Slangmaterialen

Slangen en buizen kunnen worden vervaardigd uit een breed scala aan materialen of combinaties van materialen, waardoor hun gebruik in verschillende industrieën mogelijk is. Een cruciale factor voor het slangmateriaal is de chemische bestendigheid tegen de stoffen die erdoorheen zullen stromen. Voor gangbare materialen kunt u onze chemische bestendigheidstabel raadplegen om te controleren of het slangmateriaal geschikt is voor een specifieke toepassing. In dit artikel zullen we de gebruikelijke materiaalkeuzes bespreken.

Inhoudsopgave

• Kunststoffen
• Rubbers
• Siliconen
• Versterkte slangen en buizen
• Selectiecriteria

Kunststoffen

Kunststoffen zijn materialen gemaakt van synthetische of halfsynthetische organische moleculen die polymeren worden genoemd. Naast deze polymeren bevatten de meeste kunststoffen weekmakers en vulstoffen om de eigenschappen van de kunststof te veranderen. Over het algemeen zijn ze vormbaar en kunnen ze in de gewenste vorm worden gebracht. Bekende kunststoffen zijn PVC, PP en PFFE. Voor pneumatische toepassingen is kunststof vaak het gekozen materiaal en dit wordt verder besproken in een artikel over pneumatische slangen . Hieronder worden de meest gebruikte kunststoffen in slangen besproken.

• Polyurethaan (PUR of PU)

  • PU is het meest gebruikte materiaal voor pneumatische slangen omdat het zeer goed bestand is tegen knikken en schuren en tegelijkertijd duurzaam is. Deze is meestal geschikt voor werkdrukken van 10 bar en hoger. Het heeft ook een goed elastisch geheugen, waardoor het zeer geschikt is voor opgerolde, draagbare en zelfopbergende slangtoepassingen.

• Polyamide (PA of Nylon)

  • Nylon is een hardere kunststof dan PU en is licht, robuust, vormvast en heeft een uitstekende chemische weerstand. Het is minder flexibel dan PU, maar heeft nog steeds een goede buigradius waardoor het geschikt is voor luchtverdeling en toepassingen met rechte lijnen. Voor een standaard 4x2 buis kan hij tot 44 bar en temperaturen tot 100°C aan. Nylon heeft een goede buig-vermoeiingsweerstand en een lage vochtigheidsabsorptie.

• Polypropyleen (PP)

  • PP is erg licht en kan zelfs op water drijven. Het heeft een zeer goede chemische weerstand tegen media zoals gechloreerd water en zuren. Het heeft een goede oppervlaktehardheid, maatvastheid en elektrische eigenschappen waardoor het bestand is tegen scheuren door omgevingsbelasting. Het kan hogere temperaturen en drukken aan in vergelijking met PU.

• Polyvinylchloride (PVC)

  • Soepel PVC wordt vaak gebruikt voor voedselveilige toepassingen en is ook een kosteneffectieve oplossing. Het is flexibeler dan PE en Nylon, maar verliest wat duurzaamheid ten opzichte van PU. PVC heeft een zeer goede chemische weerstand tegen media zoals gechloreerd water en zuren. Hij is ook helder, waardoor hij geschikt is voor toepassingen die een visuele stroomindicatie vereisen.

• Polytetrafluorethyleen (PTFE of Teflon)

  • PTFE is een zeer veelzijdig slangmateriaal dankzij de uitstekende chemische weerstand, waardoor het bijna chemisch inert is. Het heeft meestal een groot temperatuurbereik van -196 °C tot 260 °C en is een diëlektricum (sterke isolator) waardoor het geschikt is voor toepassingen die gevoelig zijn voor statische elektriciteit.

• Perfluoroalkoxy (PFA)

  • PFA is net als PTFE een fluorpolymeer, waardoor het zeer veelzijdig is vanwege zijn chemische weerstand en diëlektrische eigenschappen. Het belangrijkste verschil tussen PFA en PTFE is dat PFA gesmolten is.

• Polyethyleen (PE)

  • PE is een hardere kunststof dan PU en de eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van Nylon. PE is licht, drijft op water, is flexibel en is een relatief kosteneffectieve oplossing. Het wordt meestal gebruikt voor lagedruk pneumatische systemen en voor pneumatische besturingen. Een variant van PE is HDPE, dat stijver is, een hogere druk heeft en duurzamer is.

Rubbers

Gebruikelijke rubbermaterialen zijn latex, nitrilrubber (NBR) en ethyleenpropyleendieenmonomeer (EPDM). Rubbers (vooral latex) zijn flexibel en hebben een goed elastisch geheugen. Rubbers worden gekenmerkt door hun niet-vervormende elasticiteit en hoge chemische en hittebestendigheid. De meest gebruikte rubbers in slangen worden hieronder besproken.

• Styreenbutadieenrubbers (SBR)

  • Styreenbutadieenrubbers zijn een groep synthetische rubbers gemaakt van de monomeren styreen en butadieen. De mengsels van deze monomeren worden gepolymeriseerd via een van de volgende twee processen: oplossings- of emulsiepolymerisatie. De verhouding tussen styreen en butadieen beïnvloedt de eigenschappen van het rubber; een hoger styreengehalte maakt het rubber harder en minder flexibel. SBR-rubbers worden vooral gebruikt in gas- en hydraulische toepassingen. 

• Acrylonitril-butadieenrubber (nitril)

  • Acrylonitril-butadieenrubber is een synthetisch rubber gemaakt van acrylonitril en butadieen in verschillende verhoudingen. Een belangrijke bepalende factor voor de eigenschappen van nitrilrubber is de verhouding tussen de twee monomeren. Lagere acrylonitrilgehaltes leiden tot lagere glasovergangstemperaturen (brosheidstemperatuur), terwijl hogere acrylonitrilgehaltes resulteren in een betere chemische weerstand. De meeste commercieel verkrijgbare nitrilrubbers bevatten 33% acrylonitril. 

• Rubber van ethyleenpropyleen (EPM/EPR)

  • Ethyleenpropyleenrubbers zijn een groep synthetische rubbers gemaakt met verschillende verhoudingen ethyleen en propyleen. Het is een relatief flexibel rubber in vergelijking met SBR. EPM-rubbers hebben een zeer hoge elektrische weerstand, waardoor ze perfect geschikt zijn voor isolatie. Door EPM-rubbers te vulkaniseren zijn ze bestand tegen hoge temperaturen (tot 160 °C). Over het algemeen zijn EPM-rubbers UV-, ozon- en weerbestendig. 

• EPDM-rubber (ethyleenpropyleendieen)

  • Ethyleenpropyleendieenrubbers zijn synthetische rubbers gemaakt van de drie eerder genoemde monomeren. Deze rubbers hebben een chemisch verzadigde ruggengraat, waardoor ze uitstekend bestand zijn tegen hitte, ozon, UV en weersinvloeden.  Net als alle synthetische rubbers zijn de fysische eigenschappen van EPDM afhankelijk van de verhoudingen van monomeren in het rubber en de vulkanisatiegraad. Over het algemeen is EPMDM bestand tegen polaire chemicaliën zoals hydraulische vloeistoffen, ketonen, water en zuren/alkaliën, maar niet tegen oliën, benzine en andere brandstoffen.

Siliconen

Silicone wordt vaak beschouwd als een rubber, maar het is eigenlijk een hybride tussen plastic en rubber. Het heeft veel eigenschappen van beide. Vanuit het oogpunt van kunststof is het flexibel, temperatuur- en waterbestendig, helder en vormbaar, waardoor het gevormd, gevormd, zachter of harder gemaakt kan worden. Siliconen hebben echter betere eigenschappen dan de meeste kunststoffen door hun chemische weerstand, hogere temperatuur, duurzaamheid en weerbestendigheid.

Versterkte slangen en buizen

Slangen/slangen worden meestal beschouwd als 'monolayer', wat betekent dat ze uit één enkel materiaal bestaan. Slangen en buizen kunnen echter worden opgebouwd uit meerdere lagen materiaal zodat hun eigenschappen elkaar aanvullen. Dit worden 'gestructureerde' of 'versterkte' slangen en buizen genoemd. Een flexibele PVC-slang kan bijvoorbeeld worden versterkt met textielvlechtwerk of breiwerk rond de binnenste laag van de slang om de druk te verhogen.

Basis versterkte slangen of buizen bestaan uit drie algemene lagen:

1. Binnenband: Materiaal wordt gekozen vanwege de bestendigheid tegen de media
2. Reinforcement: Om de nominale waarden te verhogen, zoals druk- of knikweerstand.
3. Beschermende buitenlaag: Verhoogt de duurzaamheid en schade door de omgeving.

De eigenlijke versterking en combinatie van deze materialen wordt meestal gedaan door:

• Textiel vlechten of breien
• Metalen draad vlechten
• Draadversterking
• Spiraalvormige versterking
• Geïmpregneerd vlechtwerk
• Binnenvoering
• Combinatie van bovenstaande methoden

Selectiecriteria

Naast het materiaal is het ook belangrijk dat de slang de juiste afmetingen heeft wat betreft lengte en diameter. Lees ons artikel over selectiecriteria voor slangen en leidingen voor een overzicht.