Polymeer samenvatting
Inhoud
Les 1: Inleiding polymeren...............................................................................................................................................2
Wat zijn polymeren.....................................................................................................................................................2
Statistische copolymeren........................................................................................................................................2
Alternerende copolymeren.....................................................................................................................................2
Block copolymeren..................................................................................................................................................2
Ent copolymeren.....................................................................................................................................................3
Standaardvoorbeelden (her)kennen en kunnen tekenen........................................................................................3
Definitie van de molmassa parameters van polymeren..............................................................................................4
Les 2: Thermische Analyse & molgewicht.......................................................................................................................5
GPC.............................................................................................................................................................................. 5
DSC.............................................................................................................................................................................. 7
TGA..............................................................................................................................................................................8
Maldi-TOF.................................................................................................................................................................... 8
Eindgroep analyse.......................................................................................................................................................8
Les 3: Anionische en Kationische polymerisatie..............................................................................................................9
Kationische polymerisatie...........................................................................................................................................9
Initiatie en propagatie.............................................................................................................................................9
Terminatie.............................................................................................................................................................10
Anionische polymerisatie..........................................................................................................................................10
Ringopening polymerisatie....................................................................................................................................11
Les 4: Stappolymerisatie................................................................................................................................................11
Kettingpolymerisatie.................................................................................................................................................11
Stappolymerisatie......................................................................................................................................................12
Les 5: Radicaalpolymerisatie.........................................................................................................................................13
Radicalen................................................................................................................................................................... 13
Inhibitie door radicaalreacties...................................................................................................................................14
Les 6: Polymerisatie methoden.....................................................................................................................................16
Les 7: Kinetiek Radicaalpolymerisatie 1.........................................................................................................................17
Steady state benadering............................................................................................................................................17
Reactiesnelheden......................................................................................................................................................19
Les 8: Kinetiek Radicaalpolymerisatie 2.........................................................................................................................20
Terminatie snelheden................................................................................................................................................20
Ketenlengte en polymerisatiegraad...........................................................................................................................20
Emulsie kinetiek.........................................................................................................................................................21
Les 9: Fasegedrag en duurzaamheid..............................................................................................................................22
pag. 1
,Polymeer samenvatting
Fasen bij polymeren..................................................................................................................................................22
Duurzaamheid...........................................................................................................................................................23
Les 1: Inleiding polymeren
Wat zijn polymeren
De term polymeer is gegeven aan moleculen die gevormd zijn uit een aantal bouwblokken, genaamd monomeren.
Deze zijn meestal covalent aan elkaar gebonden. Het prefix “poly” komt uit het Grieks en betekend “veel” waarin de
prefix “mono” staat voor het Griekse woord voor “enkel”. In de synthese van veel polymeren worden monomeren
gelinkt aan elkaar tot een keten van covalent gebonden sub eenheden. Er is geen definiërende limiet voor het aantal
repeterende eenheden dat nodig is voor de definitie van een polymeer. Meestal wordt het aantal repeterende
eenheden aangegeven met de letter ‘n’ deze varieert voor polymeren tussen de 100 en 100.000 eenheden. Voor
relatief kleine hoeveelheden repeterende eenheden wordt de term oligomeren nog wel eens gebruikt. Hierin wordt
de definiërende structuur binnen blokhaken gezet met heet aantal ‘n’ eronder:
In bovenstaande afbeelding is te zien hoe zo’n keten eruit komt te zien wanneer een polymeer gevormd wordt
vanuit een enkel monomeer. De nomenclatuur voor deze homopolymeren kan dan ook simpel beschreven worden
als: Poly<naam monomeer>
Maar hoe gaat dit wanneer een polymeer uit meerdere monomeren bestaat en hoe leggen we de rangschikking
tussen deze monomeren uit. Hiervoor moeten we kijken naar Copolymeren en hoe deze opgebouwd kunnen
worden. Voor het gemak nemen we telkens een voorbeeld vanuit 2 monomeren.
Statistische copolymeren
Hierin is de verhouding tussen de monomeren willekeurig en worden deze puur op
statische basis bekeken van elkaar op basis van relatieve reactiviteit.
De nomenclatuur volgt hierin de rankschikking van bijvoorbeeld monomeer M 1 en
M2: Poly< M1 -stat- M2 >
Alternerende copolymeren
In deze vorm van polymerisatie is de reactiviteit van de monomeren zo dat deze om de
beurt aan moeten sluit aan de keten. Hierin vormt zicht dus een alternerende
structuur van monomeer 1 en 2 de nomenclatuur gaat als volgt voor dit type
polymeren: Poly < M1 -alt- M2>
Block copolymeren
Bij blockcopolymeer worden de copolymeren gerangschikt langs de
polymeerruggengraat in blokken van opeenvolgende identieke monomeren,
afhankelijk van het aantal blokken in de polymeerruggengraat waar men naar
verwijst. Zo spreekt men bijvoorbeeld van di-, tri- of Multi block-copolymeren. De
nomenclatuur verwijst naar deze methode van polymerisatie op de volgende manier:
Poly < M1 -Block- M2>
pag. 2
, Polymeer samenvatting
Ent copolymeren
Polymeren waarbij en zijketen van M 2 wordt toegevoegd aan de keten van een ander monomeer noemen we ent-
copolymeren. In het Engels worden deze ook wel ‘Graft’ copolymeren genoemd. Beide vormen zijn goed. De
nomenclatuur beschrijft dit als volgt: Poly < M 1 -graft- M2>
Standaardvoorbeelden (her)kennen en kunnen tekenen
Polymeer Structuur Tekenen Herkennen
Polyethyleenoxide
(PEO)
Polyester
Polyethyleentereftalaat
(PET)
Polyether
Polyvinylchloride (PVC)
Polyetheen (PE)
Polypropeen (PP)
Polyamide
Polystyreen (PS)
Kevlar
Teflon
pag. 3
Inhoud
Les 1: Inleiding polymeren...............................................................................................................................................2
Wat zijn polymeren.....................................................................................................................................................2
Statistische copolymeren........................................................................................................................................2
Alternerende copolymeren.....................................................................................................................................2
Block copolymeren..................................................................................................................................................2
Ent copolymeren.....................................................................................................................................................3
Standaardvoorbeelden (her)kennen en kunnen tekenen........................................................................................3
Definitie van de molmassa parameters van polymeren..............................................................................................4
Les 2: Thermische Analyse & molgewicht.......................................................................................................................5
GPC.............................................................................................................................................................................. 5
DSC.............................................................................................................................................................................. 7
TGA..............................................................................................................................................................................8
Maldi-TOF.................................................................................................................................................................... 8
Eindgroep analyse.......................................................................................................................................................8
Les 3: Anionische en Kationische polymerisatie..............................................................................................................9
Kationische polymerisatie...........................................................................................................................................9
Initiatie en propagatie.............................................................................................................................................9
Terminatie.............................................................................................................................................................10
Anionische polymerisatie..........................................................................................................................................10
Ringopening polymerisatie....................................................................................................................................11
Les 4: Stappolymerisatie................................................................................................................................................11
Kettingpolymerisatie.................................................................................................................................................11
Stappolymerisatie......................................................................................................................................................12
Les 5: Radicaalpolymerisatie.........................................................................................................................................13
Radicalen................................................................................................................................................................... 13
Inhibitie door radicaalreacties...................................................................................................................................14
Les 6: Polymerisatie methoden.....................................................................................................................................16
Les 7: Kinetiek Radicaalpolymerisatie 1.........................................................................................................................17
Steady state benadering............................................................................................................................................17
Reactiesnelheden......................................................................................................................................................19
Les 8: Kinetiek Radicaalpolymerisatie 2.........................................................................................................................20
Terminatie snelheden................................................................................................................................................20
Ketenlengte en polymerisatiegraad...........................................................................................................................20
Emulsie kinetiek.........................................................................................................................................................21
Les 9: Fasegedrag en duurzaamheid..............................................................................................................................22
pag. 1
,Polymeer samenvatting
Fasen bij polymeren..................................................................................................................................................22
Duurzaamheid...........................................................................................................................................................23
Les 1: Inleiding polymeren
Wat zijn polymeren
De term polymeer is gegeven aan moleculen die gevormd zijn uit een aantal bouwblokken, genaamd monomeren.
Deze zijn meestal covalent aan elkaar gebonden. Het prefix “poly” komt uit het Grieks en betekend “veel” waarin de
prefix “mono” staat voor het Griekse woord voor “enkel”. In de synthese van veel polymeren worden monomeren
gelinkt aan elkaar tot een keten van covalent gebonden sub eenheden. Er is geen definiërende limiet voor het aantal
repeterende eenheden dat nodig is voor de definitie van een polymeer. Meestal wordt het aantal repeterende
eenheden aangegeven met de letter ‘n’ deze varieert voor polymeren tussen de 100 en 100.000 eenheden. Voor
relatief kleine hoeveelheden repeterende eenheden wordt de term oligomeren nog wel eens gebruikt. Hierin wordt
de definiërende structuur binnen blokhaken gezet met heet aantal ‘n’ eronder:
In bovenstaande afbeelding is te zien hoe zo’n keten eruit komt te zien wanneer een polymeer gevormd wordt
vanuit een enkel monomeer. De nomenclatuur voor deze homopolymeren kan dan ook simpel beschreven worden
als: Poly<naam monomeer>
Maar hoe gaat dit wanneer een polymeer uit meerdere monomeren bestaat en hoe leggen we de rangschikking
tussen deze monomeren uit. Hiervoor moeten we kijken naar Copolymeren en hoe deze opgebouwd kunnen
worden. Voor het gemak nemen we telkens een voorbeeld vanuit 2 monomeren.
Statistische copolymeren
Hierin is de verhouding tussen de monomeren willekeurig en worden deze puur op
statische basis bekeken van elkaar op basis van relatieve reactiviteit.
De nomenclatuur volgt hierin de rankschikking van bijvoorbeeld monomeer M 1 en
M2: Poly< M1 -stat- M2 >
Alternerende copolymeren
In deze vorm van polymerisatie is de reactiviteit van de monomeren zo dat deze om de
beurt aan moeten sluit aan de keten. Hierin vormt zicht dus een alternerende
structuur van monomeer 1 en 2 de nomenclatuur gaat als volgt voor dit type
polymeren: Poly < M1 -alt- M2>
Block copolymeren
Bij blockcopolymeer worden de copolymeren gerangschikt langs de
polymeerruggengraat in blokken van opeenvolgende identieke monomeren,
afhankelijk van het aantal blokken in de polymeerruggengraat waar men naar
verwijst. Zo spreekt men bijvoorbeeld van di-, tri- of Multi block-copolymeren. De
nomenclatuur verwijst naar deze methode van polymerisatie op de volgende manier:
Poly < M1 -Block- M2>
pag. 2
, Polymeer samenvatting
Ent copolymeren
Polymeren waarbij en zijketen van M 2 wordt toegevoegd aan de keten van een ander monomeer noemen we ent-
copolymeren. In het Engels worden deze ook wel ‘Graft’ copolymeren genoemd. Beide vormen zijn goed. De
nomenclatuur beschrijft dit als volgt: Poly < M 1 -graft- M2>
Standaardvoorbeelden (her)kennen en kunnen tekenen
Polymeer Structuur Tekenen Herkennen
Polyethyleenoxide
(PEO)
Polyester
Polyethyleentereftalaat
(PET)
Polyether
Polyvinylchloride (PVC)
Polyetheen (PE)
Polypropeen (PP)
Polyamide
Polystyreen (PS)
Kevlar
Teflon
pag. 3
