Textil materialteknik &
Polymerteknik
6,0 högskolepoäng
Provmoment: Tentamen
Ladokkod: 51TX20 & A114TG Tentamen ges för: DTEIN16 & TGKEB16 TentamensKod:
Tentamensdatum: 2018-03-19
Tid: 9:00-13:00
Hjälpmedel:
Penna, suddgummi & linjal
Totalt antal poäng på tentamen: 100 poäng För att få respektive betyg krävs:
51TX20: A114TG G > 39 poäng VG > 59 poäng 3: > 39 poäng 4: 60-79 poäng 5: > 79 poäng Allmänna anvisningar: Nästkommande tentamenstillfälle: 2018-04-13, 9:00-13:00
Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, till detta tillkommer upp till 5 arbetsdagar för administration, annars är det detta datum som gäller:
Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in.
Lycka till!
Ansvarig lärare: Telefonnummer:
1
1 a) Illustrera hur monomererna och de repeterande enheterna för polystyren (PS) och polyvinylklorid (PVC) ser ut.
b) Vilken typ av bindningar är det som bildas när monomererna binds till varandra vid polymerisationen?
c) Diskutera möjligheterna för H-bindningar hos PS respektive PVC? d) Illustrera hur en huvud-huvudkoppling ser ut.
(4 p)
(1 p) (4 p) (1 p) 2 a) Vilka tre egenskaper behöver vara uppfyllda för att ett material med rätta skall
kallas gummielastiskt?
b) Vilken egenskap säkerställs genom dess tvärbindningar, förklara,
c) Vad innebär det att ett gummi är idealt och hur manifesteras detta vid förlängning? d) Hur skall glasomvandlingstemperaturen förhålla sig till användningsstemperaturen hos gummi och hur påverkas glasomvandlingstemperaturen om gummit oxideras? e) Vad är det hos termoplastiska polymerers uppbyggnad som medger att de är elastomerer och samtidigt omsmältbara?
(3 p) (3 p) (2 p)
(5 p)
(3 p) 3 Diskutera hur glasomvandlingstemperaturen för ett amorft plastmaterial påverkas om;
a) det uppehåller sig en längre tid strax under sin glastransition, och
b) en enkelsubstituerad repeterande enhet (t.ex. PS) byts mot en disubstituerad repeterande enhet, och
c) polymerens medelmolekylvikt varieras, samt om man polymeriserar en sampolymer som är, d) alternerande respektive e) diblock-konfiguration? (2 p) (2 p) (2 p) (2 p) (2 p)
4 a) Diskutera de termodynamiska förutsättningarna för att en polymer under kylning från en normal bearbetningstemperatur skall kristallisera i stället för att förbli amorf. b) Diskutera hur förutsättningarna för hög kristallisationshastighet påverkas av polymerens molekylvikt.
c) Förklara varför delkristallina polymerer är opaka till vita medan amorfa är transparenta.
(5 p)
(4 p)
2
5 Polyetylenterftalat är en av våra allra vanligaste polymerer. Den polymeriseras i två steg som båda är jämviktsreaktioner.
a) Vad behöver man avlägsna i de båda stegen för att uppnå hög molekylvikt? b) Hur mycket måste koncentrationen av reaktanterna minska för att uppnå en polymerisationsgrad på 50?
c) Varför är det så fördelaktigt att använda en tvåstegs reaktion?
Vid radikalpolymerisation kan för vissa polymerer reaktionsvärmet vara alltför högt. d) Ge tre förslag på hur detta kan hanteras.
e) För vilket av de tre stegen vid radikalpolymerisation bedömer du kan ge problem med reaktionsvärmet?
f) Vilken polymerisationsmekanism förmår göra stereoregulär PP?
(2 p) (2 p) (1 p) (3 p) (1 p) (1 p) 6 Glastransitionen och glasomvandlingstemperaturen kan ibland vara svår att detektera
och att bestämma experimentellt.
a) Ange två olika tillgängliga metoder och diskutera kortfattat (en positiv & en negativ egenskap) deras för och nackdelar.
Från dragprovning får man ut hur stor kraft som genereras vid tilltagande deformation.
b) Hur kan man från dessa data bestämma materialets E-modul?
När du sökte ditt sommarjobb skrev du att du var grym på polymerer å plast å sånt. Nu är det en liten axel som gått sönder i en maskin och verkmästaren kommer med en katalog med rundstänger av plast och ber om råd när det gäller vilket material det skall vara i axeln.
c) Vilken analysmetod skulle du rekommendera att bestämma vilket material den trasiga axeln var gjord av?
d) Om den trasiga axeln var transparent och det visade sig att det blev ganska varmt där den satt, så varmt att materialet närmat sig sitt Tg – vad skulle du då misstänka ha
hänt med axeln?
e) Vad skulle du råda verkmästaren att göra för att undvika problem i framtiden?
(6 p)
(4 p)
(1 p)
(1 p) (2 p)
3
7 Nästan alla syntetiska polymerer tillverkas av fossila råvaror.
a) Utan att nödvändigtvis gå in detalj på hur – förklara övergripande hur man kan framställa termoplast från jordens vanligaste biobaserade polymer och varför den kan bli termoplastisk.
b) Nämn ytterligare två exempel på syntetiska termoplaster från förnyelsebar råvara. I våra världshav samlas plastavfall i stora flytande öar genom havsströmsvirvlar som för avfallet samman.
c) Vilka plaster tror du huvudsakligen finns i dessa ”öar” och varför just dessa plaster?
d) Förutom att plastpartiklar tar sig in i näringskedjorna så tros detta fenomen föra med sig en annan stor miljöfara – vilken? Förklara!
e) Vad är det för någon likhet och skillnad mellan de polymerer som finns i stärkelsens amylos och bomull?
(2 p) (2 p)
(2 p)
(3 p)
(2 p) 8 Formsprutning är ett mycket rationellt sätt att tillverka plastartiklar.
Vilka parametrar kan man justera om det visar sig svårt att: a) fylla formen?
b) få ett jämnt och spänningsfritt gods?
c) Ur ett produktivitetsperspektiv – är det bäst med amorf eller delkristallin plast? Motivering förväntas.
(2 p) (1 p) (2 p) 9 Vissa tillsatser kan ge många olika fördelar.
a) Nämn minst två positiva effekter genom att tillsätta sot till gummi?
b) Diskutera kortfattat för och nackdelar med två olika flamskyddsmedel för polyester ur miljö- och hälsoperspektiv.
c) Ange två aspekter att beakta när man väljer mjukningsmedel för PVC. d) Vilken teknik skulle du använda för att bestämma pigmenthalten i ett färgat plastprov om du visste att det var enda tillsatsen?
(2 p)
(5 p) (2 p)
