Een polymeer is een keten van steeds dezelfde, herhalende moleculen.

De moleculen die steeds herhaald worden, en dus de basis vormen van de polymeer, worden ook wel monomeren genoemd.

Polymeren kunnen ontzettend lang zijn: vaak bestaan ze uit wel duizenden monomeren! Polymeren komen van oudsher al overal in de natuur voor. Het zetmeel in aardappelen, de cellulose in hout, de eiwitten in dieren en planten – het zijn allemaal polymeren. Chemici hebben het trucje afgekeken van Moeder Natuur en zijn ook polymeren gaan maken. Het resultaat zie je vandaag de dag overal om je heen in de vorm van allerlei kunststoffen: plastics. Dit artikel gaat specifiek over de opbouw van verschillende soorten polymeren, wil je meer weten over de macro-werking van verschillende soorten polymeren? Lees dan ons artikel over thermoplasten en thermoharders!

Verschillende soorten plastics

Er zijn ontzettend veel verschillende plastics, die verschillende eigenschappen hebben. Makkelijk of moeilijk te kleuren, wel of niet buigbaar, licht of zwaar van gewicht, wel of niet elastisch, wel of niet bestand tegen hogere temperaturen en ga zo maar door. Elke toepassing heeft weer een eigen soort plastic nodig die aansluit bij het doel van het plastic. Een plastic emmer moet bijvoorbeeld niet te buigbaar zijn en een pannengreep moet niet smelten als hij warm wordt. De eigenschappen op macro-niveau van het plastic, worden bepaald door de monomeren (microniveau) die het polymeer vormen.

De opbouw

Een monomeer is een eenvoudig molecuul. Een monomeer kan dienen als bouwsteen voor grotere moleculen. Mono betekent één, een monomeer is dus één stukje. Als twee monomeren samen worden gevoegd, krijg je een dimeer. Di betekent twee, je hebt dus twee stukjes, twee monomeren. Als je meer dan twee monomeren samenvoegt krijg je een polymeer. Poly betekent veel, je hebt dus veel stukjes, veel monomeren. Polymeren kunnen op verschillende manieren ontstaan, over het algemeen wordt in de scheikunde onderscheid gemaakt tussen additie- en condensatiepolymerisatie.

Additiepolymerisatie

Voor additiepolymerisatie is er een dubbele of drievoudige binding noodzakelijk – een alkyn of alkeen dus. Deze dubbele binding springt open. Het atoom dat eerst de dubbele binding had, kan nu een binding met een ander atoom aangaan. Als dit veelvuldig gebeurt, kunnen enorme ketens van moleculen aan elkaar gekoppeld worden. Je kunt additiepolymerisatie vergelijken met een kralenketting; de gehele ketting is het polymeer en de kralen zijn de monomeren. Ook kun je additiepolymerisatie herkennen doordat er geen extra reactieproduct vrijkomt. De monomeren kunnen aan elkaar gekoppeld worden zonder dat er een atoom binnen de monomeer zijn plekje moet afstaan.

Condensatiepolymerisatie

Een condensatiepolymerisatie is een polymerisatiereactie waarbij, na het binden van twee grotere moleculen, een kleiner molecuul wordt afgescheiden. In tegenstelling tot bij een additiepolymerisatie is er dus een extra reactieproduct. Voor condensatiepolymerisatie zijn twee groepen nodig: vaak zijn dit zuren, alcoholen en aminen.

Zo ontstaan er bijvoorbeeld esterbindingen tussen een alcohol- en zuur-monomeer, met als extra reactieproduct water. Deze ketens monomeren met esterbindingen wordt dan een polyester genoemd.

Ook kunnen er amidebindingen ontstaan tussen een amine- en zuur-monomeer, met als extra reactieproduct water. Deze ketens monomeren met amidebindingen wordt dan een polyamide genoemd.

Nu jij! Probeer onderstaande opdrachten eens te maken. Kom je er nog niet helemaal uit of heb je nog verdere vragen? Stel je vraag aan Mr. Chadd. Onze slimme coaches helpen je graag verder!

Opdrachten

1. De buitenkant van een haar bestaat hoofdzakelijk uit keratine. Keratine is een eiwit met een hoog gehalte aan cysteïne-eenheden. Het aminozuur cysteïne heeft de volgende structuurformule:

Teken hoe een polymeer van aan elkaar gekoppelde cysteïne-monomeren er uit zou zien.

Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:

Wat zijn thermoplasten en thermoharders en wat is het verschil?

Duurzaamheid en de groene chemie

Milieuvervuiling