Test Polymeren: Eigenschappen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Eigenschappen Polymeren

Thermoplast

Thermoharder

Eigenschappen kunststoffen

- Waterdicht

- Scheuren niet snel

- Slechte geleiders van elektriciteit en warmte

- Worden nauwelijks aangetast door de omgeving

Belangrijkst: kunststoffen kun je vaak zo ontwerpen dat ze precies geschikt zijn voor jouw doeleinde

Eigenschappen veranderen

Je kunt de eigenschappen van een kunststof beïnvloeden door:

- de ketenlengte van het polymeermolecuul

- zijgroepen/vertakkingen van het polymeermolecuul

- een weekmaker toevoegen

Andere toevoegingen voor het uiterlijk of de productie zijn bijvoorbeeld kleurstoffen of blaasmiddel (piepschuim).

Leg op microniveau uit waarom een kunststof harder en steviger wordt als de ketenlengte van de polymeermoleculen toeneemt

1. tussen de polymeerketens/polymeermoleculen komen vanderWaalsbindingen voor
   
2. dat de sterkte van de vanderWaalsbinding toeneemt als moleccul(massa) toeneemt
   
3. waardoor polymeerketens moeilijker langs elkaar heen bewegen
   
4. Conclusie: de kunststof is harder, moeilijker te vervormen, heeft hoger smeltpunt)
   

Let op!

macroniveau (polymeer, kunststof, smeltpunt, hardheid) 

microniveau (polymeerketen, polymeermolecuul, vanderWaalsbinding, langs elkaar bewegen)

Stevigheid polymeren

Leg uit welke invloed vertakking van de polymeerketens (dus het toevoegen van zijgroepen) heeft op het smeltpunt van de kunststof.

1. door vertakkingen en/of zijgroepen wordt de afstand tussen de polymeerketens groter.
2. hoe groter de afstand tussen de polymeerketens, hoe zwakker de vanderWaalsbinding tussen de ketens  
3. Hoe groter de zijgroepen aan de polymeerketen, hoe lager het smeltpunt en hoe zachter (plastischer) de kunststof zal zijn

Let op!

macroniveau (polymeer, kunststof, smeltpunt, hardheid) 

microniveau (polymeerketen, polymeermolecuul, vanderWaalsbinding, langs elkaar bewegen)

Smeltpunt van kunststof

Weekmaker: een introductie

Aantrekkingskracht tussen moleculen onderling:

  

Vanderwaalsbinding

Waterstofbrug

• Polaire binding bepalen mbv electronegativiteit: Δ EN>0,4 (Binas 40A):
  
• “Sterkste” atoom trekt de negatieve lading meer naar zich toe en wordt wat meer negatief: δ-.
  
• Het andere atoom wordt daardoor δ+
  
• Dit verschil in electronegativiteit zorgt voor H-bruggen!
  

De aantrekkingskracht tussen
de H van een OH of een NH groep  en
de O of de N van een OH of NH groep

Door het toevoegen van een weekmaker wordt een kunststof zachter.

 

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

Weekmaker: een introductie

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

Leg op microniveau uit dat het niet zinvol is om een weekmaker te gebruiken bij een thermoharder, maar dat een weekmaker alleen invloed heeft op de eigenschappen van een thermoplast

Om aan te geven welk nylon het is worden nummers gebruikt. Het
eerste nummer is aantal C-atomen van het diamine en de tweede het aantal C-atomen van het dizuur.

Dus nylon-5,6 wordt gemaakt uit?

1. hexaan-1,6-diamine en hexaandizuur
2. pentaan-1,5-diamine en pentaandizuur
3. hexaan-1,6-diamine en pentaandizuur
4. pentaan-1,5-diamine en hexaandizuur

Micro - meso - macro

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

Polyetheen op alle niveau's

Meso

Micro

Macro

keukengerei, dozen, flessen. Door de moderne productie- en verwerkingstechnieken kunnen polyetheen-variante

Is dit een voorbeeld van
micro of macro?

1. micro
2. macro

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.

Thermoharders

Macroniveau

Thermoharders zijn polymeren die bij verwarmen hard blijven. Ze worden minder gebruikt dan thermoharders, omdat ze moeilijker te produceren zijn en slecht recyclebaar. Ze worden onder andere gebruikt in:

• handvaten van pannen
• dobbelstenen 

MESONIVEAU:

Ze hebben 'crosslinks' tussen de ketens

Thermoplast vs. thermoharder

mesoniveau