Scheikunde H11 Materialen
Paragraaf 1
beïnvloedt
Marconiveau = stofniveau
Microniveau = op molecuulniveau (ook waterstof bruggen, vanderwaals enzo)
Mesoniveau = orden molecuul, structuren.
Een materiaal = een natuurlijke of kunstmatige stof of mengsel van stoffen dat voldoet aan
bepaalde eisen om te worden toegepast in gebouwen of gebruiksvoorwerpen.
Als een nieuw materiaal wordt gemaakt -> altijd op microniveau bezig met het aanpassen van
atomen, ionen en moleculen.
Om: de gewenste eigenschappen voor het materiaal op macroniveau te krijgen.
-> Het is dus belangrijk te weten wat de aanpassingen op micro-niveau als gevolg hebben
op het macro-niveau.
De vier hoofdgroepen van materialen:
• metalen
• keramiek
• macromoleculaire materialen
• composieten
Materialen -> moeten afhankelijk van de toepassing aan allerlei eisen voldoen.
Connectie scheikunde en natuurkunde:
- Scheikundigen -> proberen eigenschappen op micro- en mesoniveau in het materiaal te verbeteren.
- Natuurkundigen -> testen deze eigenschappen op macroniveau met allerlei meetapparatuur.
De mechanische eigenschappen van een materiaal -> belangrijkst.
Voorbeeld van een mechanische eigenschap van een materiaal = treksterkte. BINAS
-> Dit kan worden gemeten door een trekbank. 10B
Treksterkte -> in Pascal (Pa) = Nm-2.
Er zijn kunststoffen die bestaan uit hele grote moleculen -> macromoleculen.
Let op! niet hetzelfde als macroniveau.
De materialen die uit deze ‘macromoleculen’ bestaan -> noem je macromoleculaire materialen.
Macromoleculen -> hele uiteenlopende eigenschappen. BINAS
Meeste macromoleculaire materialen zijn polymeren. 67A1 en
Polymeren -> bestaan uit macromoleculen. 67B
Deze macromoleculen zijn gemaakt uit kleinere moleculen. = monomeren.
-> Die zijn in een polymerisatieproces aan elkaar gekoppeld tot macromoleculen = polymeren.
Pagina 1 van 28
, In Binas 66E kan je plastisch
gedrag verklaren op microniveau van
macromoleculaire materialen zonder exact
de molecuul samenstelling te weten!
De belangrijkste indeling op macroniveau van macromoleculaire materialen is -> op thermisch gedrag:
• Thermoplast:
Lineaire moleculen worden bij elkaar gehouden door Vanderwaalskrachten en
waterstofbruggen. Bij verwarming -> gaan de polymeren langs elkaar bewegen want door BINAS
de temperatuur tot boven het smeltpunt te brengen => verbreken de Vanderwaals 67A en
verbindingen tussen de lange moleculen. 66E
Thermoplast -> opgebouwd uit lineaire macromoleculen dus.
Zie filmpje ‘Fuse School
Thermosoftening’ YouTube
Vanderwaalsbindingen
• Thermoharder:
Bij een netwelkmolecuulstructuur -> de polymeren via covalente dwarsbindingen aan
elkaar vastgemaakt.
Deze dwarsverbindingen -> veel veel sterker dan waterstofbruggen en Vanderwaalsverbindingen.
Ze zullen bij een temperatuurverhoging van 200˚C niet eens verbreken.
-> nog meer dwarsverbindingen. -> nog harder.
• Elastomeren:
Deze zijn opgebouwd op vergelijkbare wijze als een thermoharder alleen minder covalente
dwarsverbindingen in deze materialen.
Dus beweging tussen de lange moleculen mogelijk.
-> op macroniveau: bij kamertemperatuur = elastisch.
bij geringe verhitting = zacht.
bij verdere verhitting -> meer dwarsverbindingen = harder.
Soort Thermisch gedrag Oplosbaar Opzwellen
Thermoplast Smelt Ja Mogelijk
Thermoharder Verhardt Nee Nee
Elastomeer Verzacht eerst, daarna Nee Ja
harder
Pagina 2 van 28
Paragraaf 1
beïnvloedt
Marconiveau = stofniveau
Microniveau = op molecuulniveau (ook waterstof bruggen, vanderwaals enzo)
Mesoniveau = orden molecuul, structuren.
Een materiaal = een natuurlijke of kunstmatige stof of mengsel van stoffen dat voldoet aan
bepaalde eisen om te worden toegepast in gebouwen of gebruiksvoorwerpen.
Als een nieuw materiaal wordt gemaakt -> altijd op microniveau bezig met het aanpassen van
atomen, ionen en moleculen.
Om: de gewenste eigenschappen voor het materiaal op macroniveau te krijgen.
-> Het is dus belangrijk te weten wat de aanpassingen op micro-niveau als gevolg hebben
op het macro-niveau.
De vier hoofdgroepen van materialen:
• metalen
• keramiek
• macromoleculaire materialen
• composieten
Materialen -> moeten afhankelijk van de toepassing aan allerlei eisen voldoen.
Connectie scheikunde en natuurkunde:
- Scheikundigen -> proberen eigenschappen op micro- en mesoniveau in het materiaal te verbeteren.
- Natuurkundigen -> testen deze eigenschappen op macroniveau met allerlei meetapparatuur.
De mechanische eigenschappen van een materiaal -> belangrijkst.
Voorbeeld van een mechanische eigenschap van een materiaal = treksterkte. BINAS
-> Dit kan worden gemeten door een trekbank. 10B
Treksterkte -> in Pascal (Pa) = Nm-2.
Er zijn kunststoffen die bestaan uit hele grote moleculen -> macromoleculen.
Let op! niet hetzelfde als macroniveau.
De materialen die uit deze ‘macromoleculen’ bestaan -> noem je macromoleculaire materialen.
Macromoleculen -> hele uiteenlopende eigenschappen. BINAS
Meeste macromoleculaire materialen zijn polymeren. 67A1 en
Polymeren -> bestaan uit macromoleculen. 67B
Deze macromoleculen zijn gemaakt uit kleinere moleculen. = monomeren.
-> Die zijn in een polymerisatieproces aan elkaar gekoppeld tot macromoleculen = polymeren.
Pagina 1 van 28
, In Binas 66E kan je plastisch
gedrag verklaren op microniveau van
macromoleculaire materialen zonder exact
de molecuul samenstelling te weten!
De belangrijkste indeling op macroniveau van macromoleculaire materialen is -> op thermisch gedrag:
• Thermoplast:
Lineaire moleculen worden bij elkaar gehouden door Vanderwaalskrachten en
waterstofbruggen. Bij verwarming -> gaan de polymeren langs elkaar bewegen want door BINAS
de temperatuur tot boven het smeltpunt te brengen => verbreken de Vanderwaals 67A en
verbindingen tussen de lange moleculen. 66E
Thermoplast -> opgebouwd uit lineaire macromoleculen dus.
Zie filmpje ‘Fuse School
Thermosoftening’ YouTube
Vanderwaalsbindingen
• Thermoharder:
Bij een netwelkmolecuulstructuur -> de polymeren via covalente dwarsbindingen aan
elkaar vastgemaakt.
Deze dwarsverbindingen -> veel veel sterker dan waterstofbruggen en Vanderwaalsverbindingen.
Ze zullen bij een temperatuurverhoging van 200˚C niet eens verbreken.
-> nog meer dwarsverbindingen. -> nog harder.
• Elastomeren:
Deze zijn opgebouwd op vergelijkbare wijze als een thermoharder alleen minder covalente
dwarsverbindingen in deze materialen.
Dus beweging tussen de lange moleculen mogelijk.
-> op macroniveau: bij kamertemperatuur = elastisch.
bij geringe verhitting = zacht.
bij verdere verhitting -> meer dwarsverbindingen = harder.
Soort Thermisch gedrag Oplosbaar Opzwellen
Thermoplast Smelt Ja Mogelijk
Thermoharder Verhardt Nee Nee
Elastomeer Verzacht eerst, daarna Nee Ja
harder
Pagina 2 van 28
