5.1 Kunststoffen

Hoofdstuk 5.4: Kunststoffen
1 / 21
next
Slide 1: Slide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 3

This lesson contains 21 slides, with interactive quizzes, text slides and 2 videos.

time-iconLesson duration is: 60 min

Items in this lesson

Hoofdstuk 5.4: Kunststoffen

Slide 1 - Slide

Leerdoelen §5.4
Je leert over kunststoffen op macro- en microniveau
Je leert over thermoplasten/thermoharders
Je leert over polymerisatie
Je leert over de technieken om een voorwerpen van kunststof te maken
Je leert over biopolymeren

Slide 2 - Slide

Natuurlijke en synthetische materialen
Natuurlijke materialen
  • Katoen, wol, zijde, kunstzijde (cellulose uit hout), rubber (sap van de rubberboom)

Synthetische materialen
  • Bakeliet (1907), piepschuim, pvc, perspex, nylon
  • Allemaal gemaakt uit aardolie


Slide 3 - Slide

Kunststoffen op macroniveau
Waarom worden kunststoffen in het dagelijks leven zo veel gebruikt?

Voordelen:
  • Waterbestendig
  • Licht in gewicht
  • Bestand tegen zuren en andere agressieve stoffen
  • In alle mogelijke vormen te maken in de fabriek

Nadeel:
  • Vaak niet bestand tegen hitte – kunststoffen worden dan week of smelten -> plastic (van plastisch: week en vervormbaar)


Slide 4 - Slide

Kunststoffen op microniveau (1)


Polymerisatie: de reactie waarbij uit monomeermoleculen macromoleculen ontstaan -> ontstaan polymeer
 VB: Een polymeer van de bouwsteen etheen heet polyetheen (PE)


n = een hoeveelheid van een stof (hoeveel monomeren gebruikt zijn).





Slide 5 - Slide

De reactievergelijking van de polymerisatie (maken van een polymeer) tot PVC is als volgt:
A
n C2H3Cl (g) --> (C2H3Cl)n (s)
B
(C2H3Cl)n (s) --> n C2H3Cl (g)
C
C2H3Cl (g) --> C2H3Cl (s)

Slide 6 - Quiz

Kunststoffen op microniveau (2)
De macromoleculen van een thermoplast zijn lineaire moleculen.
  • In vaste toestand liggen de moleculen kriskras door elkaar.
  • Bv. Koude gekookte spaghetti, waarin de slierten door elkaar liggen.
  • Als je afgekoelde gekookte spaghetti opwarmt, dan zie je dat de warme slierten makkelijker langs elkaar glijden.

Met het spaghettimodel kan je verklaren dat een warme thermoplast vervormbaar is.

                                                                                     -->

Slide 7 - Slide

Kunststoffen op microniveau (3)
Bij polymerisatie van thermoharders ontstaan netwerkmoleculen.
  • Dat zijn macromoleculen waartussen dwarsverbindingen zitten.
  • Bij verwarming behoudt het netwerkmolecuul zijn vorm.
  • Hierdoor vervormen thermoharders niet bij verwarming.

Slide 8 - Slide

Vorm van thermoplast en thermoharder
Overzicht thermoplast en thermoharder

Slide 9 - Slide

Thermoplast
Microniveau
Macroniveau
Thermoharder
Kan smelten
Kan niet smelten
lineaire moleculen
netwerk-moleculen

Slide 10 - Drag question

Leg op microniveau uit dat een thermoharder niet kan smelten
A
De lineaire moleculen zitten zo in de war, dat ze niet uit elkaar te halen zijn
B
De dwarsverbindingen tussen de polymeerketens zorgen ervoor dat netwerkmoleculen hun vorm behouden
C
Als het smeltpunt wordt bereikt, worden de dwarsverbindingen verbroken, dus ontleedt het polymeer
D
Thermoharders zijn harder dan thermoplasten en daarom is meer energie nodig om ze te laten smelten

Slide 11 - Quiz

Invloed van zonlicht op kunststoffen
Polymeren reageren niet met water, zuurstof en zuren omdat de koppeling tussen de monomeermoleculen heel sterk is.

 


UV-straling kan de koppeling tussen de monomeermoleculen verbreken
-> Kunststof tuinmeubels die na verloop van tijd zwak en bros worden.



Slide 12 - Slide

Een bepaald polymeer heeft een gemiddelde molecuulmassa van 60.000 u. Het monomeer waaruit het polymeer is opgebouwd heeft een massa van 80 u. Uit hoeveel monomeereenheden bestaat dit polymeer?
A
4800000
B
0,0013
C
1333
D
750

Slide 13 - Quiz

Kunststoffen maken
De omstandigheden tijdens de polymerisatie bepalen de gemiddelde lengte van de macromoleculen.
  • Hoe korter, hoe zachter en buigzamer het polymeer
  • Hoe langer, hoe stijver en sterker

Polymerisatie tot thermoplasten uit granulaat
  • Granulaat zijn kunststofkorrels van enkele mm groot
  • Granulaat is een halffabricaat (= tussenvorm van een product)

Biopolymeren: polymeren uit biomassa (in plaats van aardolie) en vaak biologisch afbreekbaar.



Slide 14 - Slide

Kunststof producten maken
Technieken om kunststof producten te maken:

  • Vacuümtrekken van verpakkingsmateriaal
  • Vacuümtrekken en blazen en zijn niet geschikt voor thermoharders

Gebruik van een mal om drinkflesjes te maken: blazen



Slide 15 - Slide

Slide 16 - Video

Biopolymeren en natuurlijke polymeren
Biopolymeren: polymeren uit biomassa (in plaats van aardolie)
VB: verpakkingsschuim, cellofaan en folie

Er zijn ook natuurlijke polymeren: zetmeel, cellulose, eiwitten, rubber.
  • Zetmeel en cellulose zijn opgebouwd uit glucose monomeren


Slide 17 - Slide

Klik de juiste antwoorden aan. Biopolymeren zijn:
A
altijd biologisch afbreekbaar
B
vaak biologisch afbreekbaar
C
gemaakt uit aardolie
D
gemaakt uit biomassa

Slide 18 - Quiz

Printen met kunststoffen
Een 3D-printer: maakt kleine voorwerpen van kunststof door middel van een filament (= een draad) van een thermoplast.
  • De printerkop verwarmt het filament
  • Een computer bepaalt de positie waar de printerkop het volgende stukje van de draad neerlegt


Slide 19 - Slide

Slide 20 - Video

Huiswerk
5.1: Opdracht 1, 2, 4, 6

Slide 21 - Slide