12.5 Rubber en composieten

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

12.5 Rubber en composieten

Planning

• Vragen uit 12.4?
  
• Uitleg rubber en composieten 
  
• Maak 33 t/m 36 
• Toepassingen van 12.6

Vragen uit 12.4?

Aan het einde van deze les...

... kan ik het verschil benoemen tussen natuurrubber en synthetisch rubber.

... kan ik het productieproces van rubber weergeven in een structuurreactie. 

... weet ik hoe rubber er op molecuulniveau uit ziet.

Het begin van die beugel.. 

Als je een beugel moet, worden je tanden en kiezen in je onder- en bovenkaak eerst handmatig opgemeten. Daarna worden er röntgenfoto’s gemaakt om te kijken of de kiezen goed zijn aangelegd.

Hierna wordt er in alginaat (zeewierpasta) een exacte afdruk van je gebit gemaakt. Deze afdruk wordt volgegoten met gips.

Op basis van dit gipsmodel van je gebit wordt er een roestvrijstalen beugel gebouwd die met een soort tweecomponentenlijm aan de tanden wordt bevestigd om daar ongeveer een jaar te blijven zitten.

Roestvrijstaal

Legering van ijzer en nikkel. Nikkelallergie? Dan met titaan!

Elastiekjes trekken het gebit netjes langs het roestvrij ijzerdraad. 

Elastiek is gemaakt uit rubber. 

1) Natuurrubber

2) Synthetisch rubber

Natuurrubber

Product van de rubberboom -> latex (emulsie van rubberdeeltjes in water).

Additiepolymeer van isopreen.

Rubber polymeriseren 

Verschillende manieren -> 

meestal 'kop-staart' additie -> 

1,4-additie. 

Beide dubbele bindingen 

springen open. 

Rubber

• Natuurrubber is de additiepolymeer van isopreen.
• Nog erg kleverig -> zwavel toevoegen voor stevigheid -> door zwavel toe te voegen kunnen crosslinks ontstaan van zwavelatomen = zwavelbruggen.
• Waterstofbrug = geen covalente binding (atoombinding).
• Zwavelbrug = wel covalente binding.
• Ontstaan van zwavelbruggen wordt vulkaniseren genoemd.

Hoe vorm je crosslinks?

- zwavelbruggen komen vaak voor

monomeren hebben dan SH zijgroep

of soms wordt zwavel aan het mengsel

toegevoegd

Elastomeren

 = als slechts enkele crosslinks gevormd zijn. Niet alle dubbele bindingen springen open. 

Net als bij thermoharders crosslinks tussen de ketens, maar wel een stuk minder en net iets anders verbonden ('schever');
Hierdoor kan een elastomeer terugveren na oprekking. 
Hoe meer = hoe stevigere het rubber wordt. 

Medische composieten

Natuurlijke composieten in menselijk lichaam: collageen

• Geven stevigheid aan botten, pezen, kraakbeen en huid
  

Medische composieten

• Witte tandvulling
  
• Composiet van kunsthars en kleine korreltjes kwarts of glas
  
• Starten polymerisatie door UV-licht
  

Kunststofgips

• Composiet van vezels met een kunsthars
  
• Uitharden op kamertemperatuur
  

Protheses

• Composiet van carbonvezels

Composiet 

Kunststoffen die versterkt zijn met vezels (koolstofvezels)-> ook wel matrix of moedermateriaal genoemd en een wapening. 

Lees composieten op pagina 118

Witte vullingen van composiet

Composietlijm voor de beugel -> overeenkomsten wat de tandarts gebruikt voor witte vullingen! 

Witte vulling -> composiet bestaande uit een soort lijm, een bindmiddel en een vulstof als kwarts of glas. De vulstof bestaat uit zeer kleine deeltjes (0,01 - 0,12 micrometer). Hoe kleiner, hoe beter het composiet te polijsten. Lijm zorgt voor goede verwerkbaarheid van het materiaal en het bindmiddel hecht de stoffen goed aan elkaar. 

De lijm

R stelt hierin de rest van het molecuul voor. Deze stof kan polymeriseren!!

Hoe? 

Tandarts belicht met UV (dit om het proces op te starten).

Ontstaat geen lineair polymeer, maar een netwerkpolymeer. Dit heeft de gewenste harde eigenschappen voor de vulling. 

Aan het einde van deze les...

... kan ik het verschil benoemen tussen natuurrubber en synthetisch rubber.

... kan ik het productieproces van rubber weergeven in een structuurreactie. 

... weet ik hoe rubber er op molecuulniveau uit ziet.

Aan de slag

Maak 33 t/m 36. 

Neem alle theorie goed door. Hierna nog extra verdieping in de soorten reacties van H12. 

Welke reacties zijn belangrijk in H12? 

- Polyadditiereactie

- Condensatiepolymerisatie (2 soorten)

- Hydrolyse 

Vorming polymeren 

• Additiepolymerisatie 
• Condensatiepolymerisatie

Deze twee vormen van polymerisatie worden nu verder uitgelegd. 

Additiepolymerisatie

• Dubbele binding wordt verbroken.
  
• De C's die aan aan deze binding zaten worden verbonden met de volgende alkeen, die weer zijn zijn binding ook weer breekt. 
• Etcetra

Polyester: polymelkzuur

• Melkzuurmoleculen bevatten een alcoholgroep en een zuurgroep.
• Polymelkzuur bestaat dus uit 1 soort monomeer.
• In de afbeelding wordt een dimeer gevormd (2 monomeren), dit herhaaldelijk toepassen geeft een polymeer (polyester).

                                    

Is hij afbreekbaar?

Biodegradeerbaar. Hoe heet ook alweer die reactie? 

Polyamide

Vorming van een polyamide

Hydrolyse: reactie waarbij een ester wordt afgebroken door toevoeging van H2O.

 

+ H2O   

                                           +   

methanol

propaanzuur

Is dus het tegenovergetselde van een condensatiereactie

1. polycondensatie
2. poly-additie
3. polyester
4. polypeptide

Wat voor soort polymeer is dit?

1. polyamide
2. polyester
3. additiepolymeer
4. hydrolyse

Copolymeer

Polyester

Polyamiden

Condensatiepolymeer, waarvan monomeren dizuren, diolen en hydroxyzuren kunnen zijn. 

Polymeren die ontstaan uit verschillende monomeren

Condensatiepolymeren, waarvan de monomeren dizuren, diaminen of aminozuren zijn.

Zet de monomeren in de juiste volgorde van dit polyester.

Wie reageert met wie en in welke volgorde?

polymeer

Welke
stoffen ontstaan na
hydrolyse van:

tip

1. herken de ester
2. "knip" de ester
3. ene kant was zuur
4. andere kant was alcohol
5. vul aan met -H en -OH

propaan-2-ol en butaanzuur

T1: Sleep de zinnen naar het juiste vakje.

Juist

Onjuist

Een thermoplast is gemakkelijk vervormbaar.

Een thermoplast wordt zacht bij verwarmen.

Een thermoplast is een polymeer.

Een thermoplast wordt gebruikt in een stopcontact.