Nieuwe tape elf keer zo sterk als staal /reageer

Nieuwe tape elf keer zo sterk als staal
  • door: Erik te Roller
    over: chemie, materiaal
    op: 2 december 2011
  • Elf keer zo sterk als staal en qua stijfheid vergelijkbaar met koolstofvezel.

  • Teijin produceert de tape, die bijvoorbeeld voor bepantsering kan worden gebruikt, in een nieuwe fabriek in Emmen.

In de nieuwe fabriek in Emmen, begin oktober geopend, maakt Teijin Aramid de sterkste tape ter wereld: op basis van hetzelfde gewicht elf keer zo sterk als staal en qua stijfheid vergelijkbaar met koolstofvezel. De tape is tevens bestand tegen chemicaliën en gemakkelijk toepasbaar in dunne en vlakke structuren.

Teijin produceert in Nederland al onder meer de supersterke aramidevezel Twaron en Sulfron, een materiaal dat de slijtage van autobanden tegengaat. In de nieuwe fabriek in Emmen, die enkele tientallen miljoenen euro’s heeft gekost en enkele tientallen arbeidsplaatsen biedt, wordt op basis van polyetheen de supersterke tape Endumax gemaakt.

Zelfde grondstof als DSM

Met dit nieuwe product wil het bedrijf in 2015 een wereldwijd aandeel van 15 procent in de markt voor supersterke materialen hebben behaald. Voor het eind van 2012 zal Teijin voor Endumax een productiecapaciteit van 1000 ton per jaar hebben bereikt. Andere productenten van sterke vezels zijn onder andere DuPont met de aramidevezel Kevlar en DSM met polyetheenvezel Dyneema.

Voor de tape gebruikt Teijin dezelfde grondstof als DSM voor Dyneema, namelijk een hoogwaardig type polyetheen, UHMWPE (ultra high molecular weight polyethylene). DSM maakt hier vervolgens supersterke Dyneema-vezels van met behulp van een zogeheten gelspinproces.

Tegen slijtage

Teijin gebruikt voor Endumax een ander proces, zogeheten solid state processing. Dit komt neer op het strekken van polymeer(UHMWPE sheet) onder speciale condities, een milieuvriendelijk proces zonder oplosmiddel. Dat gebeurt op een zeer gecontroleerde manier. Het is dus een mechanisch proces. De kristallen die al in het UHMWPE aanwezig zijn raken nog beter georiënteerd, waardoor de sterkte van het materiaal in de lengterichting enorm toeneemt.

Endumax heeft een lage dichtheid, minder dan 1 gram per cm3, en heeft een zeer hoge elasticiteitsmodulus, wat wil zeggen dat het onder hoge trekkrachten vrijwel niet rekt. Hiermee komt het in de buurt van de koolstofvezel. Daarnaast is de kruip, oftewel de blijvende verlenging na langdurige belasting, erg laag voor dit type hoogwaardige polyetheen. Ook is de tape bestand tegen chemicaliën, niet bros, licht in gewicht en gemakkelijk toepasbaar in dunne en vlakke structuren.

Bij toepassingen van de tape valt te denken aan het helpen verhogen van de slijtageweerstand van mechanische onderdelen van machines, aan slijtvaste bekleding van silo’s of laadvloeren van vrachtwagens. Ook is een belangrijke rol voor de tape weggelegd als versterkend materiaal voor bijvoorbeeld touwen, netten, kabels, pijpen en snijbestendige handschoenen.

Voor bepantsering

Afhankelijk van de toepassing levert Teijin de tape in verschillende breedtes. Zo wordt 10 mm breed Endumax gebruikt voor Darwing, een dynamische armsteun voor mensen die hun arm moeilijk kunnen bewegen afkomstig van Focal Meditech in Tilburg. De lichte tape helpt de mechanische krachten in Darwing te balanceren, wat mogelijk is doordat de tape erg dun en tegelijk sterk is en niet rekt.

Vanwege zijn vermogen om veel energie te absorberen bij een laag gewicht, leent het materiaal zich ook voor bepantsering. Op de korte termijn voorziet Teijin toepassingen, zoals zogenoemde insert plates voor bijvoorbeeld kogelwerende vesten en verder de bepantsering van voertuigen en vliegtuigen, waarbij valt te denken aan bijvoorbeeld een kogelwerende stoel voor helikopterpiloten. Voor de bepantsering verkoopt het bedrijf een soort folie, waarin de tape al verwerkt zit onder de naam Endumax UD /cross-ply, waarbij UD staat voor uni directional, oftewel georiënteerd in één richting, en cross-ply voor een aantal lagen om en om, steeds 90 graden gedraaid.

Dit artikel verscheen eerder in Chemie Magazine.

Reageren via Facebook

Reacties

Over Erik te Roller

Erik te Roller is ingenieur en freelance bedrijfs- en wetenschapsjournalist en schrijft over onderwerpen op het gebied van energie-efficiëncy, procesindustrie, procesveiligheid, (bio)materialen en bioraffinage.