Kunststoffen in het laboratorium: ISO 1043

Kunststoffen zijn in het moderne laboratorium net zo onmisbaar als glas. Flessen, centrifugebuizen, petrischalen, pipetpunten, membraanfilters, slangen, doppen, statiefklemmen, wasflessen, jerrycans — allemaal kunststof. De afkortingen die fabrikanten gebruiken (PE, PP, PTFE, PFA, FEP, PMP, PC, PMMA, PVC, PS) zijn niet willekeurig, maar genormeerd in ISO 1043. Dit artikel geeft een volledig overzicht van de in het laboratorium voorkomende kunststoffen, hun eigenschappen, hun chemische bestendigheid en hun typische toepassingen.

Voor specifieke farmaceutische toepassingen geldt aanvullend USP Class VI; voor primaire farmaverpakkingen ook ISO 15378.

Is plastic hetzelfde als kunststof?

Ja, in het dagelijks spraakgebruik worden de termen plastic en kunststof door elkaar gebruikt en betekenen ze hetzelfde: een synthetisch of halfsyntetisch polymeermateriaal dat door verhitting of druk in een gewenste vorm kan worden gebracht. Het woord plastic is afgeleid van het Griekse plastikos (vormbaarheid); kunststof is de Nederlandse equivalent die letterlijk “met kunst (vakmanschap) gemaakte stof” betekent.

Technisch gezien is kunststof de bredere, exactere term: hij omvat ook rubbers en thermoharders die niet altijd als “plastic” worden aangeduid. In de laboratoriumcontext — en in de ISO 1043-norm — wordt plastics gebruikt als de internationale term voor alle in dit artikel beschreven materialen.

Wat zijn de drie groepen van kunststof?

Alle kunststoffen vallen in één van drie hoofdgroepen op basis van hun gedrag bij verhitting:

• Thermoplasten — worden zacht bij verhitting en stollen weer bij afkoeling, zonder dat de chemische structuur verandert. Dit proces is herhaalbaar; vandaar dat thermoplastische producten te recyclen zijn. Alle in het laboratorium gangbare kunststoffen (PE, PP, PTFE, PC, PS, PVC, PMP, PMMA, PA) zijn thermoplasten.
• Thermoharders (duromeren) — harden tijdens de verwerking onomkeerbaar uit door een chemische reactie (uitharding). Eenmaal uitgehard kunnen ze niet opnieuw gesmolten worden. Epoxyhars, polyester- en melamineharsen zijn bekende voorbeelden. In laboratoria komen thermoharders voor als kittings, afdichtingen en composietmaterialen.
• Elastomeren — zijn rekbare polymeren die na vervorming terugveren naar hun oorspronkelijke vorm. Synthetisch rubber (siliconen, EPDM, Viton) zijn elastomeren die in het laboratorium voorkomen als pakkingen, slangverbindingen en septa.

De kunststoffen die ISO 1043 codeert zijn vrijwel uitsluitend thermoplasten. De norm is dan ook primair bedoeld voor de thermoplastische verwerkingsindustrie en de eindgebruikers van thermoplastisch materiaal.

Wat is ISO 1043?

ISO 1043 is een meerdelige norm met de titel Plastics — Symbols and abbreviated terms. Het deel dat voor het laboratorium het meest relevant is, is ISO 1043-1 (basispolymeren). Daarnaast bestaan ISO 1043-2 (vulstoffen), ISO 1043-3 (weekmakers) en ISO 1043-4 (vlamvertragers). Aanvullend is er ISO 11469 voor de identificatie en markering van kunststof producten.

De norm geeft elke kunststof een eenduidige afkorting van twee tot vier letters, zodat fabrikanten en gebruikers wereldwijd dezelfde taal spreken. PP is altijd polypropyleen, ongeacht in welk land de fles is geproduceerd. Voor recycling en afvalverwerking is dezelfde systematiek terug te vinden in de driehoekige recyclingsymbolen, met een cijfer (1 voor PET, 2 voor HDPE, 5 voor PP enzovoort).

Wat zijn de grondstoffen van kunststof?

De meeste kunststoffen zijn afgeleid van aardolie of aardgas. De ruwe grondstof wordt via destillatie en kraken omgezet in nafta of andere koolwaterstoffracties. Uit die fracties worden monomeren gemaakt: kleine moleculen die als bouwstenen dienen. Door polymerisatie worden die monomeren aan elkaar gekoppeld tot een lange keten: het polymeer. PP is het polymeer van het monomeer propeen; PE is het polymeer van etheen; PVC van vinylchloride.

Een klein en groeiend deel van de kunststoffen is bio-based: de monomeren zijn dan afgeleid van hernieuwbare grondstoffen zoals maïszetmeel, suikerriet of cellulose. Bio-based kunststoffen zijn qua chemische structuur en ISO 1043-code identiek aan hun aardolievariant (bio-PP heeft dezelfde afkorting als gewoon PP), maar hebben een lagere fossiele grondstofvoetafdruk.

Voor de fluorpolymeren (PTFE, FEP, PFA) is fluor de essentiële grondstof: mijnbouw van fluoriethoudende mineralen (voornamelijk fluoriet, CaF&sub2;) vormt het startpunt. Fluor geeft deze kunststoffen hun uitzonderlijke chemische inertie.

De belangrijkste kunststoffen in het laboratorium

Voor het laboratorium zijn ongeveer twaalf kunststoffen relevant. De volgende tabel geeft een overzicht:

Zie het overzicht van laboratoriumplastics en verbruiksmaterialen voor het assortiment gerealiseerd in deze kunststofsoorten.

Polyethyleen: PE-LD versus PE-HD

Polyethyleen is de meest geproduceerde kunststof ter wereld. Voor het laboratorium zijn twee varianten relevant:

PE-LD (low density), ook bekend als LDPE, is zacht en flexibel. Het wordt gebruikt voor knijpflessen, wasflessen en flexibele slangen. PE-LD is niet autoclaveerbaar — het smelt al onder de standaard sterilisatietemperatuur van 121 °C. Voor lichte chemische bestendigheid is PE-LD goed, voor langdurige opslag van vluchtige stoffen minder geschikt omdat het materiaal enige doorlaatbaarheid heeft.

PE-HD (high density), ook bekend als HDPE, is harder en stijver. Het wordt gebruikt voor flessen, jerrycans, opslagvaten en grotere containers. PE-HD is bestand tot ongeveer 120 °C en kan een korte autoclaafcyclus aan, hoewel herhaalde sterilisatie het materiaal verzwakt. De chemische bestendigheid is goed: PE-HD weerstaat zuren, basen, alcoholen en de meeste anorganische oplosmiddelen.

Wat zijn de nadelen van HDPE in het laboratorium?

• Beperkte autoclaafbestendigheid — PE-HD kan een kortdurende autoclaafcyclus aan, maar herhaalde sterilisatie verzwakt het materiaal: de fles of vat vervormt geleidelijk en de chemische inertie neemt af. Voor routinematig autoclaveren is PP de betere keuze.
• Doorlaatbaarheid voor vluchtige stoffen — PE-HD is licht permeabel voor zuurstof en organische oplosmiddelen. Voor langdurige opslag van vluchtige standaarden of nauwkeurige referentiemonsters zijn glazen of fluorpolymeer-containers betrouwbaarder.
• Niet UV-bestendig — zonder UV-stabilisatoren veroudert PE-HD bij langdurige blootstelling aan daglicht: de fles wordt broos en kan barsten. Bewaar PE-HD-containers niet permanent in direct zonlicht.
• Beperkte bestendigheid vs. geconcentreerde oxiderende zuren — geconcentreerd zwavelzuur en koningswater tasten PE-HD aan. Gebruik hiervoor PTFE of FEP.

Het verschil tussen PE-LD en PE-HD is voelbaar: een PE-LD-fles is samendrukbaar, een PE-HD-fles is stug.

Polypropyleen (PP): de werkpaard van het lab

Polypropyleen is veruit de meest gebruikte kunststof in het laboratorium. Zo goed als alle centrifugebuizen, pipetpunten, microtiterplaten, schroefdopflessen en reactievaatjes zijn van PP. Drie redenen:

• Autoclaveerbaar — PP doorstaat probleemloos sterilisatiecycli bij 121 °C. Sommige PP-kwaliteiten houden ook 134 °C uit.
• Chemisch bestendig — PP weerstaat de meeste anorganische zuren en basen, alcoholen, en veel organische oplosmiddelen. Niet bestand tegen geconcentreerd zuurstofhoudend zuur (zoals geconcentreerd salpeterzuur bij hoge temperatuur) of sterk oxiderende media.
• Helder genoeg — PP is doorschijnend (translucent), wat voldoende is om vloeistofniveau af te lezen.

De thermische bestendigheid van PP loopt van ongeveer −20 °C tot +135 °C continu. De thermische bestendigheid van PP loopt van ongeveer −20 °C tot +135 °C continu; rond de glasovergang (Tg ≈ −10 tot 0 °C) wordt PP brozer bij diepvriestoepassingen.; gebruik dan PE-HD of speciale PP-copolymeren.

Wat is het verschil tussen polyethyleen (PE) en polypropyleen (PP)?

PE en PP zijn beide polyolefinen en lijken op elkaar, maar verschillen op een aantal praktisch relevante punten:

De doorslaggevende reden om in het laboratorium voor PP te kiezen boven PE-HD is de autoclaafbestendigheid: herhaald steriliseren gaat met PP probleemloos; met PE-HD verzwakt het materiaal na meerdere cycli. Voor diepvriesopslag (

Polymethylpenteen (PMP): glashelder en autoclaveerbaar

PMP, vaak verkocht onder de handelsnaam TPX (Mitsui Chemicals), is een minder bekende maar zeer praktische kunststof. Hij combineert eigenschappen die zeldzaam zijn: glashelder als glas, autoclaveerbaar tot ruim boven 121 °C, en met een dichtheid van slechts 0,83 g/cm³ lichter dan water. PMP wordt gebruikt voor doorzichtige maatcilinders, kolven, bekers en flessen waar zowel transparantie als autoclaveerbaarheid vereist is.

De chemische bestendigheid van PMP is vergelijkbaar met PP. Het materiaal is duurder dan PP en gevoeliger voor krassen, maar voor toepassingen waarbij de inhoud zichtbaar moet blijven is het de standaardkeuze.

Polycarbonaat (PC): sterk maar gevoelig

Polycarbonaat is glashelder, slagvast en relatief hoog belastbaar in temperatuur. Het wordt veel gebruikt voor veiligheidsbrillen, transparante exsiccators, centrifugebuizen voor zware centrifugatie en transparante kappen op apparatuur. PC is autoclaveerbaar, maar wordt na herhaalde sterilisatiecycli broos en gevoelig voor scheuren (zogenaamde stress cracking).

De zwakte van PC is de chemische bestendigheid: basen tasten PC aan (ook verdunde NaOH bij hogere temperatuur), organische oplosmiddelen als aceton, chloroform en dichloormethaan lossen het op of veroorzaken haarscheurtjes, en langdurige UV-blootstelling maakt het materiaal geel en bros. Voor neutrale, korte toepassingen is PC uitstekend; voor langdurig contact met chemicaliën is het minder geschikt.

Polystyreen (PS): de wegwerpkunststof

Polystyreen is goedkoop, glashelder, vormvast en uiterst geschikt voor wegwerpproducten. Petrischalen, cuvetten voor spectrofotometrie, microtiterplaten en vele soorten kweekflessen zijn van PS. De materiaaleigenschappen zijn echter beperkt: niet autoclaveerbaar, gevoelig voor de meeste organische oplosmiddelen, broos en chemisch tamelijk reactief. Voor eenmalig gebruik — waar het ook voor bedoeld is — is PS prima. Voor herbruikbare toepassingen kiest men PP of PMP.

PS-cuvetten zijn alleen geschikt voor metingen in het zichtbare licht (boven ongeveer 340 nm). Voor UV-metingen onder 340 nm is PS niet transparant genoeg; gebruik dan PMMA (boven 290 nm) of kwartsglas.

PTFE, FEP, PFA: de fluorpolymeren

De fluorhoudende kunststoffen zijn een aparte klasse vanwege hun uitzonderlijke chemische bestendigheid en hoge temperatuurbestendigheid. Ze worden gebruikt waar geen enkele andere kunststof voldoet.

PTFE (polytetrafluoretheen), internationaal beter bekend onder de merknaam Teflon, is bestand tegen vrijwel alle chemicaliën, ook fluorwaterstofzuur (HF) en koningswater. PTFE is bestand tot 260 °C continu, smelt niet maar wordt boven 327 °C geleidelijk zacht. PTFE is wit, ondoorzichtig en glijdt opvallend gemakkelijk — vandaar de toepassing in roerstaafjes en bewegende onderdelen. Een nadeel is dat PTFE niet thermoplastisch verwerkbaar is, dus complexere vormen worden uit blokken gefreesd.

FEP (fluor-ethyleen-propyleen) is een transparante variant met vergelijkbare chemische bestendigheid, maar lagere temperatuurbestendigheid (tot 205 °C). FEP wordt gebruikt voor transparante slangen waarin het mediumvloei zichtbaar moet blijven, en voor flessen waarbij doorzichtigheid gewenst is.

PFA (perfluoralkoxy-alkaan) combineert de chemische bestendigheid van PTFE met de transparantie van FEP en de thermoplastische verwerkbaarheid. PFA is duurder dan PTFE of FEP en wordt gebruikt in de halfgeleiderindustrie en analytische chemie waar zowel zuiverheid als zichtbaarheid van het medium vereist is.

Chemische bestendigheid: een algemene compatibiliteitstabel

De volgende tabel geeft een vereenvoudigde compatibiliteit voor de zes meest voorkomende laboratoriumkunststoffen. Voor een uitgebreidere en doorzoekbare vergelijking tussen materialen en chemicaliën kunt u terecht bij onze chemische compatibiliteitstool. Raadpleeg voor concrete toepassingen altijd ook de specifieke compatibiliteitstabel van de fabrikant.

Autoclaveren van kunststoffen

Niet elke kunststof verdraagt sterilisatie bij stoom. De volgende vuistregels gelden:

• Onbeperkt autoclaveerbaar: PP, PMP, PTFE, PFA, FEP, PSU, ETFE. Geen probleem bij 121 °C of zelfs 134 °C.
• Beperkt autoclaveerbaar: PE-HD (verzwakt na enkele cycli), PC (wordt na herhaalde sterilisatie broos), POM, PA.
• Niet autoclaveerbaar: PE-LD, PS, PMMA, PVC, PET.

Belangrijk: ook bij autoclaveerbare kunststoffen geldt dat de fles of buis tijdens het autoclaveren niet hermetisch gesloten mag zijn. Drukopbouw door uitzettende lucht en stoom kan het deksel uit elkaar drukken of het materiaal vervormen. Gebruik daarom autoclaveerbare doppen met ontluchting, of laat de dop een halve slag los.

Kunststoffen voor cuvetten

De keuze van het cuvet-materiaal hangt af van het golflengtegebied:

Identificatie van kunststof: het recyclingsymbool

Volgens ISO 11469 dragen veel kunststof producten een driehoekig symbool met een cijfer 1 tot 7 en eronder de ISO-afkorting. De codes:

Hoe herkent u PE en PP in de praktijk?

Naast de ISO-afkorting en het recyclingsymbool zijn er praktische manieren om PE en PP te onderscheiden:

• Recyclingsymbool — code 2 (PE-HD) of 4 (PE-LD) voor polyethyleen; code 5 voor polypropeen. De ISO-afkorting staat doorgaans ook onder het driehoekje afgedrukt.
• Vlotproef — zowel PE als PP heeft een dichtheid lager dan 1 g/cm³ en drijft in water. De meeste andere laboratoriumkunststoffen (PC, PS, PVC, PMMA) zinken.
• Verbranding (uitsluitend in een geschikte zuurkast, niet routinematig): PE brandt met een paraffineachtige geur en druppelt; PP brandt met een zoetere, petrochemische geur en druppelt ook maar iets minder.
• Flexibiliteit — PE-LD is zacht en samendrukbaar; PE-HD en PP zijn beide stijver. PP heeft bij buiging een licht krakend geluid en springt terug; PE-HD buigt iets soepeler.

In de laboratoriumomgeving is de ISO-afkorting op het product of de bijgeleverde specificatie de betrouwbaarste identificatiemethode. Fabrikanten zijn op grond van ISO 11469 verplicht het materiaal te markeren.

Lekkende kunststoffen: aandachtspunten

Kunststof is niet zo inert als glas. Bij specifieke toepassingen moet u rekening houden met:

• Weekmakers — PVC bevat ftalaten als weekmakers, die kunnen migreren in lipofiele media. Voor monsters waarin endocriene verstoorders gemeten worden, vermijd PVC.
• Antistatica en glijmiddelen — in goedkope PP-buizen worden soms additieven gebruikt die in de monstervloeistof oplossen. Voor sporenanalyse: kies "low binding" of "ultra clean" buizen.
• BPA (bisfenol A) — polycarbonaat bevat BPA-residu. Voor toepassingen waarin BPA-vrij vereist is, kies PP of PMP.

Is polypropyleen BPA-vrij?

Ja. PP (polypropyleen) en PMP (polymethylpenteen) bevatten geen bisfenol A (BPA). BPA is uitsluitend onderdeel van de productiechemie van polycarbonaat (PC); het kan niet voorkomen in kunststoffen die op een andere monomeerbasis zijn gemaakt.

Op laboratoriumartikelen is BPA-vrijheid te herkennen aan de ISO-afkorting op het product of de verpakking: PP, PMP, PE, PS en PTFE zijn altijd BPA-vrij. Staat er PC of recyclingsymbool 7 op — en is BPA-vrijheid niet expliciet vermeld door de fabrikant — dan is dat een reden voor extra verificatie. Sommige PC-alternatieven op basis van Tritan™ zijn wel BPA-vrij, maar dat staat dan apart vermeld op de productspecificatie.

• Doorlaatbaarheid voor vluchtige stoffen — PE en PP zijn licht doorlaatbaar voor zuurstof en sommige organische oplosmiddelen. Voor langdurige opslag van vluchtige standaarden: gebruik glas of fluorpolymeren.
• Adsorptie van eiwitten en DNA — aan PP-oppervlakken kunnen eiwitten en nucleïnezuren binden. Voor moleculair werk: gebruik low binding-buizen met speciale oppervlaktebehandeling.

Bekijk het assortiment laboratoriumapparatuur en verbruiksmaterialen van Labvakhandel, of neem contact op voor advies bij de keuze van de juiste materialen voor uw toepassing.

Geschreven door Labvakhandel, specialist in laboratoriumbenodigdheden voor bedrijven en instellingen.

Disclaimer: dit artikel geeft een toelichting op normen en standaarden zoals die op het moment van schrijven gangbaar zijn. Normen worden periodiek herzien en ingetrokken. Raadpleeg voor de actuele, juridisch bindende versie altijd de officiële uitgevende instantie (zoals NEN, ISO, DIN, ASTM of USP) of een geaccrediteerde adviseur. Labvakhandel.nl aanvaardt geen aansprakelijkheid voor beslissingen genomen op basis van deze informatie.