Polymer Materials

Vakinformatie

Het vak wordt gegeven door Prof. Erik Nies. Het is een erg vriendelijke man, ook tijdens het mondeling. De eerste twee vragen zijn open boek (maak je oefeningen dus allemaal) en eentje ervan verdedig je mondeling. De laatste twee vragen zijn gesloten boek. Sinds corona is het gewoon een volledig schriftelijk en gesloten boek examen. Vanaf 2023 mondeling met een schriftelijk deel.

Examenvragen

12 Januari 2024

big question Goderis (mondeling)

1. polymer melt index(viscosity depends on what? (mm, temprature, shear rate(newton’s law: are polymers newtonian liquid, shear thinning behaviour? -> also look at H7 slide 73
2. crystallization graph of 4 polymer (with Tg and Tm) and graph with specific volume something (H7 slide 43!!)-> looks like amorphous polymer graph but it isnt!! -> talk about PE comformations (HDPE LDPE LLDPE). (tempertaure dependance of free volume is also related to one of these questions(H6))

small question Goderis

1. macrmolecule vs polymer
2. thermo elastic inversion effect for rubbers(H7 slide 71)
3. True of false: shrinking foil is high polydispersity needed?
4. steam cracking?
5. why not use nylon screw? (we did it in the oefening) (strain reduces faster)
6. die swelling
7. which process for plastic bottles(extrusion blow molding and injection blow molding)
8. zero shear rate viscosity increases with mw^3.4 why (H7)
9. how to find toughness with tensile experiment (H6)
10. dont remember

Guy (mondeling)

1. Mw and Mn -> how to measure
2. anionic living polymerization (counterion, stability, solvent) -> under which conditions: ex no O2/C02 -> peroxide forming…
3. dibuteen and 4-Vinylphenol how to polymerize, stabilisatie en compatibele zijgroepen.

24 Januari 2023

1. Welke polymerisatie ondergaat wel/niet onderstaande molecule (10 punten)?
2. Begrippen (10 punten)
   • Mz adhv molecular weight + welke eenheid heeft eindresultaat definitie
   • Hoe ziet operating point van een injection er uit? Maak een schets/tekening.
   • Staudinger Hypothese
3. UHMWPE (Tabel met gegevens gegeven; 10 punten)
   • Wat is UHMWPE en wat is er speciaal aan?
   • Is deze in coiled vorm? Ja/neen + leg uit waarom.
   • Welke waarden in tabel hebben invloed/zeggen iets over volume van coiled vorm?
   • Leid een formule af voor afhankelijkheid van Mw bij weight density van coiled vorm.
   • Reken uit
4. Rubberen bal (ideaal rubber bij Rubbery plateau; 10 punten):
   • Schets storage modulus en loss modulus tussen -50°C - 50°C met Tg = -19°C
   • Leg de schets uit
   • Bal wordt om de zovel tijd los gelaten vanaf 1m hoog. Schets grafiek (h/T) en waarom heb je die zo geschetst?
   • Hebben "*" 2 en 3 iets met elkaar te maken? Zo ja/neen? Waarom?

29 Augustus 2022

1. Polystyrene
2. FJC-model
3. Begrippen
   • Staudinger Hypothese
   • Mz
   • Performance VS Property
4. Rectangular rubber loaded with mass. T lowers from 50°C to -50°C
   • (zie vraag jan '22)

25 januari 2022

1. In which ways can Methyl vinyl ether be polymerised?
2. What is the freely jointed chain model + make a drawing indicating the relevant parameters. Give a basic expression for R, give a precise expression for the contour length L. Derive an expression for <R.R> and discuss for each step what you did.
3. • - What is Newtonian viscosity and how can it be determined from the shear rate dependent viscosity? - Illustrate the dependence of the Newtonian viscosity on the molar mass, what are the molecular reasons for this?
   • - What is a thermoplastic elastomer? - How is it made out of block copolymers?
   • Give the Staudinger hypothesis.
4. Rectangular rubber loaded with mass. T lowers from 50°C to -50°C (tabel gegeven met veel gegevens) (oefening analoog aan set 5 over rubbers, oefening 2)
   • What is an ideal rubber?
   • Calculate length of the rubber at 50 °C (gewoon extension ratio berekenen, alle gegevens voor de formule zijn gegeven)
   • Make a plot L(T) from - 50 °C to 50 °C and indicate length from previous exercise (dezelfde vgl oplossen maar dan voor andere temperaturen en je bekomt een dalende rechte vanaf glastransitietemperatuur want vanaf daar is de formule geldig)
   • Explain this behaviour (elasticiteit en entropie)

9 januari 2021

1. In which ways can acrylonitrile be polymerized?
2. What is the freely jointed chain model + make a drawing indicating the relevant parameters. Give a basic expression for R, give a precise expression for the contour length L. Derive an expression for <R.R> and discuss for each step what you did.
3. • Give the definition for Mz, starting from the molecular moments. Discuss each variable and give the units.
   • What is the operating in injection moulding + make a drawing.
   • PE is made by free radical polymerization (Mw = 50 kg/mole, D = Mw/Mn = 3.2), can we make super strong PE fibers from this? Explain
   • State the Staudinger hypothesis.
4. A cylindrical nylon fiber is used to suspend a 10 kg rotor in a centrifuge experiment. At T = 60°C, L0 = 20 cm and after 50 minutes, L = 20.0045 cm.
   • What mechanical analogue would you use to describe the centrifuge experiment?
   • Calculate stress and strain at T = 60°C and after 50 minutes.
   • Determine Rs, the radius of the nylon fiber.
   • Determine the elongation of the fiber at T = -10°C and after 24 hours.

22 januari 2020

1. Vraag 1: Pagina 1 van voorbeeld examenvragen
2. Vraag 2 (mondeling): Rechthoekig rubber wordt beladen met een massa. T daalt van +50°C tot -50°c met 1°C/min en er is nog een tabel met een heel aantal gegevens beschikbaar.
   • Bereken de lengte van het rubber bij 50°C (gewoon extension ratio berekenen, alle gegevens voor de formule zijn gegeven)
   • Maak een plot van lengte ifv temperatuur en neem je bekomen lengte uit bovenstaande vraag mee (dezelfde vgl oplossen maar dan voor andere temperaturen en je bekomt een dalende rechte vanaf glastransitietemperatuur want vanaf daar is de formule geldig)
   • Verklaar je observatie (elasticiteit is door entropie bepaald, geef analogie met veerconstante)
3. Gesloten boek: Pagina 2 van voorbeeld examenvragen

13 januari 2020

1. Vraag 1 van voorbeeldexamen (open boek)
2. Vraag met grafiek Young's modulus van voorbeeldexamen (open boek, mondeling)
3. Verschil copolymerisatie Ziegler-Natta vs metalloceen van voorbeeldexamen (gesloten boek)
4. Formule kracht elasticiteit, entropieveer van pagina 4 voorbeeldexamen (gesloten boek)
5. Tabel met info UHMWPE. Waarvoor staat UHMWPE? Wat is er typisch aan deze graad? Afleiden densiteit van coiled coil, welke assumpties maak je bij deze afleiding? Uitrekenen densiteit. Is (een specifieke naam van polymeer) PE in de coiled coil conformatie?

14 januari 2019

1. vraag 1: pagina 1 van voorbeeld examenvragen
2. vraag 2 (mondeling): Rechthoekig rubber wordt beladen met een massa. T daalt van +50°C tot -50°c met 1°C/min en er is nog een tabel met een heel aantal gegevens beschikbaar.
   • Bereken de lengte van het rubber bij 50°C (gewoon extension ratio berekenen, alle gegevens voor de formule zijn gegeven)
   • Maak een plot van lengte ifv temperatuur en neem je bekomen lengte uit bovenstaande vraag mee (dezelfde vgl oplossen maar dan voor andere temperaturen en je bekomt een dalende rechte vanaf glastransitietemperatuur want vanaf daar is de formule geldig)
   • Verklaar je observatie (elasticiteit is door entropie bepaald, geef analogie met veerconstante)
3. Gesloten boek: pagina 2 van voorbeeld examenvragen

16 januari 2018

1. Hoe polymeriseert methylvinylether? (open boek)
2. Oefening elongatie nylon 66 vezel in centrifuge experiment (open boek, mondeling)
   • welke verband tussen stress en strain
   • Bereken stress en strain
   • Bereken diameter draad
   • Uitrekken bij andere T (onder Tg)
3. Vanalles over newtioniaanse viscositeit (def., te zien in shear thinning, verband met molaire massa)
4. Wat zijn thermoplastische elastomeren
5. Experiment met stelling (van voorbeeld examen blijkbaar)
   • Klopt stelling
   • Bewijs je redenering
   • Geef alle variabelen en hun eenheden gebruikt in bewijs

15 januari 2018

1. Polymerisatie van acrylonitril (radicaal, kationisch, anionisch) (open boek)
2. Oefening van rubber (analoog aan laatste (set 5, ex 2) oefeningen, rubber wordt uitgerokken door een kracht, dit wordt gevolg bij temperaturen van 50 °C tot -50 °C, bespreek plot) (open boek, mondeling)
3. Leg het verschil uit tussen
   • Performance & property
   • Entanglements & cross-links
4. Extruder
   • Geef vergelijk volumetrische flow
   • Leg alle symbolen uit en geef de eenheden
   • Een mould wordt aan een extruder gezet voor een rod-shaped object te maken,teken dit, geef werkings punt (Qextr=Qdie)