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