Chemie - Kunststoffen Flashcards
(126 cards)
1
Q
Wat zijn macromoleculen of polymeren?
A
grote moleculen van kunststoffen
-> ze werden verkregen door een aaneenschakeling van kleine moleculen
2
Q
Hoe verkrijg je macromoleculen of polymeren?
A
door een aaneenschakeling van kleine moleculen (= monomeren)
3
Q
ander woord voor macromoleculen?
A
polymeren
4
Q
Wat zijn monomeren
A
kleine moleculen die als bouwstenen dienen voor polymeren en via polymerisatie kunnen verbinden tot lange ketens
5
Q
Met wat en wanneer kwam Leo Baekeland af?
A
Met de productie van bakeliet 1909
=> begin tijdperk vd synthetische kunststoffen of plastics
6
Q
Welke kunststof was er tussen 1909 en de 2e WO alleen?
A
bakeliet
7
Q
Op basis van wat wordt bakeliet gemaakt?
A
op basis van fenol en formaldehyde
8
Q
Waarom werd bakeliet een lange tijd uitsluitend gebruikt in de elektrotechniek?
A
doordat het een groot isolerend vermogen heeft
9
Q
Wat is kunstof?
A
de term voor stoffen die aan 3 voorwaarden voldoen:
- altijd organische stoffen
- opgebouwd uit heel grote moleculen (macromoleculen of polymeren)
- ontstaan mbv een chemische reactie (uit monomeren, meestal gehaald uit aardolie, aardgas of steenkool)
10
Q
Aan welke 3 voorwaarden moeten stoffen voldoen om gezien te worden als kunststof?
A
- altijd organische stoffen
- opgebouwd uit heel grote moleculen (duizenden atomen zijn zeker geen uitzondering) -> macromoleculen of polymeren
- ontstaan mbv een chemische reactie (uit monomeren, meestal gehaald uit aardolie, aardgas of steenkool)
11
Q
Uit wat zijn kunststoffen opgebouwd?
A
uit macromoleculen
12
Q
Zijn macromoleculen kunsstoffen?
A
niet noodzakekelijk
13
Q
Tussen welke 3 categorieën maken we een onderscheid bij macromoleculen?
A
- natuurlijke macoromoleculaire stoffen
- gewijzigde natuurlijke stoffen (halfsynthetische stoffen)
- synthetische macromoleculaire stoffen (volsynthetische stoffen)
14
Q
Waar komen natuurlijke macromoleculaire stoffen voor en wat zijn ze?
A
in levende organismen
=> natuurlijke grondstoffen
15
Q
Wat zijn voorbeelden van natuurlijke macormoleculaire stoffen? (minstens 1 kunnen geven)
A
- cellulose (hout, stro)
- zetmeel
- katoen
- hoorn (harde eiwitstoffen)
- hars
- rubber (uit de heveaboom)
- eiwitten (hemoglobine, albumine)
- DNA
- RNA
16
Q
Wat zijn gewijzigde natuurlijke stoffen (halfsynthetische stoffen)?
A
Stoffen waardoor er door een bepaalde scheikundige reactie, de structuur vd natuurlijke macromoleculaire stof gewijzigd wordt.
17
Q
Wat zijn voorbeelden van gewijzigde natuurlijke stoffen (halfsynthetische stoffen)? -> minstens 1 kunnen geven
A
- door katoen te behandelen met waterstofnitraat wordt een nieuwe stof gevormd: schietkatoen
-> om dat heel explosieve materiaal ongevaarlijk te maken, wordt het opgelost in een mengsel v kamfer en ethanol. Op die manier ontstaat de halfsynthetische stof celluloid (oa gebruikt in knopen en pinpongballetjes) - gevulkaniseerd rubber (natuurlijk rubber behandeld met zwavel)
- viscose (uit cellulose)
- kunsthoorn (uit het melkeiwit caseïne)
18
Q
Wat zijn synthetische macromoleculaire stoffen (volsynthetische stoffen)?
A
Stoffen die niet id natuur voorkomen, maar volledig in laboratoria aangemaakt ofwel industrieel gesynthetiseerd worden
= kunststoffen of polymeren
19
Q
Waarom gebruiken we liever de term kunststof of polymeer en niet plastic?
A
omdat plastic zeer specifiek is
20
Q
Wat zijn voorbeelden van synthetische macromoleculaire stoffen (volsynthetische stoffen)? -> minstens 1 kunnen geven
A
- PE
- PVS
- PET
- Gore-Tex (R)
- …
21
Q
Wat vormt er de basis voor de kunsstifproductie?
A
natuurlijke grondstoffen zoals cellulose, aardolie en aardgas
22
Q
Wat is de belangrijkste grondstof voor de synthese van kunststoffen?
A
aardolie
23
Q
Wat is aardolie?
A
een mengsel van verschillende koolwaterstoffen
een natuurlijke grondstof
24
Q
Leg het proces uit waardoor je aardolie kan gebruiken voor de productie van kunststoffen.
A
Raffinage: ruwe aardolie wordt gescheiden en verwerkt tot bruikbare componenten
-> vooral de lichte fracties zijn belangrijk voor de productie v polymeren
25
Hoeveel procent gebruikt de kunststofindustrie maar vd totale hoeveelheid aardolieproducten die de raffinaderij verlaat?
maar 4%
26
Wat is zetmeel?
een natuurlijke macromolecule die bestaat uit een aaneenschakeling v 300 tot 600 glucosemoleculen
27
Wat is glucose in zetmeel?
de telkens weerkerende eenheid = een monomeer
(Gr. mono=1, meros=eenheid)
28
Zetmeel is een aaneenschakeling van een reeks monomeren (glucosemoleculen). Is zetmeel dan een mono- of polymeer?
polymeer
-> Gr. poly=veel
29
Welke 2 eigenschappen moeten monomeren hebben voor de synthese van macromoleculen voor het vervaardigen van kunststoffen?
- moeten eenvoudige structuur hebben
- moeten een hoge reactiviteit bezitten
-> licht onverzadigde organische verbindingen zoals alkenen voldoen daaraan
30
Wat zijn voorbeelden van veel gebruikte monomeren bij de synthese van macromoleculen voor het vervaardigen van kunststoffen?
etheen en propeen
-> want zijn licht onverzadigde organische verbindingen (alkenen)
31
Wat is de elementaire bouwsteen van polyetheen?
het monomeer etheen
32
Hoe krijg je polyetheen?
Door het openbreken van de dubbele binding in etheen kunnen lange ketens gevormd worden.
Deze lange ketens noemen we macromoleculen of polymeren (=polyetheen). (vormen soort spaghettistructuur)
33
Als er gevraagd wordt: "Duid in onderstaande polymeer de structuureenheid aan". Wat moet je dan doen?
structuureenheid = monomeer
-> groepje dat telkens herhaald wordt in de keten omcirkelen
34
Voor wat staat PET?
PolyEtheenTereftalaat
35
Wat voor polymeren zijn eiwitten?
biopolymeren
36
Eiwitten zijn biopolymeren. Hoe noemen we de monomeren waaruit eiwitten zijn opgebouwd?
aminozuren
37
Zetmeel en cellulose zijn polysachariden (zie moleculen in levende materie), dus ook biopolymeren. Uit welk monomeer zijn zetmeel en cellulose opgebouwd?
glucose
38
Wat is polymerisatie?
Is het proces waarbij monomeren zich verbinden tot polymeren via additie- of condensatiereacties
39
Op welke 2 manieren kan de polymerisatie van kunststoffen verlopen?
- polyadditie
- polycondensatie
40
Wat is polyadditie?
Een aaneenschakeling van zeer veel monomeren tot 1 reuzemolecule
41
Welke 2 soorten van polyadditie zijn er?
- groep 1: de gebruikte monomeren zijn altijd kleine, eenvoudige, onverzadigde moleculen. De reactieve dubbele binding kan onder bepaalde omstandigheden gemakkelijk verbroken worden, zodat deze wordt omgezet in 2 enk bindingen die de monomeren onderling verbindt.
- groep 2: 2 verschillende stoffen met beide min 2 functionele groepen worden aan elkaar geschakeld. Deze reactie gebeurt x aantal keren na elkaar. Er ontstaan GEEN nevenproducten.
42
Welke 4 kunststoffen ontstaan er door polyadditie te doen door de reactieve dubbele binding vh monomeer te verbreken en die zo om te zetten in 2 enk bindingen die de monomeren onderling verbindt?
- polyehteen (PE)
- polypropeen (PP)
- polyvinylchloride (PVC)
- polystyreen (PS)
43
Uit wat ontstaat polyetheen?
uit het monomeer ehteen: C2H4
44
Geef de reactievgl weer die nodig was bij polyadditie om de kunststof polyetheen te krijgen.
n CH2 (dubbele binding) CH2
->
(-CH2-CH2-) n
45
Wat zijn de 5 kenmerken van polyetheen (PE)? -> allemaal te kennen!
- heel goed waterdicht en uitstekend bestand tegen oliën en vetten
- absoluut niet giftig
- bij verbranding ontstaan alleen CO2 en H2O
- doorlaatbaar voor gassen
- vrij goedkoop
46
Wat zijn toepassingen van polyetheen (PE)? -> min 3 kennen!
- emmers
- plastic zakjes
- draagtassen
- allerlei flessen vo huishoudproducten
47
Waarom en voor welke frisdrank kan polyetheen niet gebruikt worden voor de flessen van frisdrank?
Omdat het doorlaatbaar is voor gassen
-> kan dus niet gebruikt worden voor frisdranken die koolstofdioxide bevatten
48
Welke 2 vormen van polyetheen heb je en welke toepassing hoort bij beide?
- LDPE (lage dichtheid polyetheen)
- HDPE (hoge dichtheid polyetheen)
-> vooral plastic zakjes bestaan in de 2 versies
49
Uit wat ontstaat polypropeen?
uit het monomeer propeen: C3H6
50
Geef de reactievgl weer die nodig was bij polyadditie om de kunststof polypropeen te krijgen.
n CH2 (dubbele binding) CH
+ zijketen CH3
->
(-CH2-CH-)n
+ zijketen CH3
51
Wat zijn de 2 kenmerken van polypropeen? -> beide te kennen!
- PP is stijver en harder dan polyetheen
- steriliseerbaar met stoom
52
Wat zijn toepassingen van polypropeen? -> 3 kunnen geven!
- schroefdoppen op PE-flessen
- plastic kratten vo drankflessen
- stoelen
- tuinmeubelen
- autobatterijen
- tapijten
- plastic hoesjes te bescherming v bladen in ringmappen (id vorm van folie)
- medische sector (infusen, injectiespuiten)
53
Welke sector maakt er gebruik van PP doordat het steriliseerbaar is?
de medische sector (infusen, injectiespuiten)
54
Uit wat ontstaat polyvinylchloride (PVC)?
uit het monomeer vinylchloride: C2H3Cl
55
Geef de reactievgl weer die nodig was bij polyadditie om de kunststof polyvinylchloride te krijgen.
n CH2 (dubbele binding) CH
+ zijketen Cl
->
(-CH2-CH-) n
+ zijketen Cl
56
Wat zijn de 3 kenmerken van polyvinylchloride (PVC)? -> alle 3 te kennen!
- heel duurzaam
- vormvast
- ondoorlaatbaar voor gas, olie, vet en aroma
57
Wat zijn toepassingen van PVC? -> min 3 kunnen geven!
- verwerkt in afvoerleidingen
- verwerkt in dakgoten
- verwerkt in golfplaten
- verwerkt in omlijstingen v ramen
58
Wat kan je toevoegen aan PVC om het zachter te maken? Welke toepassingen krijgt het dan?
-> weekmakers:
vloerbekleding, tuinslangen, isolatie v elektrische leidingen
59
Uit wat ontstaat polystyreen?
monomeer styreen (structuur zie boek p.9)
60
Wat zijn de 2 kenmerken van polystyreen? -> beide te kennen!
- glashelder
- broos en krasgevoelig
61
Wat zijn toepassingen van polystyreen (PS)? -> min 3 kunnen geven!
- goedkope plastic dozen
- wegwerpbestekken
- wegwerpkoffiebekers
- transparante platen (voor tekendriehoeken, latten, ...)
62
In wat verandert polystyreen gemakkelijk en welke toepassingen heeft het dan?
laat zich makkelijk 'schuimen' tot piepschuim (isomo)
-> verpakkings- of isolatiemateriaal
63
Welke kunststof krijg je door polyadditie te doen waarbij je 2 versch stoffen met beide min 2 functionele groepen aan elkaar schakelt (gebeurt x aantal keren na elkaar)?
polyurethaan (PUR)
64
Wat is de toepassing van polyurethaan?
isolatiemateriaal
65
Wat is het enige dat je krijgt bij polyadditie (groep 1 enof 2)?
enkel een polymeer
-> geen nevenproducten!
66
Hoe ontstaan macromoleculen door polycondensatie?
als monomeren onderling binden onder afsplitsing ve kleine molecule (bv water)
67
Wat is de voorwaarde voor dat macromoleculen ontstaan door polycondensatie?
de monomeren moeten min 2 functionele groepen bezitten die onderling kunnen reageren
68
Welke 2 kunststoffen hebben we gezien dat door polycondensatie ontstaan?
- polyamide (PA)
- polyethyleentereftalaat (PET)
69
Wat zijn de 2 kenmerken van polyamide (PA)?
- taai, stek en slijtvast
- hebben een lage wrijving
70
Wat zijn toepassingen van polyamide (PA)? -> min 3 kennen!
- tandwielen
- schroeven
- bouten
- pluggen
- kousen
71
Wat zijn de 2 kenmerken van polyethyleentereftalaat (PET)?
- transparant
- niet doorlaatbaar voor gassen
72
Wat zijn toepassingen van polyethyleentereftalaat (PET)? -> min 3 kennen!
- flessen die frisdrank met koolstofdioxide bevatten
- zeilen
- touwen
- tandwielen
- auto-onderdelen
- banden voor video en audio
- vezels
- fleece uit gerecycleerde PET-flessen
73
Welke 7 gemeenschappelijke kenmerken hebben kunststoffen?
VLSGORD
- licht
- sterk
- roesten niet
- kunnen in allerlei vormen gemaakt worden
- kunnen vlot gekleurd worden
- duurzaam
- vergen geen onderhoud
74
Op basis van belangrijke verschillen, kunnen we kunststoffen onderverdelen in 3 grote groepen. Welke?
- thermoplasten
- thermoharders
- elastomeren
75
Hoe noem je kunststoffen die boven een bepaalde temperatuur week beginnen te worden (plastisch)?
thermoplasten
76
Hoeveel procent vd gebruikte kunststoffen zijn thermoplasten?
85%
77
Hoe komt het dat thermoplasten bij verwarming telkens opnieuw vervormd worden?
doordat de molecuulketens onderling niet met elkaar verbonden zijn
78
Hoe is de structuur van de macromoleculen bij thermoplasten?
zijn lineair of vertakt zoals struiken
79
Wat zijn voorbeelden van thermoplasten? (5)
- polyetheen (PE)
- polyvinylchloride (PVC)
- polypropeen (PP)
- polyetyleentereftalaat (PET)
- nylon
80
Hoe noem je kunststoffen die bij een voldoende hoge temperatuur verwarmd worden, verbranden?
thermoharders
81
Wat geeft thermoharders hun eigenschap van dat ze verbranden bij een voldoende hoge temp?
daarbij vormen de macromoleculen een net met nauwe mazen en vormen een starre structuur.
De molecuulketens zijn met elkaar verbonden en ze kunnen niet meer verschuiven tov elkaar.
82
Wat zijn 4 voorbeelden van thermoharders?
- formaldehydehars
- epoxyhars
- polyurethaan
- bakeliet
83
Wat zijn elastomeren?
deze kunststoffen zijn rubberachtig en hebben een grote elasticiteit
84
Hoe nemen elastomeren na uitrekken of indrukken steeds weer hun oorspronkelijke plaats in?
thermische beweging
85
Wat geeft elastomeren hun eigenschap dat ze rubberachtig zijn en een grote elasticiteit hebben?
Bij elastomeren zijn de macromoleculen 3D grofmazig met elkaar verbonden.
Bij het uitrekken van een elastiekje schuiven de verschillende molecuulketens over elkaar, maar de netverbindingen zorgen ervoor dat de ketens opnieuw hun oorspronkelijke vorm aannemen zodra de kracht wegvalt.
86
Wat is een voorbeeld van elastomeren? Leg uit.
Rubber ontstaat door polymerisatie v moleculen met 2 dubbele bindingen. Na polymerisatie blijven er in de keten dubbele bindingen tussen de C-atomen over.
Door toevoeging v zwavel (vulkanisatie) kunnen een aantal vd bindingen disulfidebruggen vormen met naburige ketens.
Als rubber verzadigd wordt met zwavel verkrijgen we eboniet, een heel hard materiaal (thermoharder).
87
Wat is duurzame of groene chemie?
richt zich op het verminderen vd impact op het milieu en de volksgezondheid door de ontwikkeling v milieuvriendelijke processen vo productie v chemicaliën, materialen en producten.
88
Wat zijn enkele voorbeelden van duurzame of groene chemie?
- gebruik v hernieuwbare grondstoffen
- een optimaal afvalbeleid
- vermindering vd uitstoot v schadelijke stoffen zijn enkele voorbeelden
89
Hoe verschilt circulaire chemie van duurzame chemie?
op vlak v hun focus:
-> circ = wilt men afval minimaliseren, afvalstoffen omzetten in waardevolle producten en chemische producten hergebruiken
90
Wanneer spreken we over cradle-to-grave?
Wanneer producten worden gebruikt en nadien als afval beschouwd worden
91
Wat is verborgen afval?
afval die ontstaat bij de productie van consumptiegoederen
92
Wat is urban mining?
bij de afbraak v producten wordt geprobeerd om zoveel mogelijk grondstoffen te recupereren
93
Waarom zijn de meeste plasticsoorten niet of nauwelijks afbreekbaar?
doordat de meest gemaakt worden uit aardolie
94
Waarom is recycleren van kunststoffen gemaakt uit aardolie een must?
omdat ze niet passen in het concept vd huidige duurzame chemie
95
Wat is mechanische recyclage?
de meest eenvoudige manier om kunststoffen te recycleren:
het plastic afval wordt mechanisch vermalen en gesmolten
-> op die manier worden er korrels gemaakt die gebruikt worden voor nieuwe toepassingen of in een nieuwe vorm gegoten of geperst worden (extrusie)
96
Wat is extrusie?
uit korrels van plastic die in een nieuwe vorm te gieten of te persen
97
Voor welke soort kunststoffen is mechanische recyclage zeer interessant?
voor thermoplasten
98
Wat is de voorwaarde voor kunststoffen die ze willen recycleren op basis van mechanische recyclage?
moet zuiver zijn en dus slechts uit 1 soort kunststof bestaan
99
Voor wat wordt het materiaal dat ze krijgen uit de hoogwaardige recyclage van PET-flessen gebruikt?
als grondstof voor de productie v hetzelfde product of voor de productie v fleece
100
Zijn PET-flessen lineair of circulair?
circulair: na verwerking wordt het materiaal opnieuw gebruikt als grondstof voor de productie v hetzelfde product of voor de productie van fleece
101
Hoe draagt recyclage bij aan de vermindering v milieuschade?
doordat er minder CO2-uitstoot is dan bij de productie v nieuwe grondstoffen
102
Waarom is de milieuwinst bij recyclage op dit moment laag? Waar zouden we een oplossing kunnen vinden?
- afval is niet zuiver genoeg (de scheiding vd kunststoffen is voorlopig nog te moeilijk) -> hierdoor kost de recyclage te veel en is de milieuwinst eig te laag
- oplossing: chemische recyclage
103
Wat gebeurt er bij het proces van chemische recyclage? (3)
- de chemische structuur vh kunststofafval wordt veranderd
- het kunststof wordt terug afgebroken tot kleinere ketens v monomeren
- ontstaan v wassen (groep vetachtige stoffen die smelten boven de 40°C), oliën (vetten vl bij kamertemp) of soms zelfs de originele monomeren
104
Welke 4 verschillende technieken v chemische recyclage bestaan er?
- pyrolyse
- vergassing
- depolymerisatie
- chemolyse
105
Is chemische recyclage al goed aan het draaien hier in België?
nee.
106
Wat is de toekomst van recyclage?
een combinatie v mechanische en chemische recyclage
107
Op wat zet men nu hard in om het probleem rond recyclage en het gebruik v fossiele grondstoffen te vermijden?
op bioplastics
108
Welke 2 grote groepen worden er bedoeld met bioplastics?
- polymeren afgeleid uit hernieuwbare grondstoffen (biogebaseerde kunststoffen)
- polymeren met een bio-functionaliteit (biologisch afbreekbaar of composteerbaar)
109
Welke 2 kunststoffen vallen er onder 'polymeren met een bio-functionaliteit (biologisch afbreekbaar of composteerbaar)' bij bioplastics?
- kunststoffen voor biomedische toepassingen (zijn dus compatibel met het menselijke lichaam)
- kunststoffen die kunnen biodegraderen
110
Is een bioplastic altijd biologisch afbreekbaar?
nee
111
Wanneer spreken we over biogebaseerde kunststoffen?
wanneer men voor de productie ve kunststof gebruikt maakt v biomassa v bv maiszetmeel, suikerriet of cellulose.
112
Wie heeft de grootste CO2-afdruk: biogebaseerde kunststoffen of klassieke kunststoffen?
klassieke kunststoffen
-> biogebaseerde maken gebruik v duurzame grondstoffen
113
Welk proces gaan kunststoffen door wanneer ze biologisch afbreekbaar zijn?
een proces waarbij micro-organismen materialen omzetten in natuurlijke processen, zoals water, koolstofdioxide en compost
114
Tussen welke 3 dingen wordt onderscheidt gemaakt bij biologische afbreekbare kunststoffen?
- desintegratie
- biodegradatie
- composteerbaarheid
115
Wat zijn 3 voorbeelden van composteerbare kunststoffen?
- EverCorn Resin
- Ecoflex
- polyhydroxyalkanoaten, zoals het polymelkzuur
116
Wat is PLA?
- polyactic acid of polymelkzuur
- duurzaam,polymeer vervaardigd uit hernieuwbare grondstoffen
- veelzijdig en composteerbaar
117
Welke 3 factoren maken PLA een duurzaam polymeer? (min 3 kennen!)
- minder fossiele brandstoffen
- minder uitstoot v broeikasgassen
- alternatieven id afvalfase
118
Leg uit waarom minder fossiele brandstoffen een factor is van waarom PLA een duurzaam polymeer is.
- traditionele polymeren gebruiken de beperkte reserves aan olie en aardgas als grondstof
- grondstoffen PLA zijn hernieuwbaar
-> ong derde vd voor PLA vereiste hoeveelheid energie is afkomstig uit deze hernieuwbare grondstoffen
119
Leg uit waarom minder minder uitstoot v broeikasgassen een factor is van waarom PLA een duurzaam polymeer is.
- CO2 draagt waarschijnlijk het sterkst bij tot de opwarming vd aarde
- tijdens productie v landbouwgewassen wordt CO2 uit de lucht vastgelegd, waardoor gerekend over de gehele levenscyclus , PLA minder broeikasgassen produceren
120
Leg uit waarom alternatieven id afvalfase een factor is van waarom PLA een duurzaam polymeer is.
- id afvalfase zijn prodcuten vervaardigd uit PLA te verwerken via de traditionele methoden, zoals verbranding, storten en mechanische recycling.
- Daarnaast kunnen ze ook worden gecomposteerd
121
Nakijken 1e en 2e generatie van PLA!!
!!
122
Wat zijn 3 toepassingen van PLA?
- chirurgische hechtdraad
- transparante folie
- matrassen
123
Welk ecologische voordeel hebben bioplastics? (in theorie)
dat de koolwaterstofverbindingen gevormd worden uit CO2 onttrokken ad atmosfeer via fotosynthese
-> indien de materialen verbrand worden, komt de originele CO2 gewoonweg vrij
124
Wat is de ecologische kijk op bioplastics in de realiteit?
de productie en verwerking vragen nog steeds energie, die niet altijd uit hernieuwbare grondstoffen wordt verkregen, en hebben dus een mogelijke milieu-impact
125
Wat is er meer vervuilend bij de productie: bioplastics of de klassieke kunststoffen?
bioplastics
126
Wat zijn 3 nadelen vd huidige bioplastics?
- geen enkel plastic is 100% composteerbaar
- zeemilieu: biologische afbreekbaarheid nog niet aangetoond
- productie is nog altijd afhankelijk v fossiele brandstoffen
