12.3 Eigenschappen van polymeren

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

12.3 Structuur en eigenschappen  

Voor bestraling van het hoofd-halsgebied krijg je als patient een kunststof masker aangemeten. Na verwarmen in een waterbad wordt het masker vervormbaar. Daarna wordt het over het hoofd heen getrokken en in model gebracht. 

Bestralingsmasker

Planning

• Vragen uit 12.2?
  
• korte check thermoplasten / thermoharders 
• Verschillende eigenschappen
  
• Maak 26 t/m 32

Welk soort polymeer is het?

additiepolymeer

polyamide

polyester

Zet de monomeren in de juiste volgorde. 

Wie reageert met wie en in welke volgorde?

polymeer

We weten hoe polymeren op microniveau gevormd kunnen worden.

Hoe weet je wat de eigenschappen van dat materiaal zijn?

Sommige zijn namelijk hard en anderen zacht, maar dat zie je niet op macroschaal.  

Verklaring van macroniveau naar microniveau

Thermoharders

Macroniveau

Thermoharders zijn polymeren die bij verwarmen hard blijven. 

- Zijn lastiger te produceren 

- zijn slecht te recyclen \

 dus minder gebruikt 

Denk aan:

• handvaten van pannen
• dobbelstenen 

MESONIVEAU:

Ze hebben 'crosslinks' tussen de ketens

Thermoharders 

MACRONIVEAU

Thermoharder smelt/vervormt niet, maar ontleedt bij verhitten

MICRONIVEAU

netwerkstructuur: de polymeerketens zijn onderling verbonden met atoombindingen (crosslinks)

Thermoplasten 

Macroniveau

Thermoplasten zijn polymeren die bij verwarmen zacht en buigzaam worden. Ze worden gebruikt bij:

• schuim
• folie
• buizen
• kabel
• vezels
• kunstglas

MESONIVEAU

Ze hebben lineaire en vertakte polymeerketens.

Wat zou een thermoplast doen bij verwarmen?

Dit surfboard is gerecycled uit oude plastic flessen. Is dit nu een thermoplast of een thermoharder?

1. thermoplast
2. thermoharder

Polymeren verwerken

Thermoplasten:

• Extruderen
• Spuitgieten
• Blaasgieten

Thermoharders:

• Polymeriseren in een mal

Extruderen

• Onder druk wordt gesmolten thermoplast (granulaat, 1) door een spuitmond (2) geperst.
• Bij afkoelen (4 e.v.) wordt de thermoplast harder en is de vorm verkregen.
• Meestal productie van lange draden.

Spuitgieten

• Zelfde principe als extruderen, maar er wordt gebruik gemaakt van een mal/matrijs voor diverse voorwerpen.
• Alleen voor thermoplasten.

Granulaat

Blaasgieten

• Gesmolten thermoplast wordt in juiste vorm geblazen.
• Bijv. plastic flesjes.

Verwerking thermoharders

• Voorgaande technieken zijn alleen toepasbaar op thermoplasten.
  
  
• Thermoharders smelten niet, dus andere productiemethode;
  Een thermoharder wordt geproduceerd door in een mal de polymerisatie uit te voeren: in de mal wordt het polymeer hard.
  Er wordt ook een harder toegevoegd, zodat voor veel crosslinks.

Eigenschappen aanpassen dmv

• Weekmakers     
• Ketenlengte 
• Bij thermoharders kan gevarieerd worden in het aantal crosslinks: hoe meer crosslinks, hoe harder het materiaal.

Ketenlengte 

Als de ketenlengte toeneemt, wordt polyetheen stijver en sterker. Waardoor? 

Ketenlengte 

Als de ketenlengte toeneemt, wordt polyetheen stijver en sterker. Waardoor? 

Meer verstrengelingen, hoe minder makkelijk ze langs elkaar glijden. 

Weekmakers

Door het toevoegen van een weekmaker (plasticizer in het Engels) wordt een kunststof zachter.

  

De moleculen van de weekmaker bevinden zich tussen de polymeerketens waardoor de vanderwaalskrachten tussen de ketens afnemen.

Thermoplast of thermoharder?

Analogie met opgeloste stoffen in water: verminderen van het aantal H-bruggen

UV-stabilisatoren

• Depolymerisatie: Polymeerketens vallen uiteen in kortere eenheden (C-C bindingen verbreken) --> materiaal wordt bros
• Dubbele bindingen in de polymeer? Crosslink vorming! 
• Polymeren kunnen hard worden
  
• Rubbers worden bros
  
• UV stabilisator: Voorkomen van depolymerisatie door uv-licht.
  

Als je op microniveau kijkt, is dit dan een thermoharder of een thermoplast? 

Thermohard of thermoplast? 

Aan de slag

26, 27, 29 en 32