Resume

Samenvatting Polymeerchemie II: Industriële polymeren [UCLL]

2 fois vendu

Cours
Polymeerchemie II (MBC78B)

Établissement
UC Leuven-Limburg

Digitale samenvatting van het vak Polymeerchemie II gegeven in het 3e jaar voor de Professionele Bachelor in de Chemie aan de UCLL te Leuven.

[Montrer plus]

Aperçu 4 sur 40 pages

Voir l'exemple

Publié le 13 janvier 2024
Nombre de pages 40
Écrit en 2021/2022
Type Resume

Pell Membre depuis 1 année 24 documents vendus

€7,79

Ajouter au panier

Enregistrer

Garantie de satisfaction à 100%
Disponible immédiatement après paiement
En ligne et en PDF
Tu n'es attaché à rien

Samenvatting polymeerchemie
1. Composieten
Composiet = combinatie van twee materialen (vezels en hars)  Superieure mechanische
eigenschappen zoals meet treksterkte en stijfheid

De vezel in een composiet wordt op zijn plaats gehouden door de polymeermatrix of hars en zorgt
voor betere treksterkte, stijfheid en minder gewicht.
Kan ook andere eigenschappen hebben: goede trildemping, lage thermische uitzettingscoëfficiënt,
grote weerstand tegen vermoeidheid; resistentie tegen extreme T, corrosie en slijtage.

Matrix of hars: Thermoplast of thermoset  lage treksterkte, taai en vervormbaar

Vezels: koolstof-, glas-, aramide-, polymeer- of natuurlijke vezels  bros maar hoge treksterkte

 Glasvezels: >50 m% silicazand
o Oudste vezels. Zwaarder, minder stijf maar slagvast en grote treksterkte
o Gesmolten en getrokken tot filamenten  bundels zijn strengen  roving (niet
getwiste strengen) of garen (gedraaide strengen)
 Koolstofvezels (meest gebruikt)
o Bros, corrosiegevoelig maar zeer sterk
o Twee staps productie via precursors
 Aramidevezels
o Zeer slagvast
 Polyethyleenvezels
o Zeer licht, zeer slagvast, antiballistische eigenschappen, lage diëlektrische constante
 Polypropeenvezels
o Licht, taai, slagvast, trillingsdempend
 Vezelhybriden
o Eigenschappen van verschillende vezels: ofwel 90° of 0° geweven
 Natuurlijke vezels
o Zeer laag gewicht, ‘groene’ kenmerken: recycleerbaar, biologisch afbreekbaar,
hernieuwbaar en koolstofneutraal

Factoren voor optimale vezelversterking

1) Diameter

Kleine diameter  groter vezeloppervlak  betere verdeling spanning over de matrix
 hogere treksterkte en stijfheid

2) Vezellengte

Lange vezels: zeer grote sterkte en stijfheid, hoge kerfslagsterkte, licht gewicht, zéér lage en cte kruip
Breuk blijft beperkt tot de vezel.

Korte vezels: gemakkelijker productieproces, maar minder spanning (lagere stijfheid en treksterkte).
Breuk ver weg van vezel in de matrix of tss matrix en vezel.

1

, Lange vezels  hogere stijfheid
boven Tg  goede prestatie zonder
week te worden bij hoge T

Lange vezels zéér lage en cte kruip
 goede prestatie zonder week te
worden bij hoge T

Kleine vervorming onmiddellijk na
aanleggen spanning

Kritische vezellengte lc = de lengte waarbij breuk in de vezel optreedt
Versterkende vezels moeten minstens deze lengte hebben om een composietmateriaal maximaal te
versterken.

3) Adhesie

Adhesie = de goede hechting tussen vezel en matrix aan het grensoppervlak. Hoe langer de vezel,
hoe beter de adhesie tss vezel en matrix.

 Voorbereiding vezeloppervlak (coating) is gunstig  verbetert de vezel/metrix binding en
beschermt tegen slijtage en breuk
 Koppelingsagentia bv: organosilaan  verbetert zwakke adhesiekrachten aan het grensopp.

-OCH3 reageert met anorganisch component (vezel)

-NH2 reageert met organisch component (hars)

Wetout = verzadiging vezelbundel met hars

 Zwakke interactie: hoge kritische vezellengte want vezel is stijver dan matrix en kan meer
spanning opnemen
 Sterkte interactie: lage kritische vezellengte is genoeg

𝑙 = d = vezeldiameter, τc = grensvlakspanning, σf = trekspanning

4) Vezel-volumefractie

= de verhouding tussen de vezel en het hars

Hoe groter vezel-volumefractie in een volumefragment  dichte pakking (geen luchtbellen)
 betere mechanische eigenschappen (treksterkte en stijfheid)

2

,5) Vezeldispersie

= verdeling van de vezels in de matrix

Als ze slecht verdeeld zijn  samenklitten  zwakke mechanische eigenschappen

Hoge roersnelheid zorgt voor betere dispersie maar ook voor meer ketenbreuk  compromis

Geometrie en oriëntatie vezels

 Matten
o Niet-weven
o Kortgehakte vezels die samen worden gehouden door chemisch bindmiddel 
willekeurig verdeeld over matrix  isotrope eigenschappen (=in alle richtingen
dezelfde sterkte)
 Weefsel
o Draden die over en onder elkaar gaan  krimpt  lagere treksterkte (komt omdat
vezels strekken bij het rekken waardoor er spanning komt)
o Bidirectioneel  goede mechanische eigenschappen in de richting van de garen en
goede drapeerbaarheid en lage krimp
 Drapeerbaarheid = gemak waarmee het weefsel een vorm aanneemt
 Krimp = de bochtigheid van de vezel in een weefsel
 Multi-axiaal
o Niet geweven
o Verschillende unidirectionele vezellagen boven elkaar
o Buigzamer dan weefsel  hogere treksterkte
 Unidirectioneel
o >75% vezels liggen in één richting  anisotrope eigenschappen (= verschillende
eigenschappen in andere richtingen)
o Beste mechanische eigenschappen in de richting vd vezels (0°) = vezelgedomineerd
o Heel zwakke mechanische eig loodrecht op de vezels (90°) = matrixgedomineerd
 Prepregs
o Met hars (thermoplast of thermoset) geïmpregneerde vezelvormen (geen extra hars
nodig)
o Voordelen:
 Opslagmogelijkheden in deels uitgeharde toestand tot ze nodig zijn
 Vezels zijn volgens bepaald patroon uitgelijnd  goede mechanische eig
 Minder afval
 Uniformiteit en herhaalbaarheid van geproduceerde onderdelen
 Automatisch leggen: kostenverlagend en productiesnelheid verhogend
 Enkel uitharden in autoclaaf

Oefeningen p13 dia 25

3

, Verschillende harsen

De matrix of hars dient om vezels op de juiste plaats en in de juiste oriëntatie houden zodat er geen
breuk optreedt. De matrix wordt beschermd tegen corrosie door een gellaag aan te brengen.

Een hars dient taai te zijn (door groot opp.) en moet een hoge breukrek hebben.
Taaiheid = weerstand tegen scheurvorming en scheurpropagatie.
Treksterkte = maximale spanning dat een materiaal kan weerstaan tot vezelbreuk

Thermoharders

Thermoharders vormen door een in situ chemische reactie waar het hard en een hardner gemengd
worden  ontstaan van chemische cross links of dwarsbruggen tussen polymeerketens. Een
thermoharder wordt nooit meer vloeibaar, maar verliest wel mechanische eig bij hogere
temperaturen Tg.

1) Polyester harsen
 Visceuze, bleekgekleurde vloeistoffen opgelost in styreen
 Styreen zorgt voor: verlaging van de viscositeit (meer hanteerbaar hars) en als curing agent
dat helpt bij de uitharding van de oplossing tot een vast product door verschillende
polyesterketens met elkaar te verbinden (zonder nevenproducten)
 Gebruikt in: rubberen bootjes, containerschepen, jachten

2) Vinylesterharsen
 Taaier en elastischer dan polyesterharsen
 Minder estergroepen dan polyesterharsen  beter waterbestendig
 Enkele dubbele bindingen en estergroepen op het einde
 Gebruikt in: pijpleidingen, chemische opslagtanks

3) Epoxyharsen
 Geen estergroepen  waterbestendig
 Goede adhesie
 Hogere stijfheid en treksterkte
 Taaier dan vinylester en polyesterharsen
 Meer warmtebestendig
 Hardend uit door sec. of tert. Amines (hardner)
 Gebruikt in: laminaat of coating voor gehydrolyseerde polyesterharsen

Thermoplasten

Thermoplasten hebben goede eigenschappen, waardevolle vervanger voor metalen maar wegen
minder. Bij verhitting worden ze zachter en kunnen ze opnieuw gevormd worden zonder verlies van
mechanische eigenschappen.

Commercieel: PE, PP, PET: goedkoop, lage verwerkingstemperaturen, beperkte hittebestendig

Hoogwaardige: PEEK, PES, PEI: duurder, bestand tegen zéér hoge T, vochtbestendig na uitharding

4

Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:

Qualité garantie par les avis des clients

Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.

L’achat facile et rapide

Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.

Focus sur l’essentiel

Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.

Foire aux questions

Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?

Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.

Garantie de remboursement : comment ça marche ?

Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.

Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?

Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur Pell. Stuvia facilite les paiements au vendeur.