Hoofdstuk 12: Materialen
Paragraaf 1:
Typen materiaaleigenschappen: Chemisch (hydrofiel), Elektrisch (soortelijke weerstand),
Mechanisch (hardheid, dichtheid), Optisch en akoestisch (voortplantingssnelheid),
Thermisch (smeltpunt)
* Een aantal (mechanische) materiaaleigenschappen worden genoemd in binas tabel 10B
Macroniveau: Beschrijving op waarneembaar niveau. Bv. kleur, hardheid, treksterkte
Mesoniveau: Grote groepen deeltjes die samen een geheel vormen die op macroniveau niet
waarneembaar is.
Microniveau: Beschrijving op deeltjesniveau. Met bijvoorbeeld atomen, ionen en moleculen.
4 hoofdgroepen materialen
- Metalen
Macro: Geleidbaar, hard, taai, vervormbaar, glanzend
Micro: Positieve atoomresten en vrije elektronen
Meso: Een rij metaalatomen schuift bij uitoefenen van kracht (breekt niet). Bij een
legering is het harder, omdat door verschil in diameter minder makkelijk geschoven
kan worden.
* Meso: Bij corrosie ontstaat een laagje chroom(lll)oxide als bescherming tegen
verdere corrosie.
- Keramiek:
Macro:Alle materialen die door verhitting blijvend hard zijn geworden. Het voorwerp
krimpt tijdens het bakproces.
Micro: Er gebeurt niks
Meso: Tijdens verhitting krijgen deeltjes meer ruimte, waardoor ze op sterkere
bindingssterkte gaan zitten. De onderlinge afstand tussen de deeltjes wordt kleiner
Natuurlijk klei is vervormbaar doordat het water bevat. Na drogen is het niet meer
vervormbaar, maar kan het dat nog wel gemaakt worden bij toevoeging van water.
Gebakken klei is niet meer vervormbaar.
Modern keramiek heeft een eenvoudigere microstructuur.
, Ionogeen keramiek: Bestaat uit ionen in een ionrooster. Zo hard als diamant
Covalente keramiek: Kristalrooster wordt bij elkaar gehouden door ionbindingen. Lijkt
helemaal op diamant.
- Polymeren
Macro: Vast bij kamertemperatuur. Micro: Lange polymeermoleculen kunnen sterke
vanderwaalsbindingen vormen.
Eigenschappen:
- Hoe langer de ketens, hoe sterker de vanderwaalsbindingen, hoe harder het
materiaal.
Polymerisatiegraad: Gemiddelde ketenlengte. Monomeer per
polymeermolecuul. Te berekenen: molaire massa monomeer delen door
molaire massa polymeer.
- Zijketens, verder van elkaar af, zwakkere vanderwaalskracht
- OH-groep, waterstofbruggen, water binden en materiaal sterker.
- Amorfe toestand, gekronkeld, afstand groot, vanderwaalskracht klein,
materiaal zacht en snel vloeibaar.
- Kristallijn, parallel, afstand klein, vanderwaalskracht groot, materiaal harder
en later vloeibaar.
- Weekmakers toevoegen, moleculen tussen polymeren, afstand groter,
vanderwaalsbinding kleiner, makkelijker bewegen, zacht en buigbaar
materiaal.
Thermoplast: Kan smelten door lineaire structuur. oplosbaar
Thermoharder: Kan niet smelten door crosslinks die voor netwerkstructuur zorgen.
niet oplosbaar
Elastomeer: Kan enigszins bewegen door klein aantal crosslinks.niet oplosbaar
- Composieten
Drukkracht zit bij een brug aan de bovenkant, trekkracht aan de onderkant.
Een metaal kan een hoge treksterkte verdragen. En beton een hoge drukspanning.
Een composiet combineert deze (gewapend beton) of andere eigenschappen. Het
bestaat uit twee of meer bestanddelen.
Bv. gewapend beton, vezelversterkende kunststoffen, witte pasta
Paragraaf 2:
Additiepolymeren: monomeren vormen samen een polymeer, hierdoor verdwijnt de dubbele
binding. n C2H4 →(C2H4)n
Naamgeving: poly + naam monomeer
Additiepolymerisatie is een radicaalreactie: (oncontroleerbaar)
- Initiatiefase: Er wordt een radicaal gevormd, ze zijn in staat een dubbele binding te
breken.
- Propagatiefase: Dubbele binding van molecuul wordt verbroken door radicaal met op
een nieuwe plek de losse elektron. Dit kan zo door blijven gaan.
- Terminatie Fase: De uiteinde met radicalen vinden elkaar en reageren met elkaar.
Pijltje van plek van afkomst naar nieuwe plek.
half pijltje bij een elektron, heel pijltje bij elektronenpaar.
