POLYMEREN POLYMEREN of : “Kunststoffen” … of : “Plastics” ...
POLYMERENPOLYMEREN
of : “Kunststoffen” …of : “Plastics” ...
Polymeren
❚ Wat / Naam ?❘ Gr.: polypoly (veel) + merasmeras (delen)❘ = “stoffen die bestaan uit lange ketens van zich herhalende groepen” (monomeren)
Polymeren hebben een hoog smeltpunt en zijn dus vast bij kamertemperatuur
3
Indeling van Polymeren
Onderverdeling van polymeren kan op een aantal manieren plaats vinden:
1) Natuurlijk of synthetisch
2) Thermoharder of thermoplast3) Lineair, vertakt of dwarsverbindingen
4
Polymeren: natuurlijk of synthetisch
Natuurlijk:
Wol, leer, natuurrubber, eiwitten en koolhydraten
Synthetisch:
PVC, ‘plastics’, ‘rubber’
5
Thermoplast
❚ Kunststoffen die zacht of vloeibaar worden bij verwarming.❚ Lineair of vertakt❚ Thermoplast:
- H- bruggen - Van der Waals
❚ Voorbeelden :
❙ Polyetheen (PE), polyvinylchloride (PVC)
6
Polymeren: thermoplast (lineair of vertakt)
Toepassing thermoplasten: PET-flessen maken
8
Verwekingspunt
❚ De temperatuur waarbij een polymeer zacht wordt.
9
Thermoharder
❚ Kunststoffen die niet zacht worden bij verwarming (aanrechtblad).
❚ Alle polymeermoleculen zijn onderling met elkaar verbonden via atoombindingen.
Cross-linking structuur
10
Polymeren: ‘vernet’ thermoharder
© Prof. W. Bogaerts, 2000
5. Eigenschappen van kunststoffen
3. elastomeren
moleculen zijn ‘vernet’maar toch nog grote mazen
waardoor elastisch!(nemen oorspronkelijke vorm aan
als kracht wegvalt)
Elastomeren ❚ Wat ?
❚ Grote elastische vervorming(> 100%), maar terugkeer tot originele vorm na wegnemen belasting
❚ Structuur :❚ Lange ketens, met enkele
cross-links tussen ketens❚ Eigenschappen :
❙ Naarmate cross-link dichtheid toeneemt stijgen sterkte en stijfheid,
❚ Voorbeelden :
❙ Natuurrubber (poly-isopreen), Siliconen
‘S’ cross-linking bij Natuurrubber
Voorbeeld: rubber uit de heveaboom
macromoleculen ‘vernet’ met zwavel: elastomeer (stevig én elastisch rubber) indien verzadigd met zwavel: zeer hard, thermoharder (in gummiknuppels, mondstuk saxofoon, schakelbord)
15
Polymeren: Lineair, vertakt of vernet
Bereiding van kunststoffenpolymerisatie: polyaddititie
polycondensatie
Additiepolymerisatie :
De moleculen worden achter elkaar gekoppeld , als kralen aan een ketting
De dubbele binding verdwijnt.
❚ Voorbeeld : poly-ethyleen (poly-etheen)
Notatie van een Polyethyleen-molecuul
Polyethyleen-molecuul
Atoomstructuurbuitenste atoomschil van C-atoombevat 4 elektronen --> kan nog 4elektronen opnemenAan beide kanten van etheen-molecuul ander etheen molecuul--> Ontstaan lange keten
Fysische structuurErg lange ketens --> verward& verstrengeld
21
Polymerisatie van etheen
CH2=CH2 + CH2=CH2
Polyetheen
-CH2-CH2-CH2-CH2-
n C2H4 (C2H4)n
PE (polyetheen)
PE = polyetheen = polyethyleen
24
POLYPROPEEN
❚ http://h2.chemieoveral.epn.nl/
PP = polypropeen
PS = polystyreen
Polyvinylchoride / Polypropyleen
Basis : C2H4 (ethyleen)Vervang één H door Cl--> Polyvinylchloride (PVC)
Vervang H door CH3
--> Polypropyleen (PP)
28
PVC
PVC = polyvinylchloride
PET = polyethyleentereftalaat
Condensatie-polymerisatie
Een nieuw molecuul hecht zich aan een ander molecuul tijdens de vormingsreactie want de moleculen hebben geen dubbele binding
• Vorming van bijprodukt water (“condensatie”)
http://www.pslc.ws/mactest/nylon.htm
BIJZONDERE GEVAL:
• Cross-linking
Vorming van sterke chemische bruggen (‘cross-links’ / dwarsverbindingen) tussen de ketens• Materiaal dat ontstaat is in feite één macromolecuul• Vb.: Epoxyharsen
Soorten Polymeren (2)
Indeling volgens Chemische Samenstelling
Toevoegingen
35
Weekmaker
❚ Maakt kunststoffen soepeler, door zich tussen de ketens te voegen.
❚ De afstand tussen de moleculen wordt dan groter en de samenhang kleiner.
36
Blaasmiddel
❚ Vluchtige stof die tijdens de vorming van een kunststof verdampt. Dit vormt dan bellen en kunststoffen met een zeer kleine dichtheid.
❚ Voorbeeld: piepschuim.
37
Kleurstoffen
❚ Vermengen zich met de moleculen van de kunststof.
❚ Voordeel: kleur slijt er niet af.
FABRICAGE TECHNIEKEN
© Prof. W. Bogaerts, 2000
39
Spuitgieten
Blazen
Extrusie
Composieten
❚ Composiet = 2 of meer materialen gecombineerd tot een nieuw materiaal met andere eigenschappen dan de afzonderlijke componenten
❚ Natuurlijke composieten : bv. hout❚ Kunstmatige composieten
❘ wapeningsmateriaal❘ vulstoffen❘ deklagen
❚ vb.: triplex, multiplex