Koolstofhemie thermoplast_themoharder_polymeren_kunststoffen

Kunststoffen: Eigenschappen van polymeren
1 / 24
next
Slide 1: Slide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

This lesson contains 24 slides, with interactive quizzes and text slides.

time-iconLesson duration is: 60 min

Items in this lesson

Kunststoffen: Eigenschappen van polymeren

Slide 1 - Slide

Thermoplast & thermoharder
  • Kunststoffen die zacht worden bij verwarmen noemen we thermoplasten.
  • Kunststoffen die hard blijven bij verwarmen noemen we thermoharders.
  • De eigenschap op macroniveau is te verklaren op meso- en microniveau: thermoplasten zijn lange ketens en thermoharders vormen een netwerk.

Slide 2 - Slide

Welke van de volgende kunststoffen is geen thermoplast?
A
PE
B
PLA
C
PP
D
PUR

Slide 3 - Quiz

Antwoord
PUR is geen thermoplast. In welke categorie een polymeer valt kun je vinden in Binas 66E.

Slide 4 - Slide

Leg op microniveau uit waarom een thermoplast zacht wordt tijdens het verwarmen.

Slide 5 - Open question

Antwoord
Door het verwarmen gaan de moleculen van het polymeer deze sneller trillen. Door het sneller trillen kunnen de vanderwaalsbindingen tussen de moleculen worden verbroken. Hierdoor wordt het polymeer zacht.

Let op dat je duidelijk maakt dat het om moleculen gaat, anders is je antwoord niet op microniveau!

Slide 6 - Slide

Crosslinks
  • Crosslinks kunnen op verschillende manieren ontstaan. Bijvoorbeeld doordat in de keten nog dubbele bindingen overblijven. Deze dubbele bindingen kunnen via additiepolymerisatie de crosslinks  vormen.
  • De andere optie is dat de monomeren een extra groep hebben.  Als een copolymeer bestaat uit stoffen waarbij de een alcoholgroep of een zuurgroep extra aanwezig zijn, kunnen deze weer een condensatiepolymerisatie ondergaan.

Slide 7 - Slide

Thermoplast of thermoharder?
thermoplast
thermoharder
smelten
losse ketens
netwerk
PUR

Slide 8 - Drag question

Flexibiliteit
De flexibiliteit van een polymeer kan variëren door verschillende factoren:
  • Zijketens: meer ketens > minder flexibel
  • Polymerisatiegraad: hoger > minder flexibel
  • Weekmakers: toevoeging maakt flexibel

Slide 9 - Slide

Leg uit op microniveau waarom een weekmaker een polymeer flexibeler maakt.

Slide 10 - Open question

Antwoord
De molecuul van de weekmaker gaat tussen de ketens van het polymeer zitten. Daardoor zijn de vanderwaalskrachten tussen de moleculen van het polymeer kleiner. Dus is de polymeer met weekmaker flexibeler.

Slide 11 - Slide

Bereken de polymerisatiegraad van PVC als de gemiddelde molecuulmassa 2.500.000 u is.

Slide 12 - Open question

Antwoord
Het monomeer van PVC is chlooretheen.
De molecuulmassa van chlooretheen is 62,5 u.
Polymerisatiegraad is 2.500.000 u / 62,5 u = 40.000

Slide 13 - Slide

Micro-meso-macro: polymeren

Slide 14 - Slide

Practicum thermoplasten
  1. Knak de rand van het bekertje en scheur het bekertje in.
  2. Herhaal deze actie zodat een reep van ongeveer 2 centimeter ontstaat. 
  3. Probeer de reep door midden te scheuren. 

Slide 15 - Slide

Geef een mogelijke verklaring voor de manier waarop je de beker kunt scheuren.
Gebruik in je antwoord micro- of mesoniveau.

Slide 16 - Open question

De bekertjes worden gemaakt door een plaat over de vorm heen te laten gaan en dan worden de vormen aangezogen.

Geef nu (indien nodig) nogmaals een verklaring.


Slide 17 - Open question

Antwoord
Polystyreen is een thermoplast. Tijdens het maken van de vorm, worden het polystyreen uitgerekt en daarbij komen de moleculen naast elkaar te liggen. Daardoor is het mogelijk om de bekertjes te scheuren naar beneden wel mogelijk (want dan loopt de scheur tussen de moleculen), maar dwars niet.

Slide 18 - Slide

Lego wordt gemaakt van acrylonitril-butadieen-styreen (ABS). ABS is een thermoplast en een copolymeer dat gebruikt wordt voor starre voorwerpen. Het is eenvoudig te spuitgieten en levert een glad en stevig aanvoelend plastic op. Leg uit waarom je ABS ook als thermoharder kunt beschouwen.

Slide 19 - Open question

Antwoord
Bij de polymerisatie van butadieen blijft een dubbele binding over. Deze kan ook reageren en zo crosslinks vormen. Zo ontstaat een netwerk: een thermoharder.

Slide 20 - Slide

ABS bestaat uit 5 tot 30% 1,3-butadieen en zo'n 50% styreen, met de rest acrylonitril.

Welke van deze monomeren in het copolymeer ABS zorgt het minder flexibel worden van het polymeer?
A
acrylonitril
B
1,3-butadieen
C
styreen
D
alle drie evenveel

Slide 21 - Quiz

Antwoord
Van de drie monomeren heeft styreen de grootste zijgroep. 
Deze zijgroep zorgt voor  minder flexibiliteit.

Slide 22 - Slide

Leg uit aan de hand van een eigenschap op moleculair niveau (microniveau) hoe een thermoharder te herkennen is.

Slide 23 - Open question

Antwoord
Op moleculair niveau moeten crosslinks tussen de polymeerketens aanwezig zijn. Dit zorgt dat de ketens ten opzichte van elkaar niet kunnen bewegen.

Slide 24 - Slide