Ontwer.l!en in Kunststoffen.

Transcriptie

1 Leerstoel Ontwer.l!en in Kunststoffen. Tentamen Verwerking en Eigenschappen Kunststoffen Code: Datum: 25 april 2001 Tijd: uur Plaats: Hal V Aanwijzingen: 1. Naam. met aile voorletters en studentnumrner invullen op her antwoordformulier en op aile andere ingeleverde bladen.. 2. Antwoorden op de meerkeuze vragen invullen op her antwoordformulier. Antwoorden op de vraagstukken op iosse bladen. Beantwoord de vraaestukken correct en bondie!! 3. Op her antwoordformulier ALLEEN ZWART POTLOOD gebruiken, anders worden de antwoorden niet door de computer gelezen. Beoordeling; 30 meerkeuzevragen: maximale score 6 pnt. Vraagstukken: open vragen 1. 2 en 3 worden met gelijk gewicht beoordeeld; gezamelijk maximaal 4 pnt. Totaal: max score 10 pnt. Natuurlijk veel succes, D.J.van Dijk

2 Tentamen Verwerking en Eigenschappen Kunststoffen /25 april 2001 Meerkeuze vragen. 01. Bij oplopende temperatuur is bet optreden van een glasovergang bij een amorfe polymeer te herkennen aan: A. Het optreden van een sprong in de dichtheid. B. Het transparant worden van bet materiaal, dat oorspronkelijk opaque was. C. Electrisch geleidend worden van bet materiaal. D. Het optreden van een sprong in de (lineaire) uitzettingscoefficient 02. Bij buitentoepassingen van PE of PP (bijv. als kratten veer dranken of land- en tuinbouwprodukten) wordt bet materiaal aangepast door: A. Een extra hoeveelheid IN -stabilisator toe te voegen. B. Een extra hoeveelheid thermische stabilisator toe te voegen. C. De producten rood of geel in te kleuren. D. Een materiaaltype met verhoogd moleculairgewicht toe te passed. 03. De dispersiegraad D =M w / M n is een ruwe maat veer: A. De viscositeit van een polymeer B. De breedte van de moleculairgewichts verdeling. C. De SI (Smelt Index, E: MH) van bet materiaal D. De bruikbaarheid van bet materiaal voor folie blazed. 04. In een sterk verdunde ideale oplossing is de afstand S tussen de uiteinden polymeermolecuul met een polymerisatiegraad p gegeven door (C is een constante): A. S=c.p B. S=C.p2 van een c. s~c(p+ :' ) D. S=c.JP Die-swell is: A. De volume-toename die optreedt bij degraderende kunststof. B. De zwelling in dwarsrichting die optreedt in een extrusie-product nabij de uitstroomopening van de extruder-kop. C. De zwelling die optreedt bij kunststoffen in contact met oplosmiddelen. D. Een techniek om bet (gewichtsgemiddelde) moleculajrgewicht te bepalen bij polymeren. De intrinsieke viscositeit [11]van een polymeer, opgelost in een oplosmiddel is gedefinieerd als: A. [r71= TJ-TJo B. [TJ]= 170 TJ-TJo CTJo c. ~7]= 1J-TJo c TJo D. [TJ1= Hrn TJ-TJo <"-.>0 C TJo waarin 11de viscositeit van de oplossing is, 110die van bet oplosmiddel, en c de concentratie van bet opgeloste polymeer.

3 Tentamen Verwerking en Eigenschappen Kunststoffen /25 april Vacuumvormen is een proces dat (bij amorfe kunststoffen) plaats vindt bij: A. Bij temperaturen in bet gebied van bet rubber-plateau. B. Dezelfde temperatuur als extrusie. C. Juist beneden Tg. D. Temperaturen, hoger dan bij extrusie. 08. De elasticiteitsmodulus van een (harde) kunststof zoals PS of PMMA wordt (vooral) bepaald door: A. Secondaire bindingen, vooral Van der Waals bindingen. B. Covalente bindingen C. Het gewichtsgemiddelde moleculairgewicht. D. De tacticiteit van bet materiaal. 09. Een polymeer is: A. Een synthetisch materiaal. B. Een materiaal van zeer hoog moleculairgewicht. C. Een materiaal dat door raffinage uit aardolie wordt verkregen. D. Een kunststof waaraan hulpstoffen zijn toegevoegd. 10. De verliesmodulus van een visco-elastisch materiaal is een maar voor: A. De stijfheid van bet materiaal. B. Het gewichtsgemiddelde moleculairgewicht. C. De visceuze dissipatie bij cyclische belasting. D. De hoeveelheid elastisch opgeslagen energie bij deformatie 11. Atactische plaatsing van zijgroepen aan de hoofdketen leidt tot: A. Een amort materiaal. B. Een (semi-) kristallijn materiaal. C. Een rubberelastisch materiaal. D. Een random copolymeer. 12. Indien 8 de fasehoek is russell opgelegde belasting belasting,dan geldt voor een visceus materiaal- A. 8 =0 B. 0 <8<90 C. 8 = 90 D. 8>90 en resulterende deformatie bij cyclische 13. Hiemaast is eell mechanisch analogon van een viscoelastisch materiaal afgebeeid De relaxatietijd 't van dit materiaal is: A. 't=tj.g B. 't = G/Tj C. 't = '-'(Tj.G) D. 't = Tj/G T G

4 Tentamen Verwerking en Eigenschappen Kunststoffen /25 april Indien een materiaal voldoet aan het tijd - temperatuur superpositie principe betekent dat: A. De invloed van een temperatuursverandering op de kruipcurve van een materiaal een verschuiving is langs de tijd-as bij gelijkblijvende vorm van de curve. B. De invloed van een temperatuursverandering op de kruipcurve van een materiaal een verschuiving is langs de compliantie as bij gelijkblijvende vorm van de curve. C. De invloed van een temperatuursverandering op de kruipcurve van een materiaal een verschuiving is langs de logarithmische tijd-as bij gelijkblijvende vorm van de curve. D. De kruipcompliantie dient te worden uitgezet tegen het product van de logarithme van de kruiptijd en de absolute temperatuur. 15. Kalanderen is een proces waarmee: A. Profielen, o.a. veer raamkozijnen B. Plaatmateriaal of dikke folies C. Dunne folies voor zakken D. Verfemmers Worden gemaakt. 16. Een craze is: A. Ben verkieuring ten gevolge van blootstelling aan UV-straling (zonlicht). B. Een insnoering in een trekstaafje, veroorzaakt door koude vloei in een trekproef. C. Een mislukt product in een serie overigens geed gelukte spuitgietproducten product"). D. Een fibrillaire zone in de tip van een belaste scheur. (van "crazy 17. Twee typen PE (polyetheen) hebben dezelfde MFI (Melt Flow Index), maar verschillende dichtheden. Betekent dit dat ze verschillen in: A. Smeltviscositeit B. Electrische isolatiewaarde C. E-modulus D. Kristallijn rooster 18. Necking is: A. Het optreden van een locale insnoering in een trekstaafje (van een taai materiaal) bij rekken grater dan het zwichtpunt. B. Het niet-lineair vico-elastisch worden van kl1nststoffen bij grate deformaties. C. Het optreden van een zwelling in het extrudaat bij de uitstroomopening van een extrusie-kop. D. Het ontstaan van krimpholten in dikwandige spuitgietproducten. 19. Rubberelastisch gedrag is een gevolg van: A. De aanwezigheid van dubbele bindingen in cen polymeerketen. B. De veerkracht van covalente bindingen in de polymeerketens. C. Afname van de entropie-inhoud van her materiaal bij deformatie. D. Bet Boltzmann superpositie principe 20. SBS - rubber is een blokcopolymeer van styreen en butadieen. De fasenstructuur is als voigt: A. Continue rase polystyreen, disperse rase polybutadieen. B. Co-continue fasen polystyreen en polybutadieen. C. Zowel polystyreen als polybutadieen zijn disperse fasen. D. Continue rase polybutadieen, disperse rase polystyreen. 21. Nagenoeg aile kun~tstoffen zijn brandbaar. Een (niet brandbare) uitzondering vormt: A. PETP (Poly-ethyleentereftalaat) B. PP (Poly-propeen) C. PUR (Poly-urethaan) D. PTFE (Poly-tetrafluoretheen)

5 Tentamen Verwerking en Eigenschappen Kunststoffen /25 april Bij kristallisatie van kunststoffen betekent homogene nucleatie of - kiemvorming dat: A. Een polymerisatiereactie verloopt zander aanwezigheid van een katalysator. B. Het materiaal bij afkoeling overal tegelijk en in een keer kristalliseert. C. Kristallen beginnen te groeien vanaf reeds aanwezige verontreinigingen zoals talk. D. Kristalkiemen met kritische afmetingen zich spontaan vormen in de afkoelende smelt. 23. LDPE en HDPE verschillen van elkaar in: A. Tacticiteit: LDPE is atactisch, HDPE is isotactisch. B. Aantal zijketens: LDPE heeft een hoofdketen met veel zijtakken, HDPE met weinig zijtakken. C. Kristalrooster. D. Moleculairgewicht 24. Kristalliniteit in een kunststof is te herkennen door: A. De elasticiteitsmodulus te meten. B. De Smelt Index (SI, E: Melt Flow Index, MFI) te bepalen. C. Het Rontgen diffractiepatroon te bepalen. D. De taai-bros overgangstemperatuur te bepalen. 25. Fysische veroudering van een arnone, harde kunststof is een gevolg van: A. Niet in thermodynamisch evenwicht zijn. B. Inwerking van licht en zuurstof. C. Na- en omkristallisatie. D. Kruip ten gevolge van belasting met een constante last. 26. De elasticiteitsmodulus van een rubber wordt in sterke mate bepaald door: A. De chemische structuur van de rubber. B. Het aantal vernettingspunten ('crosslinks') per volume-eenheid. C. De mate van fysische veroudering van de rubber. D. De treksnelheid van de trekproef waardoor de modulus gemeten wordt. 27. De smeltindex (E: Melt Flow Index, MFI) van PE of PP is een maat voor: A. De smelttemperatuur van het materiaal B. De viscositeit van de smelt. C. De mate van kristalliniteit van het materiaal. D. De vloeispanning van het materiaal. 28. Bij verhoging van het moleculairgewicht van een thermoplastisch polymeer A. neemt de viscositeit van de polymere smelt toe. B. wordt het materiaal brosser. C. wordt de glasovergangstemperatuur lager. D. neemt de kristallisatiesnelheid van het materiaal toe. 29. Een typerende ("apparent") viscositeit voor een polymeer bij verwerkingstemperatuur is: A Pa.s B. 1 Pa.s C Pa.s D Pa.s (N.B.: de viscositeit van water bij 20 c is ca Pa.s!) 30. Kunststoffen, versterkt met (lange) glasvezels leveren moeilijkheden bij construeren vanwege: A. Het geringe gewicht. B. Te grote stijfheid. C. Anisotroop karakter. D. De lage vloeigrens.

6 Tentamen Verwerking en Eigenschappen Kunststoffen /25 april Open Vra2en. 1). In een apparaat wordt een pal geconstrueerd uit kunststof. De pal kent 2 standen, een uitgangspositie zander spanning, en een actieve positie waarin her onderdeel een rek van 1% ondergaat. De relaxatiemodulus van her materiaal wordt gegeven door: E(t)~ E.{o{ exp- ;} o.{ exp- :,)) waarin Eo, 'tl en 'tz constanten zijn: resp de ongerelaxeerde modulus, en 2 relaxatietijden met de waarden: 109 sec. Eo = 109 Pa ; "I = 105see ; "2 = a). Schets E(t) regen een logarithmische tijdschaal in her interval van 1 see tot 1010see (::::: 35 jaar), b). Na montage wordt de pal een dag (::::: 105 see) in zijn actieve positie gebracht. War is de spanning in her onderdeel na die dag? En na een maand in de actieve positie? c). Na 1 dag in de actieve positie te hebben gestaan wordt de pal teruggebracht in zijn uitgangspositie. Welke spanning heerst in her onderdeel direct nadat dit gebeurd is? Welke spanning nadat de pal nag een dag in zijn uitgangspositie is gehouden? 2). Uit styreen en butadieen worden een groat aantal typen copolymeren gemaakt. De belangrijkste groepen materialen van dit copolymeer zijn styreen-butadieen rubber (SBR), en slagvast polystyreen (HIPS). a). War is her verschil russell een random copolymeer en een blok-copolymeer; zawel b). c) \\at betreft de moleculaire structuur als war betreft de fasen-structuur? Waarin verse hillen HIPS en SBR? Voor SBR materiaien wordt een blok-copolymeer van her type S-B-S gekozen, waarbij Seen polystyreen deel voorstelt en Been polybutadieen deel. Waarom wordt hier een tri-blok type gekozen en niet her simpeler te maken di-blok type S-B? Antwoord (a+b+c) max. 25 regels. 3). Spuitgiet producten worden (soms) gemaakt uit een polymeer waaraan korte glasvezels worden t:xgevoegd. Door her polymeer en een bundel parallelle glasvezels te besehouwen als paral!d geschakelde componenten, kan een theoretische ideale sterkte en stijfheid van dit composietmateriaal worden berekend. De werkelijke sterkte en stijfheid van de produeten bereikt de ideale waarden echter lang niet. Geef tenminste 3 factoren aan die dit verschil (mede) kunnen verklaren. Antwoord max. 15 regels.