Originele auteur:	Berber Vos en Maaike van den Ende
Jaar:	2009
Wikipedia link:	Shape-memory polymer

Beschrijving

Kunststof met vormgeheugen kan van vormveranderen onder inlvoed van temperatuur, licht, elektriciteit, magnetisme en ph. Deze infopagina is beperkt tot kunststoffen met vormgeheugen die veranderen door temperatuur, van de andere mogelijkheden is nog weinig bekend. De werking gaat als volgt: vewarm de shape memory polymer tot zijn Tg, dit is 103 °C. Bij deze tempratuur verandert de kunststof van vaste toestand in een elastische toestand. In deze elastische toestand kan het kunststof van vormveranderen. Zodra het kunststof is afgekoeld, blijft deze in de vorm waarin het verwamd is. Als het opnieuw verwarmd wordt, gaat het weer terug naar zijn oorspronkelijke toestand. Dit kan herhaald worden en het materiaal gaat altijd terug naar zijn oorspronkelijk toestand. De oorspronkelijke toestand wordt bepaald in welke vorm het is uitgehard. Dat de kunststof van vorm kan veranderen komt door de cross-links. Normaal gesproken heeft een thermplast geen cross-links, kunststof met vormgeheugen echter wel. Ze hebben echter wel minder cross-links dan thermoharders. Door het verwarmen en afkoelen deformeren de cross-links. Als ze opnieuw verwarmd worden, gaan ze terug naar de cross-links die ze eerst vormden. Bij veriflex kunnen andere materialen toegevoegd worden, zodat het materiaal andere eigenschappen krijgt. Er zijn enkele standaard matrixen in omloop:

• Veritex:

Veritx is een matrix van onder andere veriflex.

• Essemplex:

Essemplex is een nieuw thermoplastic shape memory polymer in ontwikeling. Het grootste voordeel hiervan is dat het kan worden vervormd bij 34 of 43 graden (er zijn twee soorten).

• Rec’Repair:

Dit is een composiet. Het is vrij rubberachtig, goed vervormbaar en aan 1 kant zelfklevend. Dit werkt op veel materialen.

• Rubbn’Repair:

Dit is vergelijkbaar met Rec’Repair alleen is dit meer bedoeld voor auto’s en zal het niet werken bij alle materialen. Bovendien is het sterker.

Eigenschappen

Veriflex® E2 Shape Memory Epoxy Resin

• Thermisch

Glass overgangstemperatuur(Tg)
DMA, Loss Modulus Peak - 99˚C
DMA, Tan Delta Peak - 104˚C

• Mechanisch(bij kamertemperatuur)

Treksterkte - 76 MPa
Trek modulus - 3200 MPa
Trek rek bij breuk - 3,3%
Buigspanning - 150 MPa
Buigspanning - 3600 MPa

• Mechanisch(30˚C boven Tg)

Treksterkte - 1,4 Mpa
Trek modulus - 1,5 Mpa
Trek rek bij breuk - 107%

Veritex™ Shape Memory Polymer Composite

• Thermisch

Glasovergangstemperatuur (Tg)62 ˚C

• Mechanisch(X-richting)

Treksterkte - 17,9 MPa
Trek modulus - 1187 MPa
Rek bij breuk - 4,2%
Rek bij breuk (boven Tg) - 80%

• Mechanisch(Y-richting)

Treksterkte - 16,7 Mpa
Trek modulus - 1227 Mpa
Rek bij breuk - 1,7%

Hierboven is een grafiek uitgezet tegen de x-as(temperatuur) en de y-as(viscositeits modulus). Hierin is te zien dat het materiaal rondom de glasovergangstemperatuur van vaste naar elastische toestand gaat.

Leveringsvormen

Prijzen Veriflex

De Veriflex E2 oftewel de shape memory polymer wordt geleverd in eenheden van 1 vierkante inch.

Prijzen Veritex

De Veritex oftewel de shape memory composiet wordt geleverd in platen van 3 x 7 inch.

Be- en verwerkingstechnieken

Veriflex moet uitgehard worden in een vacuum mal. Dit is de aangeraden procedure:

• Verwarm gelijkmatig van kamertemperatuur tot 125 °C binnen een half uur (met een verwarmingssnelheid van 2 °C per minuut)
• Weken bij 125 °C voor 4 uur
• Verwarm gelijkmatig van 125 °C tot 150 °C binnen een half uur (met een verwarmingssnelheid van 1 °C per minuut)
• Weken bij 150°C voor 4 uur
• Laat het gelijkmatig afkoelen naar kamertemperatuur binnen een half uur.

Toepassingen

• Algemene toepassingen

Speelgoed

Meubels

Auto onderdelen

Aanpasbare, herbruikbare mallen

• Veriflex

Customized containers, transport en verpakking

Actuators

Sensoren

Space-qualifiable toepassingen

• Veritex

Dynamische structuren

Composite reparaties

• Essemplex mogelijke toepassingen:

Architectische elementen

Smart bevestigingsmiddelen

Schakelbare montagebeugels

Massa geproduceerde consumptiegoederen

Aangepaste grepen en handvatten

• Rubbn’Repair

Snelle reparatie aan auto-onderdelen

• Rec’Repair

Dit is een soort tape voor snelle reparaties aan alle soorten oppervlakken.

Voordelen

• Veriflex E2

Gaat terug naar de oorspronkelijke vorm, zelfs na herhaalde vervorming.

Het veranderen van een vaste stof naar een rubberachtige elastomeer.

Meer dan 100% rek in elastische toestand

Lage viscositeit voor gemakkelijke verwerking

Verspaanbaarheid na uitharding

Brandbestendig

• Rubbn’Repair

Minder dan 15 seconden reparatietijd

Lichtgewicht

Sterk

Geen voorbehandeling van het oppervlak nodig

Op meerdere manieren te vervormen

Kan op maat gezaagd, geschuurd, geboord en geschilderd worden

• Rec’Repair

Geen uitharding vereist

Niet chemisch irriterend

Waterbestendig

Slijtvast

Structureel onderhoud

Op meerdere manieren te vervormen

Kan op maat gesneden en geschuurd worden

• Essemplex

Vervormbaar

Veelzijdige ontwerp opties

Nadelen

• Bij hoge temperaturen vervormen
• Met de hand vervormen
• Gieten is duur voor kleine oplages
• Houdt geen geluid tegen
• Matig bestendig tegen UV-straling

Milieuaspecten

Het kunststof is niet recyclebaar.

Leveranciers en kenniscentra

Via het bedrijf CRG Industries uit de VS zijn er samples geregeld. Dit zijn leveranciers van verschillende soorten kunststoffen met vormgeheugen.

CRG Industries, LLC
2750 Indian Ripple RD.,
Dayton , OH 45440, US

Contactpersoon:
Scott Huelskamp
huelskampsr@crg-industries.com
937-458-0210x165

CTD
2600 Campus Drive, Suite D
Lafayette, CO 80026
303-664-0394

• CRG Industries
• Mariëlle Leenders
• Materia
• Charlotte Lelieveld, afgestudeerd in architectuur aan de Universiteit Delft
• Kees van den Ende, KEMA