## 1.3 Vorming van een polymeer

Het rijgen van een kralenketting
kun je vergelijken met het maken
van een polymeer.

Plastics zijn polymeren.
Eerder in dit hoofdstuk is al genoemd dat polymeren bestaan uit lange moleculen, die opgebouwd zijn uit kleine bouwstenen (monomeren). Je kunt het vergelijken met het rijgen van een kralenketting.

In de volgende video wordt laten zien hoe het chemische proces van het vormen van een polymeer eruit ziet. Bekijk alleen de eerste 2 minuten (daarna wordt er dieper ingegaan op de verschillende type polymerisatiereacties. Dit is stof uit klas 5).

Bron:www.youtube.com Ted Ed: From DNA to Silly Putty, the diverse world of polymers - Jan Mattingly

Vragen bij de video:

1. Wat is het verschil tussen een polymeer en een monomeer?
2. Waarom wordt een polymeer ook wel een macromolecuul genoemd?

Theorie polymerisatie reacties
Zoals in het filmpje hierboven te zien is bestaan polymeren uit kleinere moleculen, monomeren genaamd, die als een ketting aan elkaar geschakeld worden. Eén van de bekendste polymeren is PVC, polyvinylchloride. PVC wordt veel gebruikt in ons dagelijks leven. Denk maar eens aan regenpijpen, kunststof kozijnen, zeil voor op de vloer, vinylbehang, regenkleding en zelfs speelgoed. PVC is een polymeer dat gemaakt is uit het monomeer chlooretheen (vinylchloride). Hieronder is de structuurformule van polychlooretheen afgebeeld. Het stukje dat in blauw is weergegeven, noemen we de repeterende eenheid. Dit stukje is afkomstig van het monomeer en is als een ketting aan elkaar gekoppeld. De stippellijntjes aan het begin en het einde geven weer dat de getekende structuur een stukje uit een groter geheel is.

Een andere kortere manier om de structuur van polychlooretheen weer te geven is de volgende:

De letter n geeft weer hoe vaak de getekende structuur in het polymeer voorkomt. Een polymeer kan wel meer dan 20.000 monomeren bevatten. Het aantal monomeren dat in een polymeer zit heeft invloed op de eigenschappen van dat polymeer. Hoe langer het polymeer, hoe sterker bijvoorbeeld de binding* tussen twee polymeerketens wordt. Dit is van invloed op de stevigheid en het smeltpunt van dat polymeer.
* Een binding tussen twee moleculen wordt een molecuulbinding of Vanderwaalsbinding genoemd.

De vorming van het polymeer PVC kun je als volgt weergeven in een reactievergelijking. De letter n geeft het aantal monomeren weer.

n C2H3Cl → [C2H3Cl]n

n C2H3Cl betekent n losse monomeren en [C2H3Cl]n betekent een polymeer met n monomeren (kralen) aan elkaar gekoppeld.

Een plastic bestaat dus uit zogenaamde macromoleculen, ofwel polymeren. De verschillende polymeerketens in een plastic zijn niet allemaal uit exact hetzelfde aantal monomeren opgebouwd. Daarom spreken we bij polymeren over een gemiddelde ketenlengte en een gemiddelde molecuulmassa.

#

# Verbranding van een polymeer

Wanneer een polymeer niet wordt ingeleverd voor recycling dan komt het vaak bij het restafval terecht. Restafval wordt verbrand in afvalverbrandingsinstallaties. De verbranding van een polymeer is vergelijkbaar met de verbranding van andere koolwaterstoffen. Bij verbranding is zuurstof nodig en de reactieproducten zijn de oxides van de afzonderlijke atomen die in het polymeer aanwezig waren.

Voorbeeld: verbranding van het monomeer etheen (C2H4) en het polymeer polyetheen ((C2H4)n)
De reactievergelijking voor de verbranding van etheen is:

C2H4(g) + 3 O2(g) à 2 CO2(g) + 2 H2O(l)

Voor de verbranding van polyetheen dat bestaat uit 50 monomeren ((C2H4)50) is 50 keer zoveel zuurstof nodig en komt 50 keer zoveel koolstofdioxide en water vrij. De reactievergelijking wordt dan:

(C2H4)50 (s) + 150 O2(g) à 100 CO2(g) + 100 H2O(l)

Voor de verbranding van polyetheen met n monomeren ((C2H4)n) is n keer zoveel zuurstof nodig en komt n keer zoveel koolstofdioxide en water vrij. De reactievergelijking wordt dan:

(C2H4)n (s) + 3n O2(g) à 2n CO2(g) + 2n H2O(l)