Materiaalkunde 3:
Atomen: Bestaan uit een kern ( met geladen deeltjes (protonen) en ongeladen deeltjes (neutronen))
en elektronen. De hoeveelheid protonen/elektronen bepaalt welk chemisch element een atoom is.
Molecuul: Het kleinste deeltje van een stof dat de chemische eigenschappen van die stof bezit.
Combinatie van meerdere atomen.
Covalente binding: Atomen kunnen elkaar aantrekken en dichter bij elkaar komen. Atomen delen
elektronen.
Van der waals-kracht: Zwakke tot zeer zwakke elektromagnetische krachten tussen atomen of
moleculen. Als een chemische stof in een vaste vorm zit worden de moleculen in een regelmatig
patroon door VdW-krachten beïnvloed.
Dipool: 2 polen. Elektrische lading molecuul.
Beweging moleculen:
- Vaste fase
o Regelmatig patroon (rooster)
o Erg dicht bij elkaar
o Trillen op hun plek
- Vloeibare fase
o Niet in rooster
o Dicht bij elkaar
o Bewegen langs elkaar heen
- Gas
o Los van elkaar
o Veel lege ruimte tussen elkaar
o Verspreiden over beschikbare volume
De van der waals aantrekking en temperatuurbeweging maken uit of je te maken hebt met een vaste
stof, vloeistof of gas.
Hoe hoger de molecuulmassa hoe hoger het kookpunt.
Type binding:
- Alkaan (verzadigde koolwaterstof, alleen enkele bindingen)
- Alkeen (dubbele bindingen tussen C-atomen)
- Alkyn (drievoudige bindingen tussen C-atomen)
Polymeren:
Geschikte monomeren zijn onverzadigde koolwaterstoffen.
Natuurlijke polymeren:
- Natuurruber
- Cellulose
- Eiwitten
Synthetische polymeren:
- PE, PP, PET, PMMA
Half-synthetische polymeren:
- Deels natuurlijk deels synthetisch
Bakeliet:
- Thermoharder
- Zeer goede isolator
,4 kunststoftypes die goed zijn voor 70 a 80% vd wereldproductie. Dat zijn PE (Polyetheen),
PVC(Polyvinylchloride), PP (Polypropeen) en PS (Polystyreen).
Hoofdindeling polymeren:
- Thermoplasten
o Onvernet
o Goed recyclebaar
o Meest gebruikt
- Synthetische rubbers
o Vernet (door vulkanisatie)
- Thermoharders
o Sterke vernetting
o Niet recyclebaar
Samengestelde kunststoffen: Polymeren worden
vaak niet zuiver gebruikt maar in een andere
samenstelling:
- Mengels
o Bijv. PPO & PS
- Vulstoffen
o Krijt, kwarts, talk
o Vezels (glas)
- Schuim
o Kunststof + drijfmiddel (lucht)
Tg = glastemperatuur
Tm = smelttemperatuur
Zijgroepen:
Meest voorkomende is H (waterstofatoom). Wordt vaak niet meer genoemd omdat het zovaak
gebruikt wordt.
Copolymeren:
- Statische: Verschillende monomeren wisselen elkaar
willekeurig af
- Afwisselend: De monomeren wisselen elkaar
beurtelings af
- Blok: Grotere blokken van elk monomeer wisselen
elkaar af
- Ent: Kortere slierten van het ene monomeer zitten
geënt op een doorlopende sliert van het andere
monomeer.
Mn: aantalsgemiddelde molgewicht
Mw: gewichtsgemiddelde molgewicht
Polydispersiteitsindex : Mw/Mn
Lengte van kunststoffen bepalen:
- Fractioneren
- GPC
, Gemiddelde molmassa kan op meerdere manieren uitgerekend worden:
- Aantal fractie
- Gewichtsfractie
- Z-gem. molmassa
- Massafracties
Ketelengte kan worden uitgedrukt als polymerisatiegraad. Dat is namelijk het aantal monomeren wat
in een polymeer zit.
Polymeerketens zijn over het algemeen regelmatig opgebouwd.
Er zijn variaties mogelijk.
- Isotactisch
- Syndiotactisch
- Atactisch
Vaak gebeurt het atactisch, dus random. Als we dit anders willen
kan er een katalysator gebruikt worden.
Cis: zelfde kant van dubbele
binding. (Kijk niet naar CH3 maar 2 andere bindingen in afbeelding hier rechts )
Trans: Beide tegenovergesteld van dubbele binding.
Bijvoorbeeld natuurrubber is cis- 1,4-polyisopreen. Die is zeer elastisch.
Trans- 1,4-polyisopreen, is een kristallijne niet elastische verbinding. Deze is dus veel minder
elastisch.
Ketenflexibiliteit: De flexibiliteit van ketens wordt bepaald door de draaibaarheid van de hoofdketen
als ook door de beïnvloeding van de zijgroepen. De draaibaarheid van de hoofdketen wordt bepaald
door de potentiaalbarrières.
Bij bijvoorbeeld een alkeen of alkyn is de hoofdketen star. Echter de bewegelijkheid voor de zijgroep
wordt aanzienlijk verhoogd!
Atomen: Bestaan uit een kern ( met geladen deeltjes (protonen) en ongeladen deeltjes (neutronen))
en elektronen. De hoeveelheid protonen/elektronen bepaalt welk chemisch element een atoom is.
Molecuul: Het kleinste deeltje van een stof dat de chemische eigenschappen van die stof bezit.
Combinatie van meerdere atomen.
Covalente binding: Atomen kunnen elkaar aantrekken en dichter bij elkaar komen. Atomen delen
elektronen.
Van der waals-kracht: Zwakke tot zeer zwakke elektromagnetische krachten tussen atomen of
moleculen. Als een chemische stof in een vaste vorm zit worden de moleculen in een regelmatig
patroon door VdW-krachten beïnvloed.
Dipool: 2 polen. Elektrische lading molecuul.
Beweging moleculen:
- Vaste fase
o Regelmatig patroon (rooster)
o Erg dicht bij elkaar
o Trillen op hun plek
- Vloeibare fase
o Niet in rooster
o Dicht bij elkaar
o Bewegen langs elkaar heen
- Gas
o Los van elkaar
o Veel lege ruimte tussen elkaar
o Verspreiden over beschikbare volume
De van der waals aantrekking en temperatuurbeweging maken uit of je te maken hebt met een vaste
stof, vloeistof of gas.
Hoe hoger de molecuulmassa hoe hoger het kookpunt.
Type binding:
- Alkaan (verzadigde koolwaterstof, alleen enkele bindingen)
- Alkeen (dubbele bindingen tussen C-atomen)
- Alkyn (drievoudige bindingen tussen C-atomen)
Polymeren:
Geschikte monomeren zijn onverzadigde koolwaterstoffen.
Natuurlijke polymeren:
- Natuurruber
- Cellulose
- Eiwitten
Synthetische polymeren:
- PE, PP, PET, PMMA
Half-synthetische polymeren:
- Deels natuurlijk deels synthetisch
Bakeliet:
- Thermoharder
- Zeer goede isolator
,4 kunststoftypes die goed zijn voor 70 a 80% vd wereldproductie. Dat zijn PE (Polyetheen),
PVC(Polyvinylchloride), PP (Polypropeen) en PS (Polystyreen).
Hoofdindeling polymeren:
- Thermoplasten
o Onvernet
o Goed recyclebaar
o Meest gebruikt
- Synthetische rubbers
o Vernet (door vulkanisatie)
- Thermoharders
o Sterke vernetting
o Niet recyclebaar
Samengestelde kunststoffen: Polymeren worden
vaak niet zuiver gebruikt maar in een andere
samenstelling:
- Mengels
o Bijv. PPO & PS
- Vulstoffen
o Krijt, kwarts, talk
o Vezels (glas)
- Schuim
o Kunststof + drijfmiddel (lucht)
Tg = glastemperatuur
Tm = smelttemperatuur
Zijgroepen:
Meest voorkomende is H (waterstofatoom). Wordt vaak niet meer genoemd omdat het zovaak
gebruikt wordt.
Copolymeren:
- Statische: Verschillende monomeren wisselen elkaar
willekeurig af
- Afwisselend: De monomeren wisselen elkaar
beurtelings af
- Blok: Grotere blokken van elk monomeer wisselen
elkaar af
- Ent: Kortere slierten van het ene monomeer zitten
geënt op een doorlopende sliert van het andere
monomeer.
Mn: aantalsgemiddelde molgewicht
Mw: gewichtsgemiddelde molgewicht
Polydispersiteitsindex : Mw/Mn
Lengte van kunststoffen bepalen:
- Fractioneren
- GPC
, Gemiddelde molmassa kan op meerdere manieren uitgerekend worden:
- Aantal fractie
- Gewichtsfractie
- Z-gem. molmassa
- Massafracties
Ketelengte kan worden uitgedrukt als polymerisatiegraad. Dat is namelijk het aantal monomeren wat
in een polymeer zit.
Polymeerketens zijn over het algemeen regelmatig opgebouwd.
Er zijn variaties mogelijk.
- Isotactisch
- Syndiotactisch
- Atactisch
Vaak gebeurt het atactisch, dus random. Als we dit anders willen
kan er een katalysator gebruikt worden.
Cis: zelfde kant van dubbele
binding. (Kijk niet naar CH3 maar 2 andere bindingen in afbeelding hier rechts )
Trans: Beide tegenovergesteld van dubbele binding.
Bijvoorbeeld natuurrubber is cis- 1,4-polyisopreen. Die is zeer elastisch.
Trans- 1,4-polyisopreen, is een kristallijne niet elastische verbinding. Deze is dus veel minder
elastisch.
Ketenflexibiliteit: De flexibiliteit van ketens wordt bepaald door de draaibaarheid van de hoofdketen
als ook door de beïnvloeding van de zijgroepen. De draaibaarheid van de hoofdketen wordt bepaald
door de potentiaalbarrières.
Bij bijvoorbeeld een alkeen of alkyn is de hoofdketen star. Echter de bewegelijkheid voor de zijgroep
wordt aanzienlijk verhoogd!
