Chemie boek 6 Hoofdstuk 15 paragraaf 1-5
15.1 Kunststoffen, plastics en polymeren
Kunststoffen in je omgeving
- Kunststoffen hebben veel toepassingen want eigenschappen kunnen variëren:
o Bijv.: vervormbaarheid, hardheid, elasticiteit, kleur en hittebestendigheid.
Voor- en nadelen van kunststoffen
- Voordelen: Makkelijk verwerken, licht, onderhoudsarm, niet reactief, goedkoop, lange leven.
- Nadelen: Afval (slecht afbreekbaar), productie/transport veel fossiele brandstoffen nodig.
- Biologisch afbreekbare kunststoffen
o Geproduceerd uit biomassa.
o Oplossing als fossiele brandstoffen op zijn en verminderen afvalprobleem.
- Indelen kunststoffen (zie plaatje)
o Waar maak je ze van? Fossiele brandstoffen of biomassa?
o Is de kunststof wel of niet afbreekbaar?
- Indelen van kunststoffen
o Voor recycling hebben kunststoffen recycleersymbool met nummer.
o Nummer geeft het soort kunststof aan (Binas 97D).
Frisdrankflessen: gemaakt van kunststof PET, nummer ‘1’ of ‘01’.
o Biologisch afbreekbare kunststoffen hebben evt. logo ‘composteer baar’.
Wat zijn kunststoffen?
- Plastic: Kunststof waarvan door verhitting en onder druk een voorwerp kan worden gemaakt
o Plastic is kunststof, maar niet elke kunststof is plastic.
- Bekende kunststoffen met toepassing:
Naam Toepassing
Polyetheen Plastic tas
Polyvinylchloride Regenpijpen
Polystyreen Cd-doosje, wegwerpdrinkbekertje
Polyester Constructiemateriaal (surfplank)
- Kunststoffen: Opgebouwd uit ‘polymeren’ (poly = veel).
- Repeterende eenheid: Bestaan polymeren uit.
o Polymeren bestaan uit heel grote moleculen waarin zelfde stukje molecuul herhaald.
o Polymeren ontstaan doordat moleculen met elkaar reageren tot groot molecuul.
- Macromoleculen: Molecuulmassa van polymeren kan oplopen tot 10 6 u.
- Polymeerketen: Te vergelijken met een ketting.
o Hele streng is één molecuul.
o Individuele schakels/kralen van ketting worden gevormd door repeterend eenheden.
o Polymeerketen die ontstaat als moleculen van de beginstof met elkaar reageren, kan
een lineaire structuur hebben: Repeterende eenheden vormen lineaire keten.
o Polymeerketen kan in verschillende richtingen groeien vertakkingen.
o Driedimensionaal netwerk dwarsverbindingen tussen polymeerketens.
- Copolymeren: Polymerengevormd uit verschillende soorten moleculen.
15.2 Eigenschappen van kunststoffen
Thermoplast: kunststof die bij verwarmen zacht wordt.
- Macromoleculen van thermoplast zijn lange ketens.
1
, - Ketens liggen niet mooi naast elkaar, maar in kluwens (als spaghetti).
- Drie toestanden met daartussen Tg glastemperatuur en Tm = smeltpunt.
- Hoe meer de moleculen zijn vertakt hoe dichter de T g en Tm bij elkaar komen.
Stijf en bros Tg Zacht en flexibel Tm Volledig zacht
Bevroren spaghetti Koude spaghetti Warme spaghetti (gesmolten)
Geen rotatie rond C-C benden Tg Polymeerketens vrij draaien V.d.w bindingen worden verbroken,
mogelijk in polymeerketens. maar t.o.v. elkaar op plaats polymeerketens kunnen t.o.v. elkaar
verschuiven.
Materiaal kan alleen vervormen Tg bereikt op moment dat Temperatuur waarbij v.d.w. bindingen
door lichtjes oprekken van C-C stukken van 20-50 repeterende tussen ketens worden overwonnen
stijf + bros. eenheden uit polymeerketens heet smeltpunt Tm = temperatuur te
vrij kunnen draaien. beschouwen als begin smelttraject.
Polymeerketens ten opzichte
van elkaar op hun plaats.
Bijv.: polymeren in plastictasjes
Kracht op materiaal uit te
oefenen, keert in
oorspronkelijke vorm terug.
Te veel kracht = breken.
Atoombindingen verbroken Atoombindingen verbroken V.d.w. bindingen verbroken
- Thermoplast bevat polymeermoleculen met verschillende ketenlengten smelttraject.
o Daarom ook wel therm verwerkingspunt i.p.v. smeltpunt.
- Bij verbranding van kunststoffen kunnen schadelijke stoffen vrijkomen.
o Bijv.: pvc-verbranding ontstaat giftige chloorbevattende stoffen.
- Bij thermoplast kunnen moleculen van oplosmiddel het materiaal makkelijker binnendringen,
v.d.w. bindingen tussen ketens verbreken en vervolgens lost thermoplast op.
Thermoharder: kunststof die bij verwarmen hart blijft (lang gekookte vastgekoekte spaghetti)
- Bij thermoharders zijn ketens op veel plaatsen aan elkaar gekoppeld tot driedimensionaal
netwerk Geen ketens die langs elkaar kunnen schuiven.
- Hebben geen glas- of smelttemperatuur daarom het best bij hoge temperatuur te gebruiken.
- Lost i.v.m. thermoplast niet op in chemische oplosmiddelen.
o Eén groot netwerk er zijn geen moleculen die door oplosmiddel van elkaar
weggehouden kunnen worden gehouden.
o Moleculen van oplosmiddel kunnen geen atoombindingen verbreken.
15.3 Additiepolymeren
Additiepolymerisatie
- Polyetheen (PE) wordt gemaakt d.m.v. polymerisatiereactie uit etheen (= monomeer).
- Etheen heeft dubbele binding die openspringt waardoor monomeren 2 ‘open’ uiteinden
krijgen monomeren koppelen aan elkaar waardoor je lange keten krijgt.
o Additiepolymerisatie/polyadditie: bij deze wijze van polymeriseren is dubbele
binding betrokken. N C2H4 (C2H4)n
- Vierkante haken []: repeterende eenheid tussen vierkante haken want n kan heel veel zijn.
- Polymeerketens zijn zo lang dat het niet van belang is hoe de uiteinden eruitzien.
- Naamgeving: door ‘poly’ voor de naam van het monomeer te zetten.
- Bijv.: polymeer van etheen polyetheen. Polymeer van propeen polypropeen.
2
15.1 Kunststoffen, plastics en polymeren
Kunststoffen in je omgeving
- Kunststoffen hebben veel toepassingen want eigenschappen kunnen variëren:
o Bijv.: vervormbaarheid, hardheid, elasticiteit, kleur en hittebestendigheid.
Voor- en nadelen van kunststoffen
- Voordelen: Makkelijk verwerken, licht, onderhoudsarm, niet reactief, goedkoop, lange leven.
- Nadelen: Afval (slecht afbreekbaar), productie/transport veel fossiele brandstoffen nodig.
- Biologisch afbreekbare kunststoffen
o Geproduceerd uit biomassa.
o Oplossing als fossiele brandstoffen op zijn en verminderen afvalprobleem.
- Indelen kunststoffen (zie plaatje)
o Waar maak je ze van? Fossiele brandstoffen of biomassa?
o Is de kunststof wel of niet afbreekbaar?
- Indelen van kunststoffen
o Voor recycling hebben kunststoffen recycleersymbool met nummer.
o Nummer geeft het soort kunststof aan (Binas 97D).
Frisdrankflessen: gemaakt van kunststof PET, nummer ‘1’ of ‘01’.
o Biologisch afbreekbare kunststoffen hebben evt. logo ‘composteer baar’.
Wat zijn kunststoffen?
- Plastic: Kunststof waarvan door verhitting en onder druk een voorwerp kan worden gemaakt
o Plastic is kunststof, maar niet elke kunststof is plastic.
- Bekende kunststoffen met toepassing:
Naam Toepassing
Polyetheen Plastic tas
Polyvinylchloride Regenpijpen
Polystyreen Cd-doosje, wegwerpdrinkbekertje
Polyester Constructiemateriaal (surfplank)
- Kunststoffen: Opgebouwd uit ‘polymeren’ (poly = veel).
- Repeterende eenheid: Bestaan polymeren uit.
o Polymeren bestaan uit heel grote moleculen waarin zelfde stukje molecuul herhaald.
o Polymeren ontstaan doordat moleculen met elkaar reageren tot groot molecuul.
- Macromoleculen: Molecuulmassa van polymeren kan oplopen tot 10 6 u.
- Polymeerketen: Te vergelijken met een ketting.
o Hele streng is één molecuul.
o Individuele schakels/kralen van ketting worden gevormd door repeterend eenheden.
o Polymeerketen die ontstaat als moleculen van de beginstof met elkaar reageren, kan
een lineaire structuur hebben: Repeterende eenheden vormen lineaire keten.
o Polymeerketen kan in verschillende richtingen groeien vertakkingen.
o Driedimensionaal netwerk dwarsverbindingen tussen polymeerketens.
- Copolymeren: Polymerengevormd uit verschillende soorten moleculen.
15.2 Eigenschappen van kunststoffen
Thermoplast: kunststof die bij verwarmen zacht wordt.
- Macromoleculen van thermoplast zijn lange ketens.
1
, - Ketens liggen niet mooi naast elkaar, maar in kluwens (als spaghetti).
- Drie toestanden met daartussen Tg glastemperatuur en Tm = smeltpunt.
- Hoe meer de moleculen zijn vertakt hoe dichter de T g en Tm bij elkaar komen.
Stijf en bros Tg Zacht en flexibel Tm Volledig zacht
Bevroren spaghetti Koude spaghetti Warme spaghetti (gesmolten)
Geen rotatie rond C-C benden Tg Polymeerketens vrij draaien V.d.w bindingen worden verbroken,
mogelijk in polymeerketens. maar t.o.v. elkaar op plaats polymeerketens kunnen t.o.v. elkaar
verschuiven.
Materiaal kan alleen vervormen Tg bereikt op moment dat Temperatuur waarbij v.d.w. bindingen
door lichtjes oprekken van C-C stukken van 20-50 repeterende tussen ketens worden overwonnen
stijf + bros. eenheden uit polymeerketens heet smeltpunt Tm = temperatuur te
vrij kunnen draaien. beschouwen als begin smelttraject.
Polymeerketens ten opzichte
van elkaar op hun plaats.
Bijv.: polymeren in plastictasjes
Kracht op materiaal uit te
oefenen, keert in
oorspronkelijke vorm terug.
Te veel kracht = breken.
Atoombindingen verbroken Atoombindingen verbroken V.d.w. bindingen verbroken
- Thermoplast bevat polymeermoleculen met verschillende ketenlengten smelttraject.
o Daarom ook wel therm verwerkingspunt i.p.v. smeltpunt.
- Bij verbranding van kunststoffen kunnen schadelijke stoffen vrijkomen.
o Bijv.: pvc-verbranding ontstaat giftige chloorbevattende stoffen.
- Bij thermoplast kunnen moleculen van oplosmiddel het materiaal makkelijker binnendringen,
v.d.w. bindingen tussen ketens verbreken en vervolgens lost thermoplast op.
Thermoharder: kunststof die bij verwarmen hart blijft (lang gekookte vastgekoekte spaghetti)
- Bij thermoharders zijn ketens op veel plaatsen aan elkaar gekoppeld tot driedimensionaal
netwerk Geen ketens die langs elkaar kunnen schuiven.
- Hebben geen glas- of smelttemperatuur daarom het best bij hoge temperatuur te gebruiken.
- Lost i.v.m. thermoplast niet op in chemische oplosmiddelen.
o Eén groot netwerk er zijn geen moleculen die door oplosmiddel van elkaar
weggehouden kunnen worden gehouden.
o Moleculen van oplosmiddel kunnen geen atoombindingen verbreken.
15.3 Additiepolymeren
Additiepolymerisatie
- Polyetheen (PE) wordt gemaakt d.m.v. polymerisatiereactie uit etheen (= monomeer).
- Etheen heeft dubbele binding die openspringt waardoor monomeren 2 ‘open’ uiteinden
krijgen monomeren koppelen aan elkaar waardoor je lange keten krijgt.
o Additiepolymerisatie/polyadditie: bij deze wijze van polymeriseren is dubbele
binding betrokken. N C2H4 (C2H4)n
- Vierkante haken []: repeterende eenheid tussen vierkante haken want n kan heel veel zijn.
- Polymeerketens zijn zo lang dat het niet van belang is hoe de uiteinden eruitzien.
- Naamgeving: door ‘poly’ voor de naam van het monomeer te zetten.
- Bijv.: polymeer van etheen polyetheen. Polymeer van propeen polypropeen.
2
