Theorie voorspelt veroudering van amorfe kunststof

Amerikaanse onderzoekers hebben een theoretisch model ontwikkeld, dat de achteruitgang van amorfe, transparante kunststoffen beschrijft als functie van de tijd en de temperatuur. Op die manier valt te voorspellen hoe lang de mechanische eigenschappen van dvd’s, cockpitkappen en andere kunststofproducten op een acceptabel niveau blijven, zo schrijven ze in Physical Review Letters.

Amorfe, vaste, glasachtige kunststoffen zoals polystyreen, polycarbonaat en perspex zijn eigenlijk ‘bevroren’ vloeistoffen, net als echt glas. Door snelle afkoeling hebben ze niet de kans gekregen om uit te kristalliseren. Helemaal onbeweeglijk zijn de moleculen echter niet. Zeker niet bij kunststoffen, waarvan de ‘smelt’-temperatuur veel lager is dan die van glas.

In de praktijk zullen de moleculen hiervan profiteren door zich langzaam te herschikken tot iets wat een beetje meer op een kristalstructuur lijkt. Gevolg is dat de kunststof brosser en minder transparant wordt, en een beetje krimpt.

Het model van prof. Kenneth Schweizer en postdoc Kang Chen legt een relatie tussen de fysische eigenschappen van het polymeer en de tijdschaal van de beweging van de moleculen. Bij sommige materialen en een lage omgevingstemperatuur blijkt het miljarden jaren te kunnen duren voordat het effect merkbaar wordt. Het kan ook zo snel gaan dat je binnen de normale gebruiksduur van een voorwerp al problemen krijgt. Maar dat laatste wisten we al.

bron: University of Illinois