Didactische opdracht koolstofchemie

Kunststoffen: Eigenschappen van polymeren
1 / 36
suivant
Slide 1: Diapositive
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

Cette leçon contient 36 diapositives, avec quiz interactifs, diapositives de texte et 3 vidéos.

time-iconLa durée de la leçon est: 60 min

Éléments de cette leçon

Kunststoffen: Eigenschappen van polymeren

Slide 1 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Voor deze les
13.4 gelezen
Lijstje van de begrippen van deze les gemaakt
Opgaven 14 en 17 gemaakt

Slide 2 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Leerdoelen
  • Je kunt op macroniveau en mesoniveau uitleggen wat een thermoplast en wat een thermoharder is.
  • Je kunt op microniveau uitleggen wat crosslinks zijn en hoe deze worden gevormd.
  • Je kunt op mesoniveau uitleggen welke factoren van invloed zijn op de flexibiliteit van thermoplasten.
  • Je kunt de polymerisatiegraad uitrekenen aan de hand van de gemiddelde molecuulmassa.

Slide 3 - Diapositive

Als je gebruik maakt van de 5de editie is de polymerisatiegraad opgenomen in de vorige les.
Thermoplast & thermoharder
  • Kunststoffen die zacht worden bij verwarmen noemen we thermoplasten.
  • Kunststoffen die hard blijven bij verwarmen noemen we thermoharders.
  • De eigenschap op macroniveau is te verklaren op meso- en microniveau: thermoplasten zijn lange ketens en thermoharders vormen een netwerk.

Slide 4 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Slide 5 - Vidéo

Cet élément n'a pas d'instructions

Welke van de volgende kunststoffen is geen thermoplast?
A
PE
B
PLA
C
PP
D
PUR

Slide 6 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

Antwoord
PUR is geen thermoplast. In welke categorie een polymeer valt kun je vinden in Binas 66E.

Slide 7 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Leg op microniveau uit waarom een thermoplast zacht wordt tijdens het verwarmen.

Slide 8 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Antwoord
Door het verwarmen gaan de moleculen van het polymeer deze sneller trillen. Door het sneller trillen kunnen de vanderwaalsbindingen tussen de moleculen worden verbroken. Hierdoor wordt het polymeer zacht.

Let op dat je duidelijk maakt dat het om moleculen gaat, anders is je antwoord niet op microniveau!

Slide 9 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Crosslinks
  • Crosslinks kunnen op verschillende manieren ontstaan. Bijvoorbeeld doordat in de keten nog dubbele bindingen overblijven. Deze dubbele bindingen kunnen via additiepolymerisatie de crosslinks  vormen.
  • De andere optie is dat de monomeren een extra groep hebben.  Als een copolymeer bestaat uit stoffen waarbij de een alcoholgroep of een zuurgroep extra aanwezig zijn, kunnen deze weer een condensatiepolymerisatie ondergaan.

Slide 10 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Thermoplast of thermoharder?
thermoplast
thermoharder
smelten
losse ketens
netwerk
PUR

Slide 11 - Question de remorquage

Cet élément n'a pas d'instructions

Flexibiliteit
De flexibiliteit van een polymeer kan variëren door verschillende factoren:
  • Zijketens: meer ketens > minder flexibel
  • Polymerisatiegraad: hoger > minder flexibel
  • Weekmakers: toevoeging maakt flexibel

Slide 12 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Leg uit op microniveau waarom een weekmaker een polymeer flexibeler maakt.

Slide 13 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Antwoord
De molecuul van de weekmaker gaat tussen de ketens van het polymeer zitten. Daardoor zijn de vanderwaalskrachten tussen de moleculen van het polymeer kleiner. Dus is de polymeer met weekmaker flexibeler.

Slide 14 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Bereken de polymerisatiegraad van PVC als de gemiddelde molecuulmassa 2.500.000 u is.

Slide 15 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Antwoord
Het monomeer van PVC is chlooretheen.
De molecuulmassa van chlooretheen is 62,5 u.
Polymerisatiegraad is 2.500.000 u / 62,5 u = 40.000

Slide 16 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Micro-meso-macro: polymeren

Slide 17 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Practicum thermoplasten
  1. Knak de rand van het bekertje en scheur het bekertje in.
  2. Herhaal deze actie zodat een reep van ongeveer 2 centimeter ontstaat. 
  3. Probeer de reep door midden te scheuren. 

Slide 18 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Geef een mogelijke verklaring voor de manier waarop je de beker kunt scheuren.
Gebruik in je antwoord micro- of mesoniveau.

Slide 19 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

De bekertjes worden gemaakt door een plaat over de vorm heen te laten gaan en dan worden de vormen aangezogen.

Geef nu (indien nodig) nogmaals een verklaring.


Slide 20 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Antwoord
Polystyreen is een thermoplast. Tijdens het maken van de vorm, worden het polystyreen uitgerekt en daarbij komen de moleculen naast elkaar te liggen. Daardoor is het mogelijk om de bekertjes te scheuren naar beneden wel mogelijk (want dan loopt de scheur tussen de moleculen), maar dwars niet.

Slide 21 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Leerdoelen
  • Je kunt op macroniveau en mesoniveau uitleggen wat een thermoplast en wat een thermoharder is.
  • Je kunt op microniveau uitleggen wat crosslinks zijn en hoe deze worden gevormd.
  • Je kunt op mesoniveau uitleggen welke factoren van invloed zijn op de flexibiliteit van thermoplasten.
  • Je kunt de polymerisatiegraad uitrekenen aan de hand van de gemiddelde molecuulmassa.

Slide 22 - Diapositive

Als je gebruik maakt van de 5de editie is de polymerisatiegraad opgenomen in de vorige les.
Lego wordt gemaakt van acrylonitril-butadieen-styreen (ABS). ABS is een thermoplast en een copolymeer dat gebruikt wordt voor starre voorwerpen. Het is eenvoudig te spuitgieten en levert een glad en stevig aanvoelend plastic op. Leg uit waarom je ABS ook als thermoharder kunt beschouwen.

Slide 23 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Antwoord
Bij de polymerisatie van butadieen blijft een dubbele binding over. Deze kan ook reageren en zo crosslinks vormen. Zo ontstaat een netwerk: een thermoharder.

Slide 24 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

ABS bestaat uit 5 tot 30% 1,3-butadieen en zo'n 50% styreen, met de rest acrylonitril.

Welke van deze monomeren in het copolymeer ABS zorgt het minder flexibel worden van het polymeer?
A
acrylonitril
B
1,3-butadieen
C
styreen
D
alle drie evenveel

Slide 25 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

Antwoord
Van de drie monomeren heeft styreen de grootste zijgroep. 
Deze zijgroep zorgt voor  minder flexibiliteit.

Slide 26 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Stel 1 vraag over een onderdeel dat je niet helemaal hebt begrepen.

Slide 27 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Voor de volgende les

  • MAAK: Opgave 14  en 17
  • LEES: 13.4 Eigenschappen van kunststoffen
  • MAAK: Begrippenlijst van 13.4

Slide 28 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Extra ...
Hierna komen nog een aantal slides. Deze zijn bedoeld als Extra oefening of Extra verdieping

Slide 29 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Slide 30 - Vidéo

Cet élément n'a pas d'instructions

Leg uit aan de hand van een eigenschap op moleculair niveau (microniveau) hoe een thermoharder te herkennen is.

Slide 31 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Antwoord
Op moleculair niveau moeten crosslinks tussen de polymeerketens aanwezig zijn. Dit zorgt dat de ketens ten opzichte van elkaar niet kunnen bewegen.

Slide 32 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

3

Slide 33 - Vidéo

Cet élément n'a pas d'instructions

00:57
Is celluoid een thermoplast of thermoharder?
A
thermoharder
B
thermoplast

Slide 34 - Quiz

Cet élément n'a pas d'instructions

03:39
Welk probleem lost de schroef op?

Slide 35 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

07:03
Welke krachten worden door de hoek sneller verbroken?

Slide 36 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions