§5.1 'Kunststoffen'

§5.1 'Kunststoffen'

Van aardolie naar kunststof

Kunststoffen om je heen

Kunststoffen bestaan uit hele grote moleculen, ook wel macromoleculen genoemd. De belangrijkste grondstof voor het maken van deze macromoleculen is aardolie.

Jullie weten dat aardolie door middel van destillatie kan worden gescheiden in verschillende fracties. Voor het maken van kunststoffen wordt vooral de naftafractie gebruikt.

Uit de moleculen uit deze fractie kunnen macromoleculen gemaakt worden. Dit gebeurt in twee stappen: kraken en polymeriseren.

Kunststoffen (plastics) kom je in het dagelijks leven overal tegen.

Kraken

2

Polymeriseren

1

Eerst wordt de nafta 'gekraakt'. 'Kraken' betekent 'in stukken breken' (kapotmaken). Door de nafta sterk te verhitten, breken grote koolwaterstofmoleculen in stukken en ontstaan kleineren moleculen. Dit heet thermisch kraken.

Ook kan het kraken plaatsvinden in aanwezigheid van een katalysator, je spreekt dan van katalytisch kraken.

Kraken is een ontledingsreactie.

Etheenmoleculen zijn kleine moleculen. Onder bepaalde omstandigheden kunnen vele duizenden etheen-moleculen aan elkaar koppelen. Daarbij ontstaan enorm lange ketens.

Deze reactie kun je als volgt noteren:

n C H (g) (C H ) (s)

Het macromolecuul dat hierbij ontstaat, is polyetheen. Dit is een kunststof die onder andere gebruikt wordt voor het maken van plastic boterhamzakjes.

2 4 2 4 n

Bijzondere eigenschappen

5 12 3 8 2 4

Als bijvoorbeeld de stof pentaan gekraakt wordt, ontstaan propaan en etheen.

In woorden:

pentaan propaan + etheen

In formules:

C H C H + C H

In structuurformules:

Het gevormde etheen is geen alkaan. Een etheenmolecuul heeft evenveel C-atomen als een ethaanmolecuul, maar minder H-atomen. Etheen is een alkeen.

De naam polyetheen geeft aan polyetheenmoleculen uit heel veel etheenmoleculen bestaan (poly betekent 'veel').

Etheen is een voorbeeld van een monomeer (mono betekent 'één'). Naast etheen bestaan er nog veel meer monomeren die aan elkaar kunnen koppelen.

Dit soort reacties, waarbij veel monomeren aan elkaar gekoppeld worden, noemen we polymerisatiereacties.

Kunststoffen worden ook wel polymeren genoemd.

polypropeen polystyreen

Kunststoffen worden veelvuldig toegepast, omdat ze eigenschappen hebben die andere materialen niet hebben.

Zo zijn verpakkingen van plastic waterdicht en beter bestand tegen scheuren dan verpakkingen van papier en karton.

Kunststoffen zijn slechte geleiders van elektriciteit en warmte. Je kunt ze dus gebruiken als isolatoren voor elektriciteit en warmte.

Nadelen zijn dat veel kunststoffen (te) zacht worden bij hogere temperatuur en dat ze erg brandbaar zijn.

Begrippen §1

composiet

katalytisch kraken

kraken

macromoleculen

monomeer

polymeren

polymerisatiereacties

polymeriseren

thermisch kraken

Nieuwe kunststoffen

Er worden steeds weer nieuwe kunststoffen ontwikkeld met bepaalde eigenschappen.

Denk aan het kunstgras waar tegenwoordig veel op gevoetbald wordt, dat is nauwelijks meer te onderscheiden van echt gras en voldoet aan de hoge eisen aan een voetbalveld.

Er zijn zelfs kunststoffen ontwikkeld die elektriciteit kunnen geleiden. Deze kunnen bijvoorbeeld worden toegepast in elektronisch papier.

Wie weet staan over een aantal jaar ook al je schoolboeken op een velletje elektronisch papier.

Composieten

Kunststoffen kunnen gecombineerd worden met andere materialen. Op deze manier kun je de gewenste eigenschappen van een ander materiaal combineren met de eigenschappen van de kunststof.

Zo'n gecombineerd materiaal noemen we een composiet.

Veel kunststoffen zijn bijvoorbeeld wel heel flexibel, maar niet sterk. Door de kunststof te combineren met koolstof ontstaat een materiaal dat sterk, maar toch flexibel is. Dit materiaal wordt carbon genoemd.