80 poäng. För att få godkänd kurs måste man få minst 40 poäng på examen.

Transkript

1 Biopolymerteknik Provmoment: Ladokkod: 41K07C Tentamen ges för: Kemiingenjör tillämpad bioteknik 7,5 högskolepoäng TentamensKod: Tentamensdatum: 9 Januari, 2017 Tid: Hjälpmedel: Inga hjälpmedel tillåtna Totalt antal poäng på tentamen: 80 poäng För att få respektive betyg krävs: 3: 40 poäng 4: 65 poäng 5: 70 poäng För att få godkänd kurs måste man få minst 40 poäng på examen. Allmänna anvisningar: Nästkommande tentamenstillfälle: 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: Mikael Skrifvars ) Akram Zamani ( )

2 1) Plastics (Plaster) (9.5 p) a) Describe the purpose of Compounding in the process of formation of a plastic product. Is this step performed before or after the Granulation step? (Beskriv syftet med kompundering i processen för bildandet av en plastprodukt. Utförs detta steg före eller efter "granulering" steget?) (2 p) b) Describe the mechanism of action of a plasticizer in a plastic product (Beskriv verkningsmekanismen för en mjukgörare i en plastprodukt) (1 p) c) Illustrate/Draw the molecular structure of low density polyethylene. Is this a thermoplastic or thermoset polymer? (Illustrera / Rita den molekylära strukturen för lågdensitetspolyeten. Är detta en termoplast eller härdplast?) (2 p) d) Illustrate/Draw the polymerization reaction for production of Polyamides (Illustrera / Rita polymerisationsreaktionen för framställning av polyamider) (2 p) e) Introduce two of the most important polyester. Mention three applications for polyesters (Vilka är de två viktigaste polyesterarna. Nämn tre tillämpningar för polyestrar) (2 p) f) What is masterbach? (Vad är masterbach? ) (0.5 p) 2

3 2) Biopolymers (Biopolymerer) (21.5 p) a) Write one example for each of the following polymer groups: 1-Polysaccharides, 2-polyphenols, and 3- polypeptides (Skriv ett exempel för vardera av följande polymera grupper: 1-Polysackarider, 2-polyfenoler och 3- polypeptider)? (1.5 p) b) Describe similarities and differences between the molecular structure of cellulose, glycogen, and starch (Beskriv likheter och skillnader mellan den molekylära strukturen för cellulosa, glykogen och stärkelse) (3 p) c) What is the structure of the building blocks of proteins? (Vad är strukturen på byggstenarna i proteiner?) (1p) d) Briefly describe how polymers are employed in a bio-refinery (Beskriv kortfattat hur polymerer används i ett bioraffinaderi) (1.5 p) e) What is amylopectin? (Vad är amylopektin?) (1p) f) Describe the general structure of plant cell walls (Beskriv den allmänna strukturen hos växtcellväggar) (3 p) g) Briefly describe the mechanism of gelatin formation (Beskriv kortfattat mekanismen för gelatin bildning) (1.5 p) h) What is the difference between structure of α-keratin and β-keratin? Write one example for each of these polymers (Vad är skillnaden mellan strukturerna för α-keratin och β-keratin? Skriv ett exempel för var och en av dessa polymerer) (2p) i) Mention three biological monomers that can be used for production of polyesters. (Nämn tre biologiska monomerer som kan användas för framställning av polyestrar) (1.5 p) j) What is the general molecular structure of Polyhydroxyalkanoates. How are these polymers produced? (Vad är den allmänna molekylära struktur för polyhydroxialkanoater. Hur kan dessa polymerer produceras?) (2 p) k) What are the major sources for production of agar, alginate, and pectin? (Vilka är de viktigaste källorna för tillverkning av agar, alginat, och pektin?) (1.5 p) l) Mention two general benefits and two limitations for biopolymers (Nämn två allmänna fördelar och två begränsningar för biopolymerer ) (2 p) 3

4 3) Composites (Kompositer) (4 p) a) What are the main functions of matrix and reinforcing materials in composites (Vilka är de viktigaste funktionerna för matrisen och armeringsmaterialet i kompositer) (2 p) b) Mention two examples of natural composites.(nämn två exempel på naturliga kompositer) (1 p) c) What is the definition of a nanocomposite? (Vad är definitionen för en nanokomposit? ) (1 p) 4) Förklara kort följande begrepp: (1 p/fråga, 8 p totalt) a) Repeterande enhet b) Monodispersitet c) Härdplast d) Naturpolymer e) Konstitution f) Monomer g) Polymerisationsgrad h) Oligomer 4

5 5) Bearbetning av plaster (18 p) Plaster bearbetning sker i 6 delsteg; beskriv varje delsteg och berätta vad som sker med plasten under varje delsteg. (6 p) Definiera begreppet cykeltid. Varför är detta begrepp viktigt? (2 p) Fiberextrudering är en mycket viktig plastbearbetningsmetod varmed man kan tillverka textila fibrer. Processen visas här. Markera i bilden följande steg i processen: (1 p/markering) Färdig fiber Varmtöjning Inmatning av plastgranulat Kalltöjning Extruder Spinndysa Hur bildas polymerfibern i denna process? (2 p) Varför är polymerfiberns kristallinitet en viktig parameter som måste kunna regleras i denna process? (2 p) 5

6 6) Polymerernas morfologi (19 p) Rita upp hur styvheten/mekanisk styrka förhåller sig till temperaturen för en amorf polymer. (2 p) Markera i bilden följande: (1 p/markering) - Fast tillstånd - Gummitillstånd - Flytande tillstånd - Glasövergångstemperatur - Smälttemperatur Polypropen kan vara både delkristallint och amorft, beroende på molekylstrukturen. Polypropen har tre olika molekylstrukturer, nämligen isotaktisk, ataktisk och syndiotaktisk. Vilka av dessa uppvisar amorf morfologi, och vilka delkristallin morfologi. Förklara varför. (2 p/förklaring och svar) Vissa polymerer, tex polypropen, har en glasövergångstemperatur som ligger under 0 grader Celsius. Polypropenets glasövergångstemperatur är minus 10 grader Celsius. Vilken praktisk betydelse har detta om användningstemperaturen är: (2 poäng/svar) a) plus 50 grader Celsius b) minus 5 grader Celsius c) minus 20 grader Celsius 6