11.3 - 11.4 Eigenschappen & Verwerking

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Eigenschappen & Verwerking

11.3 en 11.4

Leerdoelen

• Je leert wat thermoplasten en thermoharders zijn;
• Je leert polymeren weergeven op micro-, meso- en macroniveau;
  
  
• Je leert hoe polymeren verwerkt worden;
• Je leert wat composieten zijn;
• Je leert wat wordt bedoeld met vulkaniseren.

Thermoplasten

• Lineaire molecuulstructuur;
• Vanderwaalsbinding en soms H-bruggen tussen ketens;
• Opnieuw om te smelten.

Thermoharder

• Netwerk molecuulstructuur;
• Atoombindingen (covalente bindingen, crosslinks, dwarsverbindingen) aanwezig tussen de ketens.
• Niet om te smelten, bij verhitten wordt materiaal harder of ontleed.

Micro - meso - macro

• Microniveau = moleculair niveau (afbeelding links)
• Mesoniveau = clusters van moleculen (afbeelding midden)
• Macroniveau = zichtbaar (evt. met microscoop) (afbeelding rechts)

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, dit zorgt voor veel crosslinks.

Eigenschappen

De vervormbaarheid van polymeren is afhankelijk van de soort zijgroepen aan het polymeer. Je ziet drie stukjes van verschillende polymeren. Het linker polymeer is het meest vervormbaar. Hoe groter de zijgroepen aan een polymeer, hoe minder vervormbaar.

Eigenschappen

• Thermoplasten en -harders hebben verschillende eigenschappen.
• Aan thermoplasten kan nog weekmaker worden toegevoegd, voor meer flexibiliteit.
• De ketenlengte van polymeren kan variëren afhankelijk van de gewenste eigenschappen.
• Bij thermoharders kan gevarieerd worden in het aantal crosslinks: hoe meer crosslinks, hoe harder het materiaal.

Composiet

• Combinatie van minimaal twee materialen met andere eigenschappen dan de afzonderlijke materialen.
• Combinatie van kunststof met vezels (glas-, koolstof-, aramidevezels).
• Beste eigenschappen worden gecombineerd in nieuw materiaal.

Rubber

• Natuurrubber is de additiepolymeer van isopreen.
• Door zwavel toe te voegen kunnen crosslinks ontstaan van zwavelatomen = zwavelbruggen.
• Ontstaan van zwavelbruggen wordt vulkaniseren genoemd.

Zwavelbruggen worden o.a. toegepast bij autobanden. 
Hoe meer zwavelbruggen hoe harder de band.

Waterstofbrug = geen covalente binding (atoombinding).

Zwavelbrug = wel covalente binding.

Recycling

• Kunststoffen vormen afval als ze niet afbreekbaar zijn
  
• Als je kunststoffen verbrandt komen er veel schadelijke stoffen vrij.
  
  
• Oplossing: Recyclen of biologisch afbreekbare kunststoffen
  

Recycling

• Kunststof wordt vermalen tot korrels en worden gerecycled
  
  
• Biologisch afbreekbare kunststoffen (bioplastics) kunnen na gebruik tot compost worden verwerkt