Hoofdstuk 15 Kunststoffen
15.1 Kunststoffen, plastics en polymeren
Kunststoffen hebben zoveel toepassingen, omdat je – door een slimme keuze van grondstoffen,
fabricageproces en toevoeging van andere stoffen – de eigenschappen ervan zo goed kunt variëren.
Bijvoorbeeld de vervormbaarheid, hardheid, elasticiteit, kleur en hittebestendigheid. Plastics zijn kuststoffen
die door verhitting te vervormen zijn.
Voordelen van kunststoffen: makkelijk te verwerken, licht, onderhoudsarm, niet reactief, goedkoop en ze
hebben een lange levensduur. Nadelen: het afval (meeste zijn slecht afbreekbaar) en veel fossiele brandstoffen
nodig voor de productie en het transport. Kunststoffen gemaakt van biomassa is een oplossing voor het afval-
probleem (want afbreekbaar). Beter is echter het recyclen van kunststoffen, zo pak je beide problemen aan.
Je kunt kunststoffen daarna indelen op twee verschillende criteria:
- Waar maak je ze van? (fossiele brandstoffen/biomassa) - Is de kunststof wel of niet afbreekbaar?
Vier categorieën dus; Fossiel, biomassa (=biobased polymeer), afbreekbaar, niet afbreekbaar.
Om te recyclen moet je weten welke soort kunststof het is. Het nummer in het recycleersymbool op de
verpakking geeft dit aan: BINAS 97D. Biologisch afbreekbaar? ook logo ‘composteerbaar’.
Kunststoffen zijn opgebouwd uit polymeren; heel grote moleculen waarin steeds hetzelfde stukje molecuul
herhaald wordt: de repeterende eenheid. Polymeren ontstaan doordat moleculen van de beginstoffen aan
elkaar koppelen tot een groot molecuul, ze zijn daarom ook macromoleculen.
15.2 Eigenschappen van kunststoffen
Thermoplasten zijn kunststoffen die bij verwarmen zacht worden. Een kunststof die bij verwarmen hard blijft,
is een thermoharder. De macromoleculen van de thermoplasten zijn lange ketens die in kluwens liggen. (Net
als spaghetti: Koud? slierten aan elkaar vast. Warm? kunnen langs elkaar glijden) Door hun structuur zijn
thermoplasten te recyclen; verkorrelen en/of verwarmen nieuw product mee maken.
Bij het verwarmen van thermoplasten kun je drie toestanden onderscheiden die gekarakteriseerd worden door
de glastemperatuur Tg en het smeltpunt Tm.
- Onder Tg zijn er geen rotaties mogelijk rond de C-C bindingen in de polymeerketens; alleen vervormbaar
door de C-C bindingen licht op te rekken. Hierdoor is het is stijf en bros (bevroren spaghetti).
- Op Tg kunnen stukken van 20-25 repeterende eenheden uit de polymeerketens vrij draaien. De ketens
blijven t.o.v. elkaar op hun plek, want ze zijn nog met elkaar verstrengeld (koude spaghetti). Deze toestand
is bijv. in plastictas; kracht uitoefenen? materiaal veert terug. Teveel kracht? vanderwaalsbindingen
tussen polymeerketens breken, je trekt de kluwens verstrengelde polymeren uit elkaar.
- Op Tm (beginpunt smelttraject) wordt een thermoplast week; vanderwaalskrachten worden overwonnen.
- Boven Tm zijn thermoplasten zacht en vervormbaar. (Bij verbranding kunnen schadelijke stoffen vrijkomen)
Thermoharders: ketens zijn op veel plaatsen gekoppeld tot 3D-netwerk ketens kunnen niet langs elkaar
glijden stof wordt bij verwarmen niet zachter. (Spaghetti te lang gekookt? slierten aan elkaar vastgekoekt)
Thermoharders hebben geen Tg of Tm en dus kun je ze bij hogere temperaturen gebruiken dan thermoplasten.
Als ze heel heet zijn ontleden/verbranden ze net als thermoplasten. Thermoharders kun je alleen niet recyclen.
Een thermoharder lost in tegenstelling tot een thermoplast niet op in chemische oplosmiddelen. Het is namelijk
één netwerk, waardoor moleculen niet door oplosmiddelen van elkaar weggehouden kunnen worden en
moleculen van het oplosmiddel geen atoombindingen kunnen verbreken.
Bij een thermoplast kunnen de moleculen van het oplosmiddel het materiaal makkelijk binnendringen en de
vanderwaalskrachten tussen de ketens verbreken, waardoor de thermoplast oplost.
Maak opdr. 8, 12
15.1 Kunststoffen, plastics en polymeren
Kunststoffen hebben zoveel toepassingen, omdat je – door een slimme keuze van grondstoffen,
fabricageproces en toevoeging van andere stoffen – de eigenschappen ervan zo goed kunt variëren.
Bijvoorbeeld de vervormbaarheid, hardheid, elasticiteit, kleur en hittebestendigheid. Plastics zijn kuststoffen
die door verhitting te vervormen zijn.
Voordelen van kunststoffen: makkelijk te verwerken, licht, onderhoudsarm, niet reactief, goedkoop en ze
hebben een lange levensduur. Nadelen: het afval (meeste zijn slecht afbreekbaar) en veel fossiele brandstoffen
nodig voor de productie en het transport. Kunststoffen gemaakt van biomassa is een oplossing voor het afval-
probleem (want afbreekbaar). Beter is echter het recyclen van kunststoffen, zo pak je beide problemen aan.
Je kunt kunststoffen daarna indelen op twee verschillende criteria:
- Waar maak je ze van? (fossiele brandstoffen/biomassa) - Is de kunststof wel of niet afbreekbaar?
Vier categorieën dus; Fossiel, biomassa (=biobased polymeer), afbreekbaar, niet afbreekbaar.
Om te recyclen moet je weten welke soort kunststof het is. Het nummer in het recycleersymbool op de
verpakking geeft dit aan: BINAS 97D. Biologisch afbreekbaar? ook logo ‘composteerbaar’.
Kunststoffen zijn opgebouwd uit polymeren; heel grote moleculen waarin steeds hetzelfde stukje molecuul
herhaald wordt: de repeterende eenheid. Polymeren ontstaan doordat moleculen van de beginstoffen aan
elkaar koppelen tot een groot molecuul, ze zijn daarom ook macromoleculen.
15.2 Eigenschappen van kunststoffen
Thermoplasten zijn kunststoffen die bij verwarmen zacht worden. Een kunststof die bij verwarmen hard blijft,
is een thermoharder. De macromoleculen van de thermoplasten zijn lange ketens die in kluwens liggen. (Net
als spaghetti: Koud? slierten aan elkaar vast. Warm? kunnen langs elkaar glijden) Door hun structuur zijn
thermoplasten te recyclen; verkorrelen en/of verwarmen nieuw product mee maken.
Bij het verwarmen van thermoplasten kun je drie toestanden onderscheiden die gekarakteriseerd worden door
de glastemperatuur Tg en het smeltpunt Tm.
- Onder Tg zijn er geen rotaties mogelijk rond de C-C bindingen in de polymeerketens; alleen vervormbaar
door de C-C bindingen licht op te rekken. Hierdoor is het is stijf en bros (bevroren spaghetti).
- Op Tg kunnen stukken van 20-25 repeterende eenheden uit de polymeerketens vrij draaien. De ketens
blijven t.o.v. elkaar op hun plek, want ze zijn nog met elkaar verstrengeld (koude spaghetti). Deze toestand
is bijv. in plastictas; kracht uitoefenen? materiaal veert terug. Teveel kracht? vanderwaalsbindingen
tussen polymeerketens breken, je trekt de kluwens verstrengelde polymeren uit elkaar.
- Op Tm (beginpunt smelttraject) wordt een thermoplast week; vanderwaalskrachten worden overwonnen.
- Boven Tm zijn thermoplasten zacht en vervormbaar. (Bij verbranding kunnen schadelijke stoffen vrijkomen)
Thermoharders: ketens zijn op veel plaatsen gekoppeld tot 3D-netwerk ketens kunnen niet langs elkaar
glijden stof wordt bij verwarmen niet zachter. (Spaghetti te lang gekookt? slierten aan elkaar vastgekoekt)
Thermoharders hebben geen Tg of Tm en dus kun je ze bij hogere temperaturen gebruiken dan thermoplasten.
Als ze heel heet zijn ontleden/verbranden ze net als thermoplasten. Thermoharders kun je alleen niet recyclen.
Een thermoharder lost in tegenstelling tot een thermoplast niet op in chemische oplosmiddelen. Het is namelijk
één netwerk, waardoor moleculen niet door oplosmiddelen van elkaar weggehouden kunnen worden en
moleculen van het oplosmiddel geen atoombindingen kunnen verbreken.
Bij een thermoplast kunnen de moleculen van het oplosmiddel het materiaal makkelijk binnendringen en de
vanderwaalskrachten tussen de ketens verbreken, waardoor de thermoplast oplost.
Maak opdr. 8, 12
