5.1 Kunststoffen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Paragraaf 7.2

Havo - Kunststoffen

Vwo - zelf bestuderen blz 196
atoomeconomie. maken opg 12 

Havo 7.2: Kunststoffen

 Kunststoffen

Leerdoelen kunstoffen

Je leert over kunststoffen op macro- en microniveau

Je leert over thermoplasten/thermoharders

Je leert over polymerisatie

Je leert over de fabricage technieken
 

Oefen met blokschema recycling!

Natuurlijke en synthetische materialen

Natuurlijke materialen

• Katoen, wol, zijde, kunstzijde (cellulose uit hout), rubber (sap van de rubberboom)

Synthetische materialen

• Bakeliet (1907), piepschuim, pvc, perspex, nylon
  
• Allemaal gemaakt uit aardolie
  

Kunststoffen op macroniveau

Waarom worden kunststoffen in het dagelijks leven zo veel gebruikt?

Voordelen:

• Waterbestendig
  
• Licht in gewicht
  
• Bestand tegen zuren en andere agressieve stoffen
  
• In alle mogelijke vormen te maken in de fabriek
  

Nadeel:

• Vaak niet bestand tegen hitte – kunststoffen worden dan week of smelten -> plastic (van plastisch: week en vervormbaar)

Kunststoffen op microniveau (1)

Polymerisatie: de reactie waarbij uit monomeermoleculen macromoleculen ontstaan -> ontstaan polymeer

 VB: Een polymeer van de bouwsteen etheen heet polyetheen (PE)

n = een hoeveelheid van een stof (hoeveel monomeren gebruikt zijn).

Kunststoffen op microniveau (2)

De macromoleculen van een thermoplast zijn lineaire moleculen.

• In vaste toestand liggen de moleculen kriskras door elkaar.
  
• Bv. Koude gekookte spaghetti, waarin de slierten door elkaar liggen.
  
• Als je afgekoelde gekookte spaghetti opwarmt, dan zie je dat de warme slierten makkelijker langs elkaar glijden.
  

Met het spaghettimodel kan je verklaren dat een warme thermoplast vervormbaar is.

                                                                                     -->

Kunststoffen op microniveau (3)

Bij polymerisatie van thermoharders ontstaan netwerkmoleculen.

• Dat zijn macromoleculen waartussen dwarsverbindingen zitten.
  
• Bij verwarming behoudt het netwerkmolecuul zijn vorm.
  
• Hierdoor vervormen thermoharders niet bij verwarming.
  

Vorm van thermoplast en thermoharder

Overzicht thermoplast en thermoharder

Invloed van zonlicht op kunststoffen

Polymeren reageren niet met water, zuurstof en zuren omdat de koppeling tussen de monomeermoleculen heel sterk is.

 

UV-straling kan de koppeling tussen de monomeermoleculen verbreken

-> Kunststof tuinmeubels die na verloop van tijd zwak en bros worden.

Kunststoffen maken

De omstandigheden tijdens de polymerisatie bepalen de gemiddelde lengte van de macromoleculen.

• Hoe korter, hoe zachter en buigzamer het polymeer
• Hoe langer, hoe stijver en sterker

Polymerisatie tot thermoplasten uit granulaat

• Granulaat zijn kunststofkorrels van enkele mm groot
  
• Granulaat is een halffabricaat (= tussenvorm van een product)

Biopolymeren: polymeren uit biomassa (in plaats van aardolie) en vaak biologisch afbreekbaar.

Kunststof producten maken

Technieken om kunststof producten te maken:

• Vacuümtrekken van verpakkingsmateriaal
  
• Vacuümtrekken en blazen en zijn niet geschikt voor thermoharders

Gebruik van een mal om drinkflesjes te maken: blazen

Biopolymeren en natuurlijke polymeren

Biopolymeren: polymeren uit biomassa (in plaats van aardolie)

VB: verpakkingsschuim, cellofaan en folie

Er zijn ook natuurlijke polymeren: zetmeel, cellulose, eiwitten, rubber.

• Zetmeel en cellulose zijn opgebouwd uit glucose monomeren
  

Printen met kunststoffen

Een 3D-printer: maakt kleine voorwerpen van kunststof door middel van een filament (= een draad) van een thermoplast.

• De printerkop verwarmt het filament
  
• Een computer bepaalt de positie waar de printerkop het volgende stukje van de draad neerlegt

Opgave 17

Eerst alleen

Vergelijken

Bespreken

Aftekenen 7.2