Armand van Wijck
Materiaalkunde Liquid Crystal Thermoset (LCT), een polymeer ontwikkeld door prof. Theo Dingemans aan de TU Delft tijdens zijn werk voor de Nasa, blijkt een veel groter toepassingsgebied te hebben dan in coatings voor waterstoftanks, waarvoor het in eerste instantie werd gebruikt.
Dit jaar verscheen een paper van Dingemans over composieten op basis van LCT’s, die extreme omstandigheden aankunnen.
Het LCT-onderzoek aan de TU Delft is voornamelijk gericht op het vinden van polymeren die kunnen functioneren bij temperaturen groter dan 250 graden Celsius en in een agressieve omgeving (bijv. corrosief of met chemicaliën). Dingemans: ‘Het einddoel is eigenlijk om zoveel mogelijk metalen te vervangen door polymeren of composieten.’
Volgens Dingemans zijn de nieuwe polymeren van de TU Delft uniek: ‘Een van onze beste LCT’s heeft een set eigenschappen die ik nog nooit bij ander polymeren heb aangetroffen.’ De LCT’s zijn daardoor geschikt voor het vervangen van metalen in hogetemperatuurtoepassingen (bijv. gasturbines), als coatings, dielektrische films en schakelborden. Overal waar extreme omstandigheden heersen, biedt een LCT uitkomst. ‘Zo zijn we samen met industriële partners LCT-coatings voor vliegtuigen aan het ontwerpen’, vertelt Dingemans.
De LCT komt aan haar naam door de exotische toestand waarin het zich bevindt, die is namelijk vloeibaar kristallijn (liquid crystal). Dat is een vloeibare fase waarin de molecuulketens van het polymeer nog steeds geordend zijn. ‘De ketens zijn een soort starre staafjes en hebben de neiging om – net als lucifers in een doosje – naast elkaar te gaan liggen, ofwel te ordenen’, legt Dingemans uit. De basis voor de LCT is een reactief oligomeer: polymeerketens die bestaan uit benzeenringen en estergroepen, met aan de uiteinden als ketenstopper een fenylacetyleen (benzeenring met een zijgroep met driedubbele binding). Dingemans: ‘De LCT wordt via de vloeibaar kristallijnfase in de vezels van het te verrijken composiet aangebracht. Zo gauw de LCT erin zit, verhogen we de temperatuur van het composiet en gaan de fenylacetyleengroepen (de ketenstoppers) thermisch reageren: alle uiteinden klikken aan elkaar vast waardoor je een netstructuur krijgt binnenin je composiet. Dat noemen we een thermoset.’
