sciencetalk

Hoe komt het dat thermoharders harder worden wanneer je ze verwarmd, en thermoplasten zachter worden wanneer je ze verwarmd?

ik weet dat je bij thermoharders covalente bindingen hebt (dwarsverbindingen) en bij thermoplasten vdw-bindingen, maar wat is hier het verband tussen de soort binding en het harder/zachter worden bij verhitting?

De sleutel tot het antwoord ligt in het feit dat de thermoplasten voornamelijk Vanderwaalskrachten hebben als intermoleculaire bindingen. Deze zijn eerder zwak, en zodra je temperatuur toevoegt, worden deze verbroken. Een lange soepele keten is het gevolg (denk aan spaghettislierten). Bij een thermoharder heb je die covalente bindingen en een veel ingewikkelder, 3D-netwerk van bindingen die te sterk zijn om verbroken te worden door temperatuur toe te voegen. Ze blijven dus op hun plaats en ontleden wanneer je temperatuur blijft toevoegen.

Ter aanvulling: omdat een thermoharder niet zachter wordt bij verwarmen is het materiaal ook niet te verwerken (bijvoorbeeld spuitgieten) zoals dat bij een thermoplast kan. Wil je het materiaal in een vorm krijgen, dan moet je dus met een pre-product aan de gang, dat wél te verwerken is, en wat je na verwerken laat uitharden. Dat materiaal bestaat uit (korte) ketens met bepaalde functionele groepen eraan zodat de ketens kunnen aan elkaar kunnen worden geknoopt.
 
Dit aan elkaar knopen (door het maken van covalente bindingen tussen de ketens ) gebeurt dus ná het verkrijgen van de vorm. De reacties die hierbij optreden vinden doorgaans plaats onder invloed van warmte. Verwarmen leidt dus tot vorming van bindingen tussen de ketens, waardoor het materiaal hard wordt.
 
Soms is deze reactie in het uiteindelijke product nog niet helemaal compleet. Wordt dat product dan nog een keer verwarmd, dan worden er op dat moment nóg meer bindingen tussen de ketens gevormd, waardoor het materiaal nóg harder wordt.