verhardingsreactie

Verhardingsreactie is een chemische reactie waarbij een materiaal, meestal een vloeibaar of zacht polymeer, overgaat in een hardere, vaak netwerkachtige structuur. Tijdens de verharding worden functionele groepen in reactie gebracht met behulp van initiatoren, katalysatoren of energie, zodat moleculaire ketens kruisen en een vast geheel vormen. Het eindresultaat is doorgaans hogere stijfheid en slijtvastheid, minder oplosbaarheid en een lagere uitloging; vaak gaat dit gepaard met krimp.

Er bestaan verschillende typen verhardingsreacties. Bij additiepolymerisatie (ketenvorming) reageren monomeren met onverzadigde groepen onder invloed van radicaal- of ionisch geïnitieerde processen, wat leidt tot snelle opbouw van lange ketens en latere kruisverbindingen. Bij stap- of condensatiepolymerisatie reageren functionele groepen tussen moleculen met afgifte van bijproducten, wat meestal resulteert in een doorlopend netwerk bij het eindpunt. Verharding kan thermisch plaatsvinden, door warmte, of door stralingsenergie (bijvoorbeeld UV- of zichtbaar licht bij fotocuring), en chemisch (tweecomponent-systemen).

Toepassingen komen voor in coatings, lijmen en kunststoffen. Voorbeelden zijn epoxyharsen die uitharden met amine- of polyamine-katalysatoren, polyurethaan- en acrylharsen en dentale composieten. Ook cement en beton ondergaan een verhardingsreactie (hydratie) waarbij bindende mineralen ontstaan.

Factoren die de verharding bepalen zijn onder meer de aard van de initiator/katalysator, temperatuur en tijd, aanwezigheid van inhibitie (bijvoorbeeld zuurstof), en de mate van conversie, die invloed heeft op mechanische eigenschappen zoals hardheid, modulus en krimp.