Chemie Overal 5 VWO ||| Samenvatting H13: Kunststoffen
fds
H13 | Kunststoffen
13.1 Additiepolymerisatie
Polymeren en monomeren
Kunststoffen zijn vaste stoffen doordat de moleculen waar de kunststof uit bestaat heel groot zijn
en de vanderwaalskrachten dus sterk zijn. Ze ontstaan wanneer kleine moleculen worden
gekoppeld tot hele lange ketens of grote netwerken.
Kunstoffen zijn polymeren, maar niet alle polymeren zijn kunststoffen. Je noemt de kleine
moleculen waar het polymeer uit is opgebouwd monomeren. Het monomeer geeft de kunststof
vaak zijn naam.
Het koppelen van monomeren kan op twee verschillende manieren, namelijk via additiepolymeri-
satie (uitgelegd in 13.1) of via condensatiepolymerisatie (uitgelegd in 13.2).
Additiepolymerisatie
Het additiepolymerisatieproces verloopt op een vergelijkbare manier als een additiereactie
(volgens een radicaalmechanisme en een ionair mechanisme). Hieronder staan drie stappen hoe het
polymerisatieproces verloopt volgens een radicaalmechanisme.
Stap 1: Initiatie
Een reactie wordt opgestart door het vormen van radicaalmoleculen. Er ontstaan dan radicalen die
de reactie kunnen starten.
Stap 2: Propagatie
De radicaalmoleculen reageren met andere moleculen, waarbij de keten
langer wordt. Het proces herhaalt zich vele malen en de keten wordt steeds
langer. Het fragment tussen haakjes is de repeterende eenheid, ook wel
monomeereenheid genoemd, en die komt n keer voor.
Stap 3: Terminatie
De reactie stopt wanneer twee radicaalmoleculen met elkaar reageren. Op deze manier ontstaat
een additiepolymeer.
Aan beide uiteinden van de ontstane polymeerketen bevindt zich een deel van het initiator-
molecuul. Omdat polymeerketens ontzettend lang zijn hebben deze nauwelijks invloed op de
eigenschappen van de kunststof. De golfjes of zigzagjes (∽) aan het begin en eind van de
structuurformule geven aan dat het molecuul nog verder doorloopt.
Vaak geef je het additiepolymerisatieproces eenvoudiger weer:
(vorming van polychlooretheen, pvc)
13.2 Condensatiepolymerisatie
Kevlar
Kevlar is een kunststofvezel die vijf maal sterker is dan staal. Het materiaal moet sterk zijn, maar
ook niet heel zwaar en stug
zijn. Dit zijn eigenschappen op
macroniveau.
Voor het vlechten van matjes
heb je een draad nodig met een
grote treksterkte. De stijfheid
van de draad die nodig is voor
zo’n grote treksterkte kan
alleen ontstaan als de vezels
waaruit de draad bestaat in een
strak geordende structuur
1
fds
H13 | Kunststoffen
13.1 Additiepolymerisatie
Polymeren en monomeren
Kunststoffen zijn vaste stoffen doordat de moleculen waar de kunststof uit bestaat heel groot zijn
en de vanderwaalskrachten dus sterk zijn. Ze ontstaan wanneer kleine moleculen worden
gekoppeld tot hele lange ketens of grote netwerken.
Kunstoffen zijn polymeren, maar niet alle polymeren zijn kunststoffen. Je noemt de kleine
moleculen waar het polymeer uit is opgebouwd monomeren. Het monomeer geeft de kunststof
vaak zijn naam.
Het koppelen van monomeren kan op twee verschillende manieren, namelijk via additiepolymeri-
satie (uitgelegd in 13.1) of via condensatiepolymerisatie (uitgelegd in 13.2).
Additiepolymerisatie
Het additiepolymerisatieproces verloopt op een vergelijkbare manier als een additiereactie
(volgens een radicaalmechanisme en een ionair mechanisme). Hieronder staan drie stappen hoe het
polymerisatieproces verloopt volgens een radicaalmechanisme.
Stap 1: Initiatie
Een reactie wordt opgestart door het vormen van radicaalmoleculen. Er ontstaan dan radicalen die
de reactie kunnen starten.
Stap 2: Propagatie
De radicaalmoleculen reageren met andere moleculen, waarbij de keten
langer wordt. Het proces herhaalt zich vele malen en de keten wordt steeds
langer. Het fragment tussen haakjes is de repeterende eenheid, ook wel
monomeereenheid genoemd, en die komt n keer voor.
Stap 3: Terminatie
De reactie stopt wanneer twee radicaalmoleculen met elkaar reageren. Op deze manier ontstaat
een additiepolymeer.
Aan beide uiteinden van de ontstane polymeerketen bevindt zich een deel van het initiator-
molecuul. Omdat polymeerketens ontzettend lang zijn hebben deze nauwelijks invloed op de
eigenschappen van de kunststof. De golfjes of zigzagjes (∽) aan het begin en eind van de
structuurformule geven aan dat het molecuul nog verder doorloopt.
Vaak geef je het additiepolymerisatieproces eenvoudiger weer:
(vorming van polychlooretheen, pvc)
13.2 Condensatiepolymerisatie
Kevlar
Kevlar is een kunststofvezel die vijf maal sterker is dan staal. Het materiaal moet sterk zijn, maar
ook niet heel zwaar en stug
zijn. Dit zijn eigenschappen op
macroniveau.
Voor het vlechten van matjes
heb je een draad nodig met een
grote treksterkte. De stijfheid
van de draad die nodig is voor
zo’n grote treksterkte kan
alleen ontstaan als de vezels
waaruit de draad bestaat in een
strak geordende structuur
1
