Polymeren : enige geschiedenis

POLYMEREN
of : “Kunststoffen” …
of : “Plastics” ...
Polymeren
Wat / Naam ?
Gr.: poly (veel) + meras (delen)
= “stoffen die bestaan uit lange ketens van zich
herhalende groepen” (monomeren)
Je kunt ook verschillende monomeren koppelen:
copolymeer
Polymeren hebben een hoog smeltpunt en zijn dus vast bij
kamertemperatuur
Indeling van Polymeren
Onderverdeling van polymeren kan op een aantal
manieren plaats vinden:
1) Natuurlijk of synthetisch
2) Thermoharder of thermoplast
3) Lineair, vertakt of dwarsverbindingen
3
Natuurlijke Polymeren
Komen voor in
plantaardige en
dierlijke weefsels
• Eiwitten,
• Vetten,
• Koolhydraten
Synthetische Polymeren
•
•
•
•
•
•
•
Worden kunstmatig uit
aardolie gemaakt
Polyetheen (PE)
Polyvinylchloride (PVC)
Polyamide (PA)
Polycarbonaat (PC)
Styreen-butadieen
(SB)
Siliconen (SI)
……………………..
Kunststoffen
Thermoplasten
Elastomeren
Thermoharders
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)
7
Eigenschappen Thermoplasten
•Lange, onvertakte polymeerketens, die langs elkaar
kunnen schuiven
•Plastische vervormbaarheid is te danken aan deze
bewegingsvrijheid
•Bij verwarming wordt vervormingsmogelijkheid groter
(binding tussen macromoleculen wordt zwakker)
Toepassing thermoplasten: PET-flessen maken
Thermoharder
Kunststoffen die niet zacht worden bij
verwarming (aanrechtblad).
Alle polymeermoleculen zijn onderling met
elkaar verbonden via atoombindingen (crosslinks).
Cross-linking structuur
10
D4460 Soorten Kunststoffen 7
Eigenschappen Thermoharders
•Lange, vertakte macromoleculen met onderlinge
dwarsverbindingen
•In het netwerk kunnen de polymeren niet langs elkaar
schuiven
•Op hoge temperatuur breken de bindingen (ontleding) Hierna
is opnieuw smelten niet meer mogelijk
macromolecule
dwarsverbinding
Polymeren:
‘vernet’  thermoharder
12
© 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)
D4440 Soorten Kunststoffen 5
Eigenschappen Elastomeren
•Lange, onvertakte macromoleculen, die langs elkaar kunnen
schuiven (vergelijk dit met pan spaghetti)
•Door vulkaniseren worden zwavelbruggen tussen
macromoleculen gevormd (er ontstaat een netwerk)
•Door zwavelbruggen in het netwerk is de stof elastisch
macromolecule
zwavelbrug
Polymeren:
Lineair, vertakt of vernet
16
Bereiding van kunststoffen
polymerisatie: polyaddititie
© Prof. W. Bogaerts, 2000
© Prof. W. Bogaerts, 2000
© Prof. W. Bogaerts, 2000
Voorbeeld : poly-etheen
Notatie van een Polyethyleen-molecuul
Polymerisatie van etheen
CH2=CH2 + CH2=CH2 
˜CH2-CH2-CH2-CH2˜
Polyetheen
n C2H4  (C2H4)n
POLYPROPEEN
http://h2.chemieoveral.epn.nl/
n
n
Polycondensatie
Er wordt dan bij elke koppeling water of een
ander klein molecuul afgesplitst.
Koppelen van een dizuur of diamine.
Aminozuur
Bij elke condensatiereactie
komt één watermolecuul vrij.
POLYPEPTIDE (eiwit)
Peptidebinding
˜
Bij het koppelen van twee dezelfde
aminozuren:
Amidebinding en polyamide
© Prof. W. Bogaerts, 2000
POLYESTER
Ontstaat er een esterbinding – COOC
1. Natuurlijke polymeren
PET = polyethyleentereftalaat
Geef de structuurformule van onderstaande polymeren van:
(gebruik drie monomeereenheden)
2- penteen
Ethaan-1,2-diol en ethaandizuur
Ethaan-1,2-diamine en propaandizuur
Een polymeer dat is ontstaan uit verschillende
monomeren dan noem je dit polymeer een
copolymeer.
© Prof. W. Bogaerts, 2000
Vernet Polymeer bereiden
Additie aan dubbele bindingen tussen twee
polymeerketens
Verbinden van polymeerketens via zijgroepen
(bijvoorbeeld: -OH en –COOH => polyester)
© Prof. W. Bogaerts, 2000
Polystyreen
© Prof. W. Bogaerts, 2000
Voorbeeldopdracht CE
Antwoord
© Prof. W. Bogaerts, 2000
Toevoegingen
Weekmaker
Maakt kunststoffen soepeler, door zich tussen
de ketens te voegen.
De afstand tussen de moleculen wordt dan
groter en de samenhang kleiner.
39
Blaasmiddel
Vluchtige stof die tijdens de vorming van een
kunststof verdampt. Dit vormt dan bellen en
kunststoffen met een zeer kleine dichtheid.
Voorbeeld: piepschuim.
40
Kleurstoffen
Vermengen zich met de moleculen van de
kunststof.
Voordeel: kleur slijt er niet af.
41
FABRICAGE TECHNIEKEN
© Prof. W. Bogaerts, 2000
Spuitgieten
43
Begrippen
Poymerisatiegraad
Hoe hoger, hoe langer de keten
Extruderen
uitdrijven of -persen van verwarmde
kunststof in een bepaalde vorm (hoekprofiel)
spuitgieten
manier van produceren, waarbij
vloeibaar kunststof in een vorm wordt
gespoten
Composieten
 Composiet
Twee of meer materialen gecombineerd tot een nieuw
materiaal met andere eigenschappen dan de
afzonderlijke componenten
 Natuurlijke composieten : hout
 Kunstmatige composieten: triplex, multiplex