InfoNu.nl > Wetenschap > Scheikunde > Polymeren en polymerisatie

Polymeren en polymerisatie

Polymeren en polymerisatie Een polymeer is een keten van zichzelf herhalende moleculen. De moleculen die steeds herhaald worden en dus de basis vormen voor zo'n keten, worden ook wel monomeren genoemd. Polymeren kunnen ontzettend lang zijn: vaak bestaan ze uit wel duizenden monomeren! In het dagelijks leven kennen we polymeren vooral als plastics, maar ook eiwitten en koolhydraten zijn voorbeelden van polymeren.

Vorming van polymeren

Polymeren kunnen op verschillende manieren ontstaan. Over het algemeen wordt in de scheikunde onderscheid gemaakt tussen de additiepolymerisatie en condensatiepolymerisatie.

Additiepolymerisatie

Een voorwaarde voor additiepolymerisatie is dat er sprake moet zijn van onverzadigde monomeren, dus moleculen waar tenminste één dubbele of driedubbele binding aanwezig is (alkenen en alkynen). De dubbele binding springt open; hierdoor kunnen de moleculen zich aan elkaar binden en ontstaat er een lange keten van moleculen. Je kunt additiepolymerisatie vergelijken met een kralenketting, waarbij de kralen de monomeren zijn.

Condensatiepolymerisatie

Voor condensatiepolymerisatie zijn twee functionele groepen nodig: vaak zijn dit zuren, alcoholen en aminen. Bij dit type polymerisatie gaan de moleculen een reactie aan, waarbij er een molecuul wordt afgesplitst.
Een voorbeeld hiervan is de ester-vorming uit een zuur en een alcohol, waarbij een watermolecuul (H2O) vrijkomt. Hierdoor ontstaat er een lange keten van esters In dit geval wordt de polymeer die ontstaat een "polyerster" genoemd.

Voorbeeld van een verestering / Bron: Smokefoot / Wikimedia CommonsVoorbeeld van een verestering / Bron: Smokefoot / Wikimedia Commons

Thermoplasten en thermoharders

Polymeren kunnen niet alleen onderscheiden worden op basis van hun ontstaan. Binnen de chemie wordt ook regelmatig onderscheid gemaakt tussen polymeren die thermoharders zijn, en polymeren die thermoplasten zijn.

Thermoplasten

Thermoplasten zijn materialen, bestaande uit polymeren, die zacht worden bij verhitting. Vaak wordt hierbij de vergelijking gemaakt met spaghetti: een streng spaghetti stelt hierbij een polymeer voor. Wanneer de spaghetti verwarmd wordt, zal het zachter worden: dit is met thermoplasten ook het geval. En net als bij een bord spaghetti blijven de polymeren los van elkaar: ze zijn hooguit verstrengeld. De ketens zijn met elkaar verbonden door middel van zogenaamde vanderwaalsbindingen, die makkelijk verbreken bij opwarmen. Dit is dan ook de reden dat thermoplasten zo makkelijk smelten bij verhitting.

Doordat thermoplasten zachter worden bij verhitting, kunnen ze makkelijk in vorm gebracht worden. Ook kunnen thermoplasten makkelijk gerecycled worden: het materiaal kan simpelweg verhit, gesmolten en opnieuw gevormd worden. Bekende voorbeelden van thermoplasten zijn acryl en PVC.

Thermoharders

In tegenstelling tot thermoplasten, blijven thermoharders hard als ze verhit worden.Ook als je naar de structuur kijkt van thermoharders, zie je dat ze heel anders zijn dan thermoplasten: waar de polymeren bij thermoplasten niet met elkaar verbonden zijn, zijn de polymeren bij thermoharders dat wel. Er is als het ware sprake van een netwerk van ketens. De dwarsverbindingen tussen de ketens is veel moeilijker te verbreken dan de vanderwaalsbindingen bij thermoplasten: dit verklaart waarom thermoharders niet smelten bij verhitting.

Thermoharders zijn moeilijker toepasbaar dan thermoplasten: eenmaal gevormd, blijft het materiaal dezelfde vorm behouden en is niet meer om te smelten. Een bekend voorbeeld van een thermoharder is bakeliet.

Bij thermoplasten zijn de polymeerketens niet onderling verbondenBij thermoplasten zijn de polymeerketens niet onderling verbonden
Bij thermoharders zijn er verbindingen tussen de polymeerketensBij thermoharders zijn er verbindingen tussen de polymeerketens

Natuurlijk en synthetisch

Een andere manier om polymeren in te delen in categorieën, is door te kijken naar hun herkomst. Er wordt hierbij onderscheid gemaakt tussen synthetische en natuurlijke polymeren.

Zoals de naam al doet vermoeden, orden synthetische polymeren kunstmatig vervaardigd. Alle plastics die we kennen zijn voorbeelden van synthetische polymeren. De meeste synthetische polymeren zijn additiepolymeren.
Natuurlijke polymeren, ook wel biopolymeren genoemd, zijn polymeren van biologische oorsprong. Voorbeelden van natuurlijke polymeren zijn eiwitten en koolhydraten. Natuurlijke polymeren zijn meestal condensatieplolymeren.

Lees verder

© 2015 - 2017 Myrsky, het auteursrecht van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Polymerisatiereacties - Polyadditie en polycondensatiePolymerisatiereacties - Polyadditie en polycondensatieEen overeenkomst tussen een boterhamzakje en het toetsenbord is dat ze allebei gemaakt zijn van plastic, maar ze verschi…
Tips om condensatie te vermijden in de badkamerCondensatie is de vloek van iedere badkamer. De badkamer is de meest vochtige ruimte in onze woning doordat vocht heel g…
Organische stoffenOrganische stoffenEr zijn veel verschillende soorten organische stoffen, maar de belangrijkste zijn koolhydraten, lipiden, eiwitten en nuc…
De classificatie van materialenDe classificatie van materialenEr wordt door de modale mens waarschijnlijk nooit bij stil gestaan maar rondom ons bevindt zich een waaier aan materiale…
Condensatiekernen - essentieel voor het KlimaatCondensatiekernen - essentieel voor het KlimaatCondensatie is simpel gezegd het samensmelten van waterdampmoleculen. Hieruit ontstaan kleine druppeltjes die samen een…
Bronnen en referenties
  • "EtOAcImp" by Smokefoot - Own work. Licensed under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 via Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EtOAcImp.png#mediaviewer/File:EtOAcImp.png
  • Van der Vecht, J.R., Ris, C. (2009) Samengevat Scheikunde VWO, Thieme Meulenhoff, Zutphen.
  • Afbeelding bron 1: Smokefoot / Wikimedia Commons

Reageer op het artikel "Polymeren en polymerisatie"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Infoteur: Myrsky
Gepubliceerd: 23-04-2015
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Scheikunde
Special: Koolstofchemie
Bronnen en referenties: 3
Schrijf mee!