Kollpoll men mest poll

Hur kan man stabilisera en emulsion? (2) Och vad kan stabiliseringsprinciperna ses som en effekt av?

Det osmotiska trycket som uppkommer mellan dropparna då dessa kommer nära varandra.

Elektrostatiskt:

- mha jonisk tensid kommer dropparnas yta med lika laddning repallera. --> Vatten strömmar mellan för o utjämna konc av motjoner

Steriskt:

- dropparna stabiliseras med polymerkedjor som är förankrade i droppen --> ger sterisk hindring av dropparna att komma nära. IGEN vatten strömma mellan för att utjämna polymerkonc

Mikroemulsion vs emulsion

Dynamik?

Hurmångafassystem

Storlek

Gränsyta

Mikro: snabb, enfas, 3-100nm, stor

Emul: långsam, tvåfas, 0.1-10mikrom, ganska stor

Partikelframställning till suspensioner, process?

Top-Down (sönderdelning):

- stora partiklar mals ner. Enkelt tekniskt, energi och materialkrävande, går ej o få jättesmå

Bottum-ip (kondensation):

- kond.process nödvändig för småååå (nm) partiklar. Förr eller senare fås makromolekyler som ej längre är lösliga i mediumet som reagerar vidare med molekyler i lösningen och växer i storlek --> bildas antingen suspension eller 3dim nätverk

Hur avgör man ifall det är O/W ELLER W/O-emulsion (3)

1. Tillsätt hydrofobt färgämne. Löser sig snabbt --> W/O. Hydrofilt färgämne, löser sig snabbt --> O/W

2. Jämför konduktiviteten med rent vatten och ren olja. Vatten och O/W har högre kondokutivitet än olja och W/O

3. Mät självdiffusionen med NMR-spektroskopi där droppen rör sig långsamt jämfört med kontinuerlig fas

Vad kan mikroemulsioner användas till?

Organisk syntes: ofta hydrofob förening reagera med oorganiskt salt

Tillverkning av metallnanopartiklar: miceller med metallpartiklar inuti "går ihop" och skapar en miljö där de kan reagera till önskad storlek

Aggregat kan bildas då ytaktiv polymer blandas med tensid. Hur påverkar det viskositeten? Vad händer om en oproprtionellt stor mängd tensider tillsätts?

Viskositeten ökar.

Då kommer lösningens egenskaper likna mer och mer en lösning med enbart tensider (och inga ytaktiva polymerer) --> viskositeten sjunker

Gränsyta

Kontakt mellan två ytor. OLika faser elelr samma fas av olika ämne

Ytaktiv polymer

Hydrofil polymer med hydrofoba sidogrenar som associerar i lösning och ger önskad viskotister

Är suspensioner stabila?

Inte termodynamksit

Vilka två typer av skum finns?

Instabila och stabila

Vilka stabila skum delas de in i?

Metastabila, högstabila, ultrastabila

Krafter som verkar på skum (5 st)

Destabiliserande:

- Tryckskillnader i kont.fas

- Tryckskillnader mellan olika stora bubblor

- Grav

Stab:

- gibbs-maragoni

- repulsion av laddningar vid gränsytan

Spontan vätning ekv

lilililalalala

Vad krävs för att en vätska ska väta ett material?

Om vätskans ytspänning är lägre än materialets kritiska ytspänning

Vad är kapillärkraft? Vad beror den på?

Höjden en vätska kan ta sig upp genom ett kapillär

Beror på ytspänning och densitet

Vilka fyra färgkomponenter?

Pigment, bindemedel, lösningsmedel, tillsattsämnen

Vad gör pigment?

Ger färg

Kan vara organiskt eller oorganiskt

Vad gör bindemedel?

Binder pigment

Antingen lågmolekylära eller högmolekylära

Vad gör lösningsmedel?

Bär samtliga ingridienser, styr applicerbarhet, styr torktid

Ex tillsattsämnen?

Ex. fyllmedel, förtjockningsämnen, skjuförtunningsmedel, dispergeringsmedel, konververingsmedel

Skjuvspänning

Rita figur 6, 3.7

Vätning och färg. Vad har tensiderna för roll? Vad kan bli problem?

Tensider sänker ytspänningen --> viktigt för att färgen ska väta. Men tensider kan förflyttas till ytan --> skapa adhensionsproblem (dvs att aggregat bildas vid ytan --> kan bli hål om vatten flödar över färgen)

Hur ser volymkvoten mellan gas och vätska ut för stabilt resp. instabilit skum?

Stabilt - mkt hög

Instabilit - mkt låg

Vattenlamell

Det som separerar bubblorna

Plateaugräns

Gräns där tre vattenlameller i bubblor knyts samman.

Trycket där är lägre än vid en ensam vattenlamell

Varför uppstå marangonieffekt?

Pga en gradient i ytspänning

Ge ex. på skumdämpare

Alkoholer som oktanol eller hydrofoba oljor

Färgformulering

blandning av de olika komponenterna i färg

Förnäta (tvärbinda)

Kortare polymerkedjor som bildar bryggor mellan --> högre stabilitet

Emulsionspolymerisation

Polymerer bildas från monomerer inuti miceller i en O/W.

Polymerisation startar i vattenfasen --> oligomerer blir tillräckligt stora och hydropfoba --> hamnar i ursprungliga monomerdroppar

Ger lagom stora partiklar och en produkt som redan är stabiliserad i vattenfas

Pulverfärg

En yta täcks av pulver som blir ett tjockt lager färgfilm vid användning av en ugn

Vattenburen färg

Bindemedel och pigment dispergerade i vatten

Ej vattenlösligt, utan tensider används ofta

Reologi

Vetenskapen om vätskor och fasta materials tidsberoende deformationsegenskaper

AFM

Teknik för o undersöka råhet, glans, väderbeständighet och pigment-bindemedelsinteraktionen

Skjuvförtunning

Viskositeten minskar under skjuvpåkänning

Polydispersitet

Syntetiska polymerer har ej bestämd molekylvikt utan en MOLEKYLVIKTSFÖRDELNING

ekv och figur 8, 4.1

Förgreningars egenskaper

SE 4.2

Undersöka molekylvikt kan göras med medelvärden och fördelningar.

Vad delas medelvärden in i ? och fördelningar?

Absoluta och relativa mätmetoder

MALDI och SEC

Vad är absoluta mätmetoder? Ge ex.

Mättalet kan direkt via teori omvandlas till molekylvikt

Ex. ändgruppsbestämning, ljusspridning, ultracentfrigurering

Vad är relativa mätmetoder? Ge ex.

Måste kalibreras och jämföras mot kända värden

LÖsningsviskositet: polymerer fälls ut beroende på deras moeljylvikt

Vad är SEC och vad skiljer MALDI och SEC

SEC - Size exclusion chromatography

Relativ metod där vis erpareera polymerern efter storelk på plymernystan i en lösning

Kan ej mäta för små molekylvikter och MALDI kan ej mäta för höga molekylvikter

Vilka tre steg sker kedjepolymerisation genom?

1. Initiering - den aktiva initiatorradikalen adderas till första monomeren

2. Propagering - radikalen som finns på kedjeändan adderar ett antal monomerer

3. Terminering/avslut - radikaler reagerar med varandra och deras aktivitet försvinner. Sker slumpmässigt

Vilka två huvudgrupper finns inom stegvis polymerisation

Två polyfunktionella monomerer

A-A + B-B --> -A-AB-B-

och

En monomer med mer än en typ av funktionell grupp

A-B + A-B --> -A-BA-B-

Vad är skillnaden i stegivs och kedjevis polymerisation?

Kedsjevis - resulterar i hög molekylvikt redan vid låg omsättningsgrad

Stegvis- kräver nästan fullständig omsättning av monomerer innan hög molekylvikt kan nås

iLLUSTERAS I DIAGRAM

Villkor för upplösning av polymerer

För upplösning av polymer är Gibbs fria energi

∆G= ∆H−T∆S

Löslighetsparametrar

Tumregel: |ϕ1ϕ2|

Vad innebär takticitet? Vilka tre typer finns? Vilken kan inte leda till kristallbildning?

Innebär ordningen och strukturen hos polymeren.

Isotaktiskt - alla sidogrupper på samma sida av polymeren

Syndiotaktisk - sidogrupperna är varannan på samma siga

Ataktisk - helt slumpmässig ordning på sidogrupperna KAN EJ KRISTALLBILDNING

Cis-trans i dienpolymerer

cis-trans-konfigurationen bestämmer hur huvudkedjan i polymeren "fortsätter" i förhållan-

de till dubbelbindningen.

• cis: Ger en "lösare struktur" och tar större plats - lägre kristallinitet pga. ökad fri

volym.

• trans: Ger en "tätare" struktur och tar mindre plats - högre kristallinitet pga. mins-

kad fri volym.

Påverkan på smälttemp

4.13 men sätt delta G = 0 och lös ut T

3 olika kristallstrukturer

Fransade miceller

- Kristallina strukturer orienterade i amorfa nätverk.

Lameller

- Veckade ordnade kedjor, som ofta uppkommer då det bildas kristaller ur

utspädda lösningar. Ökad lamellär tjocklek leder till ökad smälttemperatur. Uppstår

från kristallisering av utspädd lösning.

Sfäruliter

- Lameller som växer radiellt från en nuklieringspunkt tills de stöter på en

annan sfärulit. Uppstår från kristallisering av smälta.

Rita kristallisationshastigheten beroende av temp

YALLA RITA DÅ

Plast

Polymerer + tillsatsämnen

Additionspolymerisation

Inga biprodukter

Konsendationsreaktion

vatten avspjälkas

Degree of polymerisation (DP)

Medelvärdet av antalet monomerer som polymerisaerats

Omsättningsgrad (p)

andelen monomerer som polymeriserats

Kedjevis polymerisation

Monomerer tillsätts en i taget t växande polymerkedjan

Stegvis pol.merisation

Funktionella grupper och monomerer bildar först dimerer, trimerer osv --> går samman o bilda lång polymer

Polyamider

Polymerer som består av alifatiska länkar sammankopplade med amidbinding

Polyaramider

Polymerer som består av stela aromatiska länkar sammankopplade av amidbidningar

Homopolymerer o sampolymerer

Homo - enbart består av en typ av monomerer

Sam - två eller flera typer av monomerer

Tie-chains

Delar mellan kristallstrukturer som håller ihop dem, ef-

tersom det ofta är mellan kristallstrukturerna som mate-

rialet går sönder.

Lamell

plattstruktur av polymerer

KEDJANS RÖRLIGHET KOPPLAS TILL Tg

3 olika kan man säga

Felxilibitet hos kedjan

Fri volym

Intermolekylära krafter

Felxilibitet hos kedjan

Mer flexibla bindningar --> lägre Tg

Mer stela enheter i kedjan --> högre Tg

större sidogrupper --> högre Tg

Fri volym

Fler ändgrupper --> lägre Tg

Längre sidogrupper --> lägre Tg

Mer tvärbindning --> högre Tg

Intermolekylära krafter

Mer H-binding --> högre Tg

mer polära grupper --> högre Tg

LÄS RITA 5.2 5.3 5.4 5.5 5.10 5.11

LÄS DÅ

Hur kan man mäta Tg

Statiskt: temp ändras långsamt för o vara nära jämvikt hela tiden. DSC EX

Dynamiskt: egenskapen mäts under en viss frekvens då temp förändras. DMA OCH BDS EX

E=

tryck/uttöjning

Hur bestäms viskositeten?

Mät skjuvspänningen vid konstant skjuvhastighet

Vilka mekansiksa egenskaper finns för polymerer

Spänning och deformation

Elastiskt beteende

Plastiskt beteende

Seghet

Duktilt beteende

Spänning och deformation

Storleksberoende åtgärder av belastning och förskjutning

Elastiskt beteende

Reversibelt beteende visar ofta linjärt samband mellan spänning och deformation.

Plastiskt beteende

Kvarstående deformation när drag eller tryck enlig enaxlig belastning når sträckgränsen

Seghet

Den energi som behövs för att bryta en viss mängd material

Duktilt beteende

Den plastiska töjningen vid brott

Dragprovning, sätt ut gränser, axlar och rita kurvan, förklara

5.16

Hur påverkar orienteringen dragegenskaperna?

När fibrerna är orienterade i samma riktning som kraften klarar polymeren ett högre tryck.

Anledningen till det är att en kol-kol-bindning måste brytas istället för en van der Waals-

bindning när fibrerna är vinkelräta mot kraften.

Allmänna krav på tillsatser till plaster

* Stabil (värme, UV, syre, vatten osv.)

• Ej ge lukt eller smak

• Inte giftig

• Kompatibel med polymeren. Är den inte det kommer den att diffundera ut ur den vilket

ger smak och lukt.

• Icke-flyktig

• Icke migrerande

• Kostnad

Vad minskar kostandeerna? Vad förbättrar? Vad förhindrar?

Fyllmedel

Mjukgörare, förstärkningsmedel, färgtillsatser

Flamskyddsmedel

Relaxation

Processen då en polymerkedja upptar en ny konforma-

tion.

Elasticitetsmodul (E)

Måttpåettmaterialsmotståndsförmågamotdeformation

och mäts vanligen genom ett dragprovningsexperiment.

Kritisk molekylvikt, MC

Den molekylvikt då viskociteten inte längre är proportio-

nell mot molekylvikten, utan proportionell mot MC

3.4

Viskoelasticitet

En blandning av viskösa och elastiska egenskaper som po-

lymerer uppvisar. Viskoelasticitet uppvisas hos polymerer

genom krypning och spänningsrelaxation

Primära processer (bearbetning)

Det polymera materialet processeras och smälts till en

form som önskas. Primära processer kan vara kontinu-

erliga (exempelvis extrudering, kalandrering, fiberspin-

ning) eller intermittenta (formsprutning, formblåsning,

rotationsgjutning).

Sekundära processer

Formning i gummitillståndet.

De olika formningarna av plast

YALLA 5.19-5.27 LOL

Formsprutning

Formsprutan används för att göra plastföremål likadana, exempelvis många "styckdetaljer".

Plastpellet smälts och en skruv trycker fram den smälta plasten som fyller en form.

Formen i sig kan vara extremt dyr vilket gör detta till en kostsam process vid produktion

av ett fåtal exemplar men en billig process vid massproduktion.

Extrudering

En extruder innehåller en skruv som transporteras plastsmältan framåt. I inmatningszonen

tillsätts polymer och tillsatsämnen. Kompressionszonen kan vara olika långa beroende på

material.

Extrudering används när ett föremål med en kontinuerlig profil vill framställas, exempelvis

en slang eller ett rör. Munstycket är format utefter det som önskas att tillverkas. Extrude-

ring kan också vara ett "försteg" i en större process, exempelvis vid filmblåsning.

Filmblåsning

Vid filmblåsning kommer en luftström som delar på utflödet från extrudern. Detta an-

vänds bland annat vid tillverkning av plastpåsar. Den vanligaste plasten i samband med

filmblåsning är LDPE.

Filmextrudering

Vid filmextrudering utvidgas flödet i munstycken till en bredare film. Ofta används cy-

lindrar som också kyler filmen. Det är också möjligt att använda filmextrudering för att

belägga papper och kartong, så kallad beläggningsextrudering.

Formblåsning

Vid formblåsning finns en plastcylinder inuti en form, där plasten sedan får samma form

genom att blåsa in luft i plastcylindern. Denna teknik används vid tillverkning av plast-

flaskor, eller andra ihåliga föremål.

Sträckblåsning

Sträckblåsning är likt formblåsning, men här ingår även axiell utvidgning istället för enbart

radiell. Det dominerande materialet att använda är PET.

Kalandering

Vid kalandrering används inget speciellt munstycke utan plastsmältan flyter ut ur mun-

stycken och får sin form genom olika roterande cylindrar.

Varmformning

Varmformning är en sekundär process där värme, luftflöden och vakuum används för att

ändra formen på en vanligtvis platt plastyta. Vanliga plaster att använda är PMMA, PS

och PVC. Vanliga produkter som skapas med denna metod är kajaker och andra båtformer.

Rotatinsgjutning

Vid rotationsgjutning smälts ej plasten utan genom rotation fastnar plasten på väggarna

och får därefter form.

Bra vs dålig lösningsmedel

bra lösningsmedel: starka krafter, polymeren"söker kontakt" med lösningsmedlet, sväller

dåligt lösningsmedel: polymerernaföredrar sitt eget sällskap, krymper

Krypning

fenomen som uppstår i polymermaterial när de utsätts för en konstant belastning under en längre tid, vilket leder till tidsberoende deformation.