## Twaron

havo-examen 2015 1e tijdvak
Twaron®
Twaron is een zeer hoogwaardige kunstvezel. Het is supersterk, slijtvast en bovendien bestand tegen relatief hoge temperaturen. Deze ‘supervezel’ kent dan ook vele toepassingen, bijvoorbeeld in touwen en (hijs)kabels, in
kogelvrije vesten en in composieten.
Twaron wordt geproduceerd door het Nederlandse bedrijf Teijin Aramid. De productie bestaat uit twee continu processen:
1 Het polymerisatieproces waarbij uit de monomeren PPD en TDC het copolymeer PPTA wordt gevormd.
2 Het spinnen van de Twaron-vezels uit PPTA.
De structuurformules van TDC en PPTA zijn hieronder weergegeven:
Het polymerisatieproces tot PPTA
Hieronder is het polymerisatieproces vereenvoudigd weergegeven.
In ruimte I worden de monomeren PPD en TDC, via condensatiepolymerisatie, omgezet tot het copolymeer PPTA. Deze reactie vindt plaats in het watervrije oplosmiddel NMP.
Uit de structuurformules van TDC en van PPTA en uit blokschema 1 kan de structuurformule van PPD worden afgeleid.

In ruimte II wordt de gevormde vaste stof PPTA gewassen en gescheiden van de vloeistofstroom. De vloeistofstroom die ruimte II verlaat, bevat zoutzuur. Deze vloeistofstroom wordt op pH 7 gebracht door de toevoer
van stof X in ruimte III. Hierdoor treedt in ruimte III een zuur-basereactie op. Stof X is een calciumzout. Het oplosmiddel NMP reageert niet.

Bij Teijin Aramid wordt per jaar 2,2·104 ton PPTA geproduceerd.

Het spinnen van de Twaron-vezels uit PPTA In blokschema 2 is het spinproces vereenvoudigd weergegeven.

In ruimte IV wordt PPTA opgelost in zuiver zwavelzuur. In ruimte V wordt de oplossing van PPTA in zwavelzuur geëxtrudeerd tot Twaron-vezels.

Gedurende het extrusieproces oriënteren de PPTA moleculen zich evenwijdig aan elkaar, in de richting van de vloeistofstroom. Daardoor vormen de C = O en N-H groepen in de PPTA moleculen onderling sterke waterstofbruggen.

Met name deze bindingen geven Twaron zijn bijzondere mechanische eigenschappen. Behalve de waterstofbruggen zijn er nog twee andere bindingstypen aanwezig in Twaron.

Twaron heeft geen smeltpunt of smelttraject maar het ontleedt bij 450 oC. Op grond van deze eigenschap zou Twaron niet tot de thermoplasten kunnen worden gerekend.
Toch zijn in deze opgave ook gegevens en/of eigenschappen genoemd op grond waarvan Twaron wél tot de thermoplasten wordt gerekend.