Kunststoffen
Waarom heet het een kunststof?
Het is begonnen als vervanging van natuurproducten.
• Kunststof wordt geproduceerd uit aardolie.
• Kunststof wordt ook wel plastic genoemd
Product
Materiaal
Chemische, fysische en mechanische samenstelling
Structuur en chemische samenstelling
(Bij de structuur bedoelen we hoe de atomen liggen gerangschikt liggen. Bij de chemische
samenstelling bedoelen we welke atomen er in het polymeer voorkomen.)
• Polymeren zijn lange ketens van monomeren. Niet alle polymeren zijn
kunststoffen, eiwitten en koolhydraten zijn ook kunststoffen.
• Synthetische kunststoffen maak je uit steenkool, aardolie of aardgas.
• Technische kunststoffen zijn nooit alleen maar een polymeer. Ze bevatten
hulpstoffen en vulstoffen:
o Kleurstof
o Weekmakers
o Brandvertragers
o Geleidende stoffen
o Zachte/sterker/taaier/isolerend te maken
Structuur van kunststoffen:
Lineair, vertakt en crosslinked
! Lineair en vertakt zijn beide thermoplasten
! Crosslinked = 'vernet' -> Elastomeren, rubbers en thermoharders
! Thermoharders hebben meer bindingen tussen de ketens en vormen een vaster netwerk
dan rubber
,Doel:
Ken je materiaalstructuren van polymeren
o kristallijn, amorf en rubberachtig
Ken je verschil in ketenopbouw, zijketens, monomeren
Materiaaleigenschappen
1. Chemische eigenschappen
-> eigenschappen die verband houden met atoomstructuur en chemische
samenstelling
Deze eigenschappen worden onderzocht in het laboratorium, VB
samenstelling, corrosievastheid en ontvlambaarheid
(Vakgebied van scheikunde)
2. Fysische eigenschappen
-> hebben te maken met de omgeving waar het materiaal zich bevindt.
Deze eigenschappen zijn te meten zonder het materiaal te vernietigen (Bij
chemische en mechanische wordt het wel vernietigd). VB stroomgeleiding,
warmtegeleiding, smelttemperatuur, verwerkingstemperatuur en dichtheid.
Verwerkingstemperatuur: Het materiaal vertoont bij een bepaalde temperatuur een
afbuiging.
(Vakgebeid natuurkunde)
3. Mechanische eigenschappen
-> Je weet zo of het materiaal kapot gaat of niet; materiaalkeuze in combinatie
met constructie!! Slecht voorbeeld is the Walkie-Talkie building London. De auto’s
die op de straat geparkeerd stonden, zijn gesmolten vanwege de forse
weerkaatsing van de zon door het gebouw.
, Soorten testen:
Trekproef = proefstaaf oprekken tot breuk optreedt
Drukproef = drukken tot het materiaal bezwijkt
Kruipproef = trekkracht gedurende langere tijd constant houden bij
verschillende hogere temperaturen en kijken naar optredende rek
Kerfslagproef = korte klap op een staaf
Hardheidmeting = : drukproef van enkele seconden met een diamant
of stalen kogeltje
Buigproef = kracht-doorbuiging meten
a. Sterkte -> maximale belasting bij een trekproef
O = F/A ((technische)spanning = kracht / oppervlakte) -> werkelijk
spanning is niet te meten omdat wanneer het breekt de A niet te
berekenen is.
Sterk <--> Zwak
b. Taaiheid -> blijvende breukrek
e = delta l / l oorsprong *100%
Taai <--> Bros (Taai materiaal rekt verder uit dan bros materiaal)
c. Kerfslagvastheid -> Geeft informatie over hoe taai of bros een materiaal wanneer
deze met een scherpe kerf doormidden wordt geslagen.
d. Elasticiteit -> vloeigrens; overgang van elastische naar plastische deformatie
0=E*e
Elastische deformatie: bij het weghalen van de kracht veert het materiaal terug naar
zijn oorspronkelijke vorm.
Plastische deformatie: materiaal is blijvend vervormd na het weghalen van de kracht.
Elastiek (rubber) is elastisch. Metaal en keramische materialen zijn nagenoeg
inelastisch.
Tot aan de elasticiteitsgrens geldt deze formule, daarna niet meer.
Hoge rekgrens is stug materiaal; lage rekgrens is week materiaal.
Weekmakers zorgen ervoor dat het flexibeler wordt
! Wet van Hooke E = o / e !
Waarom heet het een kunststof?
Het is begonnen als vervanging van natuurproducten.
• Kunststof wordt geproduceerd uit aardolie.
• Kunststof wordt ook wel plastic genoemd
Product
Materiaal
Chemische, fysische en mechanische samenstelling
Structuur en chemische samenstelling
(Bij de structuur bedoelen we hoe de atomen liggen gerangschikt liggen. Bij de chemische
samenstelling bedoelen we welke atomen er in het polymeer voorkomen.)
• Polymeren zijn lange ketens van monomeren. Niet alle polymeren zijn
kunststoffen, eiwitten en koolhydraten zijn ook kunststoffen.
• Synthetische kunststoffen maak je uit steenkool, aardolie of aardgas.
• Technische kunststoffen zijn nooit alleen maar een polymeer. Ze bevatten
hulpstoffen en vulstoffen:
o Kleurstof
o Weekmakers
o Brandvertragers
o Geleidende stoffen
o Zachte/sterker/taaier/isolerend te maken
Structuur van kunststoffen:
Lineair, vertakt en crosslinked
! Lineair en vertakt zijn beide thermoplasten
! Crosslinked = 'vernet' -> Elastomeren, rubbers en thermoharders
! Thermoharders hebben meer bindingen tussen de ketens en vormen een vaster netwerk
dan rubber
,Doel:
Ken je materiaalstructuren van polymeren
o kristallijn, amorf en rubberachtig
Ken je verschil in ketenopbouw, zijketens, monomeren
Materiaaleigenschappen
1. Chemische eigenschappen
-> eigenschappen die verband houden met atoomstructuur en chemische
samenstelling
Deze eigenschappen worden onderzocht in het laboratorium, VB
samenstelling, corrosievastheid en ontvlambaarheid
(Vakgebied van scheikunde)
2. Fysische eigenschappen
-> hebben te maken met de omgeving waar het materiaal zich bevindt.
Deze eigenschappen zijn te meten zonder het materiaal te vernietigen (Bij
chemische en mechanische wordt het wel vernietigd). VB stroomgeleiding,
warmtegeleiding, smelttemperatuur, verwerkingstemperatuur en dichtheid.
Verwerkingstemperatuur: Het materiaal vertoont bij een bepaalde temperatuur een
afbuiging.
(Vakgebeid natuurkunde)
3. Mechanische eigenschappen
-> Je weet zo of het materiaal kapot gaat of niet; materiaalkeuze in combinatie
met constructie!! Slecht voorbeeld is the Walkie-Talkie building London. De auto’s
die op de straat geparkeerd stonden, zijn gesmolten vanwege de forse
weerkaatsing van de zon door het gebouw.
, Soorten testen:
Trekproef = proefstaaf oprekken tot breuk optreedt
Drukproef = drukken tot het materiaal bezwijkt
Kruipproef = trekkracht gedurende langere tijd constant houden bij
verschillende hogere temperaturen en kijken naar optredende rek
Kerfslagproef = korte klap op een staaf
Hardheidmeting = : drukproef van enkele seconden met een diamant
of stalen kogeltje
Buigproef = kracht-doorbuiging meten
a. Sterkte -> maximale belasting bij een trekproef
O = F/A ((technische)spanning = kracht / oppervlakte) -> werkelijk
spanning is niet te meten omdat wanneer het breekt de A niet te
berekenen is.
Sterk <--> Zwak
b. Taaiheid -> blijvende breukrek
e = delta l / l oorsprong *100%
Taai <--> Bros (Taai materiaal rekt verder uit dan bros materiaal)
c. Kerfslagvastheid -> Geeft informatie over hoe taai of bros een materiaal wanneer
deze met een scherpe kerf doormidden wordt geslagen.
d. Elasticiteit -> vloeigrens; overgang van elastische naar plastische deformatie
0=E*e
Elastische deformatie: bij het weghalen van de kracht veert het materiaal terug naar
zijn oorspronkelijke vorm.
Plastische deformatie: materiaal is blijvend vervormd na het weghalen van de kracht.
Elastiek (rubber) is elastisch. Metaal en keramische materialen zijn nagenoeg
inelastisch.
Tot aan de elasticiteitsgrens geldt deze formule, daarna niet meer.
Hoge rekgrens is stug materiaal; lage rekgrens is week materiaal.
Weekmakers zorgen ervoor dat het flexibeler wordt
! Wet van Hooke E = o / e !
