Samenvatting polymeercehmie H4 Filip Du Prez Ugent
10 views 0 purchase
Course
Polymeerchemie (C003988)
Institution
Universiteit Gent (UGent)
Samenvatting van laatste hoofdstuk in boek/cursus polymere (verwerking) van Filip du Prez Ugent. Ook samenvatting van H3: karakteristieken & eigenschappen polymeren beschikbaar.
POLYMEER DEEL IV:
VERWERKING & RECYCLAGE VAN POLYMEREN
1. Verwerking van polymeermaterialen: inleiding tot processen
Meestal bevatten polymeren additieven (kleurstoffen, weekmakers, stabilisatoren,…) → deze
moeten goed gemengd worden via
- Wals (2 draaiende rollen, verwarmd)
- Banbury menger
- Dubbelschroef extruder
Vaak gebruik van masterbatches = hoog-geconcentreerde mengsels van polymeren en additief die in
korrelvorm aangemaakt worden & die goed homogeen gemengd kunnen worden met zuiver
polymeer (opl voor probleem dat additief vaak andere vorm heeft dan polymeer zelf)
Meeste polymeren korrelvormig → vormgevingsproces
(1) plastisch maken
verwarmen nodig om voldoende vloeibaar (viscositeit moet laag genoeg zijn) te maken
→ amorf: tot boven glas-rubber overgang
→ kristallijn: tot boven smeltpunt
polymeren: laag warmtegeleidingsvermogen dus warmtetransport gaat traag
ontbinding van het polymeer vermijden (te hoge T) → deel van de benodigde warmte word
geleverd door inwendige wrijving tijdens transport van de deels plastisch geworden massa
via extra weerstanden die omzetting van mech E in Q via viscositeit bevorderen → snelle T
sprong realiseren → minimum gevaar op ontbinding
(2) transporteren van plastische massa
smeltviscositeit bepalend voor doorstroomsnelheid, opbrengst machine, Tstijging,..
viscositeit ↓ bij toenemende afschuifsnelheden (shear): kleine drukverhoging zorgt
vergroting doorgestroomde massa
(3) vormgeving
elasticiteit van de smelt → “melt fracture”
→ hoge doorstroomsnelheden ⇒ sterkte rubberelastische effecten ⇒ elastische terugvering
⇒ verkorting + verdikking vloeistofstroom bij verlagen uitstroomopening ⇒ elastische
deformaties kunnen plaatselijke breuk veroorzaken
(4) fixatie van de vorm
→ thermoplasten: afkoelen tot beneden glaspunt
→ kristallijne polymeren: afkoelen tot beneden smeltpunt
afkoelsnelheid bepaald kwaliteit + eig. eindproduct, smelt bereikt eindvorm in geörienteerde
of elastisch vervormde toestand
(a) langzame afkoeling: moleculaire oriëntaties relaxeren voor bereiken verstarringspunt
afkoelingstijd << relaxatietijd + slechte warmtegeleidbaarheid: oriëntatietoestand ingevroren
bij dunne voorwerpen/ buitenste laag
oriëntaties zorgen voor slechte vormstabiliteit bij hogere T + mechanische eigenschappen
anisotroop (slecht voor slagsterkte, soms voordelig gebruikt in vezels & folies)
1
, (b) voor kristallijne polymeren: snel afkoelen zorgt voor lagere kristalliniteit & fijnere
kristalstructuur → product minder stijf & broos + beter transparant
(5) Vulkanisatie (enkel voor rubbers)
• Om nodige vormstabiliteit te verkrijgen
• Verhit om vernettingsreactie te doen verlopen zodat uiteindelijke vorm blijvend is (en niet
zoals bij thermoplasten teniet kan worden gedaan door opnieuw verhitten)
Persen (compression moulding) [discontinu]
• Poeder/korrelvormig materiaal in
matrijs gebruikt
• Alle vormingsonderdelen simultaan
(geen transport nodig)
• Voor thermoharders & vulkanisatie
van rubbers
Spuitgieten (injection molding, RIM) [discontinu]
Polymeerkorrels via toevoertrechter in
verwarmde buis gebracht waarin plunjer
of Archimedes schroef zit die het
gesmolten polymeer (via hoge T) in de
matrijs spuit → hoge drukken vereist
(door hoge viscositeit)
• Discontinue techniek: 1 per 1 je
vormstuk maken
• Thermoplast = koude matrijs → fixatie
via afkoelen
• Thermoharders warme matrijs → fixatie via vernettingsreactie
• 2 types: plunjer of schroefmachine
Extrusie [continu]
• Polymeerkorrels via vultrechter in
warme extruder gebracht
• Warmte + hoge afschuifkrachten
zorgen voor smelten polymeer
• Archimedes schroef zorgt voor
continue persing van vloeibare
polymeer door spuitmond
(koeling gefixeerd hierna)
• L/D verhouding (lengte schroef/diameter schroef) belangrijke parameter voor extruder (10 - 30)
• Enkele of dubbele schroef → bepaalt hoe snel massa vooruitgaat & gesmolten wordt
Transportzone - compressiezone - pompzone
2
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller hannahmeuleman. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $2.69. You're not tied to anything after your purchase.
