bereiding van kunststoffen

Universitaire Campus 

Agoralaan, Gebouw B bus 4 

3590 Diepenbeek

Pagina 2 van 186




Deel1: BEREIDING VAN 

KUNSTSTOFFEN 

A) Bereiding van alleskleverlijm 

1) Materiaal 

· 1 veiligheidsbril 

· 1 weegbalans 

· 1 plastic weegschuitje 

· 2 gram polyvinylacetaat 

· 1 lepel 

· 1 bekerglas 50 ml 

· 1 glazen pipet 10 ml 

· 1 pipetpeer 

· 7,5 ml ethylacetaat 


· 1 verwarmingsplaat 

· 1 glazen roerstaaf 

· 1 stukje papier 

· 1 stukje kunststof 

· 1 stukje polystyreen 

2) Etiketten 

3) COS-brochure 

Volgens de COS-brochure mag deze proef uitgevoerd worden vanaf de 2 e graad in het 

secundair onderwijs als: 

· Demonstratieproef, uitgevoerd door de leerkracht. 

Pagina 6 van 186 

· Leerlingenproef in richtingen waar chemie niet als hoofdvak beschouwd kan worden.


· Leerlingenproef in richtingen waar chemie een hoofdvak is (vb: Techniek- 

Wetenschappen, Chemie, Biotechnische wetenschappen,…) 

4) Werkwijze 

· Breng 2 gram polyvinylacetaat en 7,5 ml ethylacetaat in een bekerglas van 100 ml. 

· Plaats het bekerglas op een verwarmingsplaat en roer de oplossing met de glazen roerstaaf.

· Verwarm ongeveer 5 minuten. 


· Het polyvinylacetaat lost langzaam op in de ethylacetaat. Er ontstaat een viskeuze vloeistof. 

· Test de (UHU)lijm met papier, kunststof en polystyreen. Deze stoffen kunnen aan elkaar vast 

gekleefd worden.

5) Theoretische achtergrond en reacties 


De meeste lijmen bestaan uit een aantal grondstoffen die vereenvoudigd in de volgende groepen 

kunnen worden ingedeeld: 

· Bindmiddel; 

· Vloeistof; 

· Toeslagstoffen 

Het bindmiddel is de basisgrondstof en zorgt voor de hechting. Het gaat daarbij vaak om 

hoogmoleculaire verbindingen. Omdat er heel veel te lijmen materialen zijn, zijn ook veel verschillende 

bindmiddelen nodig. Meestal zijn het synthetische grondstoffen, maar soms worden ook wel 

natuurlijke grondstoffen gebruikt, zoals zetmeel, caseïne en natuurrubber. Het bindmiddel bepaalt 

voor een belangrijk deel de lijmeigenschappen. Polyvinylacetaat doet dienst als het bindmiddel van de 

lijm geproduceerd bij deze proef. 

Omdat bindmiddelen vaak vaste stoffen zijn, moeten deze voor gebruik vloeibaar worden gemaakt. 

Het bindmiddel wordt opgelost of gedispergeerd in de vloeistof. Deze vloeistof kan een organisch 

oplosmiddel of een mengsel hiervan zijn, maar ook water. De vloeistof verdwijnt door verdamping 

en/of opzuiging in de ondergrond, waarna een vaste lijm achter blijft. Er zijn ook lijmen waarbij geen 

vloeistof nodig is. Dit zijn lijmen waarbij het bindmiddel zelf vloeibaar is en door een chemische reactie 

met een andere component, zoals een verharder of water uit de omgeving, overgaat in de vaste fase. 

Ook smeltlijmen bevatten geen vloeistof, omdat hier door verwarming de lijm vloeibaar wordt en na 

afkoeling weer vast. Bij deze proef is ethylacetaat de vloeistof van de geproduceerde lijm. 

Toeslagstoffen zijn een grote en heel diverse groep van grondstoffen. Voorbeelden zijn 

conserveermiddelen, bevochtigers, hechtingsversterkers en verdikkingsmiddelen, die vaak maar in 

kleine hoeveelheden worden toegevoegd. Een ander soort toeslagstof is de vulstof, die bijvoorbeeld 

gebruikt kan worden om een lijm vullend vermogen te geven. Bij de bereiding van de alleskleverlijm in 

deze proef werden geen toeslagstoffen aangewend. 

Lijmen kunnen op vele manieren worden ingedeeld. Het zijn vaak complexe mengsels van 

grondstoffen. Belangrijke verschillen in de kenmerken van een lijm zijn verankerd in de chemische 

samenstelling, verschijningsvorm en toepassingen. De lijmen worden als volgt ingedeeld: 

· Lijmen waarbij het bindmiddel is opgelost; 

· Lijmen waarbij het bindmiddel is gedispergeerd; 

· Reactieve lijmen;

· Smeltlijmen; 

· Zelfklevende lijmen 


De zelfbereide alleskleverlijm bij deze proef is een voorbeeld van een lijm waarbij het bindmiddel is 

opgelost in een vloeistof. Bij lijmen waarbij het bindmiddel is opgelost kan het oplosmiddel een of 

meer organische oplosmiddelen zijn of water. 

6) Toepassingen in het dagelijks leven 

Lijmen waarbij het bindmiddel wordt opgelost, kennen zeer veel toepassingen in het dagelijks leven. 

Zo worden er lijmen bereid op basis van harsen en thermoplastische polymeren zoals polyvinylacetaat, 

polyvinylchloride en copolymeren, polystyreen, gomhars, polyvinylalcohol en polyvinylpyrrolidon. Een 

bekend voorbeeld van zo’n lijm is de kleurloze knutsellijm op basis van polyvinylacetaat in 

oplosmiddelen zoals aceton, methylacetaat en alcohol. 

Een ander bekend voorbeeld is de plakstift, die bestaat uit polyvinylpyrrolidon opgelost in water 

waaraan met behulp van een zeep structuur is gegeven. 

Een bijzondere groep vormen de harsen die voor gebruik in water opgelost moeten worden. Het meest 

sprekende voorbeeld hiervan zijn behangplaksels op basis van cellulose-en zetmeelderivaten. 

7) Bronnen 

http://onderwijs-opleiding.kvcv.be/COS.pdf 

http://www.chemischefeitelijkheden.nl/Uploads/Magazines/h059.pdf 

http://www.osgbk.nl/lijm/LinkedDocuments/lijmen%20(chem[1].%20feit.).PDF 

B) Bereiding van polyurethaanschuim 

1) Materiaal 


· 3 plastic bekers 


· 5 ml desmodur 

· 5 ml desmophen

2) Etiketten 



Volgens de COS-brochure mag deze proef uitgevoerd worden in het secundair onderwijs als: 

· Demonstratieproef, uitgevoerd door de leerkracht vanaf de 2 e graad. 

· Leerlingenproef in richtingen waar chemie niet als hoofdvak beschouwd kan worden 

vanaf de 3 e graad. 


Wetenschappen, Chemie, Biotechnische wetenschappen,…) vanaf de 2 e graad. 

4) Werkwijze 

· Breng 5 ml desmodur in een plastic beker. 

· Voeg 5 ml desmophen toe aan dezelfde beker.


· Homogeniseer de inhoud van de beker met een glazen staafje gedurende 15 seconden. De 

verkregen oplossing zal na enige tijd roeren beginnen schuimen tijdens een exotherme reactie. 

Het eindresultaat is een verhard schuim met beige kleur: polyurethaanschuim. 

5) Theoretische achtergrond en reacties 

De isocyanaten (R-N=C=O), meer bepaald de aromatische isocyanaten, reageren met reactieve 

waterstof bevattende verbindingen zoals alcoholen, amines, water om urethanen te vormen: 

R-N=C=O + R’-OH R-NH-CO-O-R’ 

Isocyanaat alcohol urethaan


Tussen een diisocyanaat en een diol is een polycondensatie mogelijk. Het diisocyanaat kan 

schematisch voorgesteld worden als O=C=N-R-N=C=O, wat reageert met een diol, geschematiseerd als 

HO-R’-OH. De reactie kan geschematiseerd worden als: 

Door reactie tussen een diisocyanaat en een lineair polydiol verkrijgt men thermoplastische lineaire 

polyurethanen waarmee voorwerpen in vormen of mallen kunnen gefabriceerd worden (skischoenen 

bijvoorbeeld). De polyurethanen verkregen door reactie tussen een diisocyanaat (zoals de aromatische 

diisocyanaten) en een triol (of polyol) vormen netwerken en zijn thermoharders. Indien men de 

polycondensatie uitvoert in aanwezigheid van water, dat met de diisiocyanaten reageert met vorming 

van koolstofdioxide, verkrijgt men een materiaal met een cellulaire structuur, dat hard, of zacht en 

elastisch kan zijn. Dit is polyurethaanschuim: 


O=C=N-R-N=C=O + 2HOH H2N-R-NH2 + 2CO2 

De polyurethanen hebben ontelbaar veel toepassingen, want hun eigenschappen kunnen praktisch tot 

in het oneindige aangepast worden in functie van de natuur van de gebruikte reagentia en de 

productiewijze. Bovendien zorgt de toevoeging van verschillende additieven eveneens voor een 

aanpassing van de eigenschappen, zoals buigzaamheid, mechanische weerstand, weerstand tegen licht 

e.d. 

Een andere eigenschap, die bijzonder goed bestudeerd werd is, de weerstand tegen vuur. Zoals alle 

organische verbindingen zijn de polyurethanen ontvlambaar, vooral de schuimen, die een groot 

contactoppervlak hebben met zuurstof uit de lucht. 

Gezien deze schuimen veel gebruikt worden op het terrein van het huishoudelijk comfort (thermische 

isolatie, matrassen, zetels, theaterzalen e.d.) voegt men additieven toe (bijvoorbeeld 

chloorfosfaatesters en vaak ook organische broomderivaten) die de ontvlambaarheid verkleinen, de 

verbrandingssnelheid verlagen, de rookemissie verlagen, de toxiciteit van de verbrandingsproducten 

doet afnemen en het gemak van doven van de brand vergroot. 

7) Links met filmfragmenten 

http://www.youtube.com/watch?v=iC_DB-j27Qk 

http://www.youtube.com/watch?v=xjap74m4228&feature=fvwrel 

8) Bronnen


Fechiplast 1998 – experimenten met polymeren – fiche 4 leraar 

C) Bereiding van een tijdelijke crosslinked 

polymeer 

1) Materiaal 


· 1 spuitfles met water 

· 1 maatcilinder 25 ml 


· 1 flesje methylrood indicator 

· 20 ml polyvinylalcohol 

· 5 ml natriumboraatoplossing 


· 2 glazen pipetten 5 ml 


· Enkele druppels HCl-oplossing (2M) 

· Enkele druppels NaOH-oplossing (2M) 

· 1 verwarmingsplaat 



2) Etiketten 




Volgens de COS-brochure mag deze proef uitgevoerd worden in het secundair onderwijs als: 

· Demonstratieproef, uitgevoerd door de leerkracht vanaf de 1 e graad. 

· Leerlingenproef in richtingen waar chemie niet als hoofdvak beschouwd kan worden 

vanaf de 3 e graad. 


Wetenschappen, Chemie, Biotechnische wetenschappen,…) vanaf de 3 e graad. 

4) Werkwijze 

· Weeg 2,4 g polyvinylalcohol af. 

· Breng de polyvinylalcohol in een bekerglas en leng aan met water tot 20 ml. De 

polyvinylalcohol vormt kleverige brokken en lost niet op in water.

· Los de polyvinylalcohol op in water door deze te verwarmen op de verwarmingsplaat. 


· Voeg 2 tot 3 druppels methylroodindicator toe aan het bekerglas. De indicator kleurt roze in 

aanwezigheid van overmaat aan zuur en geel bij een overmaat aan base. 

· Voeg aan het bekerglas 5 ml natriumboraatoplossing toe en meng de oplossing met een glazen 

roerstaaf. Er ontstaat een crosslinked polymeer (slime). 

· Giet overtollige vloeistof van de gel af.


· Voeg druppelsgewijs HCl toe aan de gel tot deze roze kleurt. Meng goed. In zuur milieu zal de 

gel terug oplossen en vloeibaar worden. 

· Voeg aan de aangezuurde gel druppelsgewijs 2M NaOH. De gel zal geel kleuren en terug 

overgaan naar de vaste toestand. De verkregen gel is licht rekbaar en kan stuiteren. 

· Wikkel de gel in papier en gooi deze weg in een afvalcontainer. 

5) Theoretische achtergrond en reacties


Crosslinkedpolymeren ontstaan door cross-linking. Dit is een bijzondere vorm van 

polymerisatie. Hierbij worden tussen de ketens sterke chemische bindingen of ‘cross-links’ / 

dwarsverbindingen gevormd. Deze dwarsverbindingen zijn meestal waterstofbruggen of 

zwavelbruggen. Het materiaal dat hierbij ontstaat, kan beschouwd worden als één groot 

macromolecuul waarvan de structuur zeer sterk en stijf is. Een voorbeeld hiervan zijn de 

epoxyharsen. Verder beïnvloeden deze dwarsverbindingen ook sterk de chemische 

eigenschappen van het polymeer. Naarmate er meer dwarsverbindingen aanwezig zijn in de 

polymeer zal deze een grotere stijfheid vertonen, minder chemisch oplosbaar worden alsook 

niet of minder hersmeltbaar. 

Bij het maken van de crosslinkedpolymeer in deze proef werd natriumtetraboraat of borax 

gebruikt. Bij het maken van de natriumtetraboraatoplossing (oplossen van borax in water) 

worden er ionen gevormd: B(OH)4 - . Deze ionen zullen reageren met de OH-groepen van het 

polyvinylalcohol en cross-links vormen tussen de verschillende polyvinylalcoholketens 

waardoor een slime gevormd wordt. Hierbij treedt dus waterstofbrugvorming op. Bij 

waterstofbruggen is de aantrekking tussen het waterstof –en zuurstofatoom kleiner dan bij de 

covalente binding. Hoe meer borax er gebruikt wordt, hoe meer dwarsverbindingen in het 

polymeer gevormd zullen worden. 

In onderstaand reactieschema wordt de vorming van een crosslinkedpolymeer verduidelijkt. 

Hierbij wordt uitgegaan van borax en een polyol: 


Crosslinkedpolymeren kennen diverse toepassingen als thermoharders. Zo worden 

crosslinkedpolymeren op basis van polyethanol veelvuldig gebruikt als isolatiemateriaal voor 

elektrische kabels en afvoerbuizen voor waterleidingen.

7) Links met filmfragmenten 

http://www.youtube.com/watch?v=-PrmSJfwy1Y 

8) Bronnen 


http://www.gcsescience.com/o64.htm 

http://www.toolbase.org/Technology-Inventory/Plumbing/cross-linked-polyethylene-pex 


D) Bereiding van polyester uit adipinezuur en 

glycerine 

1) Materiaal 

· 2,75 ml glycerine 

· 1 reageerbuis 

(hittebestendig) 

· Bunsenbrander 

· 6 g adipinezuur 

· 1 spatel 





· 1 pipet 5 ml 


· Lucifers 

· 1 proefbuisrek (metaal) 

· 1 houten knijper 

2) Veiligheidssymbolen 

Adipinezuur: 

3) Werkwijze

· Breng 2,75 ml glycerine en 6 g adipinezuur in een reageerbuis. 


· Verhit 2 a 3 minuten boven de bunsenbrander. Na ongeveer 1 minuut is het 

adipinezuur gesmolten. Er ontstaan waterdruppels aan de binnenzijde van de 

proefbuis. 

· Stop met verhitten zodra er een witte schuimlaag ontstaat. Dit gebeurt vrij hevig en 

korte tijd nadat het adipinezuur gesmolten is.


· Laat de reageerbuis afkoelen in het metalen proefbuisrek. De verkregen schuim zal 

verharden maar blijft plakkerig bij kamertemperatuur. 

E) Bereiding van ureumformaldehydehars 

1) Materiaal 


· 6 ml 40% formaldehyde 

· 4 ml H2SO4 1M 



· 1 lepel 

· 5 g ureum 


· 1 plastic beker 


Formaldehyde: 

Zwavelzuur: 

3) Werkwijze 

· Breng 10 ml aangezuurde formaldehyde-oplossing in de beker. Deze oplossing bestaat 

uit 6 ml formaldehyde 40% en 4 ml H2SO4 1M.

· Voeg daarbij 5 g ureum. De bekomen oplossing is bijna verzadigd. 

· Roer met de glazen staaf totdat de ureum volledig is opgelost. 


· Laat 5 tot 10 minuten rusten. De beker voelt warm aan en er is een witte vaste stof 

gevormd: ureumformaldehydehars. Haal nadien de polymeer uit de beker en was deze 

na met water.

4) Bron/link internet 

http://www.youtube.com/watch?v=5XNvhkbdygQ 

Fechiplast 1998 – experimenten met polymeren – fiche 2 leraar. 


F) Bereiding van resorcinolformaldehydehars 

1) Materiaal 


· 1 maatcilinder 50 ml 

· Handschoenen 

· 3 bekerglazen 100 ml 


· 1 harde plastic beker 

· 5 ml water 

· 5 ml geconcentreerd 

zwavelzuur 

· 2 glazen pipetten (10 ml) 


· 10 g resorcinol 


· 1 doek 


· 40 ml formaldehyde 40 % 

· 1 lepel


Formaldehyde: 

Zwavelzuur: 

Resorcinol: 

3) Werkwijze 


· Bereid een oplossing van 10 ml 50% zwavelzuuroplossing door langzaam en voorzichtig 

5 ml geconcentreerd zwavelzuur toe te voegen aan 5 ml water. Laat een tijdje 

afkoelen. 

· Weeg 10 gram resorcinol af en breng dit over in een harde plastic beker.

· Plaats deze beker op een doek in de zuurkast. 


· Voeg ongeveer 40 ml formaldehyde-oplossing (40%) toe en roer om het meeste van de 

vaste deeltjes op te lossen. 

· Voeg voorzichtig 3 a 5 ml van de 50% zwavelzuuroplossing toe. Roer snel in deze 

oplossing. De oplossing polymeriseert in een vaste stof met een roze kleur: 

resorcinolformaldehydehars.

G) Bereiding van bakeliet 

1) Materiaal 


· 10 gram resorcinol (= 1,3-dihydroxybenzeen) 




· 1 lepel 

· 10 ml water 



· 1 driepikkel 

· 1 CERAN-plaat 



· 1 glazen pipet 20-25 ml 


· 12 ml 40 % formaldehyde 

· 1 ml NaOH 5M 

· 1 bunsenbrander 

· Lucifers 


Formaldehyde: 


Resorcinol: 

Natriumhydroxide: 

3) Werkwijze 

· Los in een bekerglas 10 gram resorcinol op in 10 ml water. 

· Voeg hierbij 12 ml 40% formaldehyde. 


· Voeg aan dit mengsel 1 ml NaOH 5M toe (katalysator). 


· Verwarm het mengsel langzaam op een CERAN-plaat boven een bunsenbrander. 

Hierbij ontstaan waterdruppels aan de binnenkant van het bekerglas. De oplossing 

begint te verkleuren van geel naar oranjebruin. 

· Stop met verwarmen zodra de reactie start. Er volgt een heftige reactie. Hierbij 

ontstaat een oranjebruine polymeer: bakeliet. Haal het bakeliet uit het bekerglas 

voordat het begint te verharden.

4) Bron/link internet 

http://www.youtube.com/watch?v=UiFMvDXyvrI&feature=related 

H) Bereiding van polystyreen 

1) Materiaal 


· 1 proefbuis 

(hittebestendig) 

· 1 proefbuisrek (metaal) 

· 0,3 g ijzer (III)chloride 

hexahydraat 

· 1 spatel 

· 2 ml styreen 

· 1 kooksteentje 

· 1 stukje glaswol 

· 1 houten knijper 

· 1 bunsenbrander 

· Lucifers 

· 1 pipet 5 ml 




Ijzer(III)chloride: 

Styreen: 


3) Werkwijze 


· Breng in een proefbuis een spatelpunt ijzer(III)chloride, 2 ml styreen en 1 kooksteentje. 

· Sluit het bovenaan losjes af met een stukje glaswol. 

· Verwarm de proefbuis voorzichtig bij een kleine vlam tot de oplossing kookt. Het 

styreen krijgt een groene tot bijna zwarte kleur.


· Neem de proefbuis uit de vlam wanneer het mengsel begint te koken en controleer of 

het styreen alleen verder kookt. Indien dit het geval is dient men de proefbuis niet 

meer in de vlam te houden. Het styreen reageert verder met afschuimen. Anders 

houdt men de proefbuis opnieuw kort in de vlam en controleert men of het alleen 

verder kookt. Bij het einde van de reactie wordt het reactiemengsel taaier. Bij 

afkoeling stolt het tot een groen-zwarte hars. 

· Laat de proefbuis afkoelen en breek deze om het polystyreen er uit te halen.

bereiding van kunststoffen

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?