PLASTİKLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

Transkript

1 Başlık PLASTİKLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

2 Tanım Plastikler mer denilen moleküllerden oluşur ve bunlara çok birimli anlamında polimer denir. Çok sayıda mer in birleşerek bir büyük molekül oluşturması işlemi de polimerleşme veya polimerizasyon olarak adlandırılır.

3 Polimer zinciri Tek bir polimer zincirinde binlerce yada milyonlarca monomer bulunur. Polimer incirini oluşturan monomerlerin özellikleri ve zincirlerin birbirleri ile olan etkileşimleri polimer malzeme özelliklerinde belirleyici olmaktadır.

4 Polimerleşme Polimerleşme iki şekilde gerçekleşir. 1) Katma polimerleşmesi : Çift bağ içeren mer lerdeki bağlardan biri koparılacak olursa, açığa çıkan uçlar yardımıyla komşu mer ler birbirleriyle birleşebilir. Birleşme uçlardan olacağından meydana gelen molekül uzun bir zincir gibidir. Bazen bu zincirlere yan guruplar da bağlanabilir. Yan grupların değiştirilerek, özel amaçlı plastikler üretmek mümkündür (izomerizm). Bağları koparacak reaksiyonun başlatılması için sisteme, başlangıçta bir enerji vermek gerekir. Bu işlem ise, bazı maddelerin katılmasıyla sağlanır. 2) Yoğuşma polimerleşmesi: Farklı mer ler birbirleriyle kimyasal reaksiyona girerek birleşebilirler. Birleşme için çift bağların parçalanması gerekmediğinden mer ler birçok noktadan birbirleriyle birleşerek üç boyutlu bir molekül oluşturur. Kimyasal reaksiyon sonucu açığa genellikle su çıkar.

5 Reçine Çeşitleri Yapay olarak üretilen, kolay şekillendirilir ve hammaddeleri reçinelerdir. Reçineler kaynaklarına göre üç guruba ayrılırlar. 1. Sentetik reçineler: Petrol ve kömürden elde edilen bir takım kimyasal maddelerle üretilirler. Örneğin, Naylon 2. Yarı sentetik reçineler: Bileşimindeki doğal organik maddenin molekül yapısı kimyasal işlemlerle bazı değişikliklere uğratılarak üretilirler. Böylece malzemeye kolay şekil verme özelliği kazandırılır. Örneğin, Selüloz nitrat kimyasal işlem sonucu selüloide dönüşür. 3. Doğal reçineler: Bunlar daha çok ağaçlardan elde edilen reçinelerdir. Üniform olmayan özellikleri ve gittikçe artan fiyatları nedeniyle kullanımı oldukça azalmıştır.

6 Üretim Şekli Plastikler petrol ve doğal gaz gibi doğal kaynaklardan elde edilen hidrokarbonlar kullanılarak üretilir. Teknik olarak ifade etmek gerekirse plastikler monomerlerin kimyasal bağlarla polimere dönüşmesi ile meydana gelir. Polimer molekülünün yapısı ve büyüklüğü o plastiğin özelliklerini belirler. Plastikler toz, granül, flake ve çözelti şeklinde olabilir. Katı maddelerin ısı ve basınçla muamelesi sonucu günlük hayatımızda yakından tanıdığımız bir çok ürün üretilir.

7 Plastik Çeşitleri Termoplastikler ısıtılınca yumuşarlar, soğutulduklarında tekrar sertleşirler. Termosetler ise bir defa kalıplandıktan sonra asla yumuşamazlar.

8 Plastiklerin İyi Yanları Kolay biçimlendirilebilirler, Hafiftirler, Korozyona dayanıklıdırlar, Elektriğe karşı iyi yalıtkandırlar, Isıya karşı iyi yalıtkandırlar, Saydam ve renkli olarak üretilebilirler, Enerji yutma özellikleri vardır.

9 Plastiklerin Kötü Yanları Mukavemetleri düşüktür, Boyutları sabit kalmaz, Isıya karşı dayanıksızdırlar, Hava ve güneş ışığında bozulabilirler, Bazıları koku verir, Tamir edilmeleri zordur, Nispeten pahalıdırlar.

10 Plastiklerin Yapıda Kullanılması Plastik ürünler yapıda değişik alanlarda kullanılırlar ve kullanıldıkları yerler şöyle sıralanabilir. Boru, kapı ve pencere doğraması, dekoratif kaplama ile çatı ve döşeme kaplaması olarak, Isı ve ses izolasyonu amacıyla yapılan kaplamalarda (plastik köpükten yapılan kaplamalar), Su ve rutubet izolasyonu amacıyla kaplama malzemesi olarak (plastik örtüler şeklinde), Boyalarda, Hazır dış cephe sıvalarında (bağlayıcı olarak), Polimer betonlarda (Bağlayıcı olarak), Harç ve betonlarda katkı malzemesi olarak kullanılırlar.

11 Termoplastik Malzemeler 1. Polietilen Normal ve düşük sıcaklıkta çarpma mukavemeti yüksektir. Asitlerden, alkalilerden ve organik çözücülerin birçoğundan etkilenmez. Bu nedenle yapıştırılamaz. Her türlü ek ve birleştirme parçalar ısıtılıp (ergitilip) birbirine bastırılarak yapılır. Yumuşama derecesi 75 o C dolayında olup o C dolayında yumuşayan türü de vardır. Elektrik yalıtkanlığı iyidir. Bu özelliği nedeniyle elektrik kablolarında kullanılır.

12 Termoplastik Malzemeler Polietilen Tuz ve bakterilerden etkilenmediğinden yer altında kullanılabilir. Diğer bir kullanma alanı plastik örtülerdir. Bu örtüler şantiyelerde çimento istiflerinin örtülmesinde, kür görecek beton döşemelerin su kaybını önlemek amacıyla kaplanmasında vb. işlerde kullanılır. Polietilenin bir diğer kullanım alanı ise, sulama ve yağmurlama borularıdır. Ancak malzemenin ısıl genleşme katsayısının çok yüksek olduğundan malzeme güneş ışınlarından etkilenerek zamanla kırılganlaşır.

13 Termoplastik Malzemeler 2. Polivinilklorür (PVC) En yaygın biçimde, PVC yapımında kullanılan plastik malzemedir. Sert ve yumuşak olmak üzere iki türü vardır. Sert türünden; basınçlı su boruları, pis su boruları, çatılar için yağmur dereleri ve iniş boruları, sulama ve yağmurlama boruları, plastik doğrama çatı kaplama levhaları üretilmektedir. Yumuşak türü ise, yapıda plastik yer karosu olarak kullanılır.isıl genleşme katsayısının büyük olması nedeniyle oluk ve derelerde eklerin hareketli veya contalı yapılmasını gerektirir. 80 o C da yumuşadığı için PVC borular sıcak ısı tesisatı için uygun değildir. Ancak 120 o C da yumuşayan türü de vardır. PVC özel yapıştırıcısıyla yapıştırılabilir.

14 Termoplastik Malzemeler Polivinilklorür (PVC) PVC yer karoları, PVC nin, asbest lifleri, bazı dolgu maddeleri ve renklendiricilerle karıştırılması ile üretilir. Isıl iletkenliği, su emmesi, yağ emmesi düşük, elektrik ve ses yalıtkanlığı yüksektir. Bileşiminde asbest bulunması nedeniyle aşınmaya ve bir dereceye kadar yanmaya karşı dayanıklıdır.

15 Polivinilklorür (PVC)

16 Termoplastik Malzemeler 3. Polivinil Asetat Polivinil asetat yapıda harçlarda katkı maddesi, hazır sıvalarda hammadde, sıvalar için astar ve plastik boya olarak kullanılır. 4. Polimetilmetakrilat (PMMA) Hafif, görünümü güzel, cilalanabilir ve iklim koşullarına dayanıklı bir malzemedir. Şeffaf türü piyasada pleksiglas adıyla bilinir ve cam yerine kullanılabilir.

17 Termoplastik Malzemeler 5. Politetraflor Etilen (PTFE) Sıcağa karşı dayanıklı, sürtünme katsayısı çok düşük bir malzemedir. Bu özellikleri nedeniyle daha çok mutfak eşyalarının kaplanmasında (teflon tava vb.) kullanılır. Yapı alanında köprü mesnetlerinde ve katı madde taşıyan boruların iç kısımlarının kaplanmasında kullanılır. Pahalı olduğundan daha çok kaplama malzemesi olarak kullanılır.

18 Termoplastik Malzemeler 6. Polistrin Polistrin yapıda daha çok sert köpük levhalar halinde kullanılır. Bu levhalar polistrin parçacıklarının şişirilmesi ve kalıplanmasıyla üretilir. Polistrin çok hafiftir. Birim ağırlığı kg/m 3 arasında değişir. Buna bağlı olarak mekanik özellikleri de oldukça düşüktür. Ancak ısı iletkenlik katsayısının çok düşük olması bu malzemeyi ısı izalasyonu işleri için uygun kılmaktadır. Görünümü beyaz renkli yuvarlak taneler biçimindedir. Renkli de üretilebilir. Bununla birlikte boyanabildiğinden renk pek önemli bir özellik değildir.

19 Termoplastik Malzemeler Polistrin Kolay yanarsa da zor alev alan türleri de vardır. Yapıda duvar, çatı ve tavanların ısı izolasyonunda, dekoratif tavan kaplama plakları halinde akustik düzenlemelerde, beton kalıplarda boş kalması gereken yerlerde boşluk elemanı olarak kullanılır. Boşluklu tuğla ve briketlerin boşluklarının bununla doldurulması da bir başka kullanım alanıdır. Darbelere karşı olan dayanıklılığı nedeniyle kırılgan eşyaların ambalajlarında da kullanılır. Bu malzeme piyasada styrofor, hostapor gibi ticari isimlerle bilinir.

20 Termoset Plastik Malzemeler A. Melamin Formaldehid Melamin formaldehit doğramacılıkta kullanılan ve piyasada formika diye bilinen malzemenin hammaddesidir. Bu malzeme reçine emdirilmiş kağıt veya karton tabakalarının preslenmesiyle üretilir. Yüzeyi parlak olup istenen desen ve renk verilebilir.

21 Termoset Plastik Malzemeler B. Poliester Reçinesi Poliester reçinesinin pek çok kullanım alanı vardır. Örneğin dakron ve terilen diye bilinen kumaşlar. Ancak poliester reçinesi yapıda daha çok cam takviyeli plastik (CTP) malzeme halinde kullanılır. CTP malzeme poliester reçinesi emdirilmiş cam tülü veya cam keçenin kalıplanarak şekillendirilmesi ve polimerleşme sonucu sertleşmesiyle üretilir. CTP malzemeye örnek olarak oluklu, ondüleli çatı kaplama levhaları, su tankları, basınçlı borular gösterilebilir. CTP malzeme genellikle yarı saydamdır. Ancak boyanabilir. Poliester reçineleriyle üretilen bir diğer malzeme polimer betonu ve suni mermerdir.

22 Termoset Plastik Malzemeler C. Epoksi Reçinesi Epoksi reçinesi bir sertleştiricinin katılmasıyla sertleşen iki bileşenli bir plastik maddedir. Bileşime ayrıca renklendiriciler, dolgu maddeleri, seyrelticiler de katılabilir. Özellikleri çok değişken olup çok sert veya yumuşak, hafif veya ağır olarak üretilebilir. Özellikleri bileşime giren maddelere bağlıdır. En önemli özellikleri yapıştırıcı olmalarıdır. Her türlü malzemeyi yapıştırmada kullanılabilir. Yapıda yapıştırma işlerinde, çatlakların kapatılmasında, yüzeylerin dış etkilere karşı korunmasında kullanılır. Reçine karışımı, uygulanacağı yüzeye fırçayla sürülebildiği gibi püskürtme ve diğer yollarla da uygulanabilir. Karışım kısa sürede sertleştiğinden kullanımdan hemen önce hazırlanmalıdır. Piyasada Araldit, 404 gibi adlarla satılmaktadır.

23 Termoset Plastik Malzemeler D. Poliüretan Yapıda poliüretan, boya halinde veya sert köpük levhalar halinde kullanılır. Sıvı halde poliüreten sürüldüğü yerde bir müddet sonra sertleşerek yüzeyi geçirimsiz ve dayanıklı hale getirir. Polietilen ve benzeri birkaç madde dışında her türlü yüzeye tutunabilir. Uygulama alanları arasında duvar, çatı, tavan ve döşemelerin su ve zararlı maddelere karşı izolasyonu ile çeşitli yapıştırma işleri sayılabilir. Poliüretan sert köpük, yapıda daha çok ısı yalıtım işlerinde kullanılır.

24 Diğer Plastik Malzemeler 1. Kauçuk Kauçuk, kauçuk ağacından elde edilen ve latex diye adlandırılan süt özellikli bir emülsiyondan üretilir. Ancak günümüzde daha çok yapay olarak üretilmektedir. Bu yoldan yani sentetik olarak elde edilen, kauçuk özelliklerine sahip tüm maddeler sentetik kauçuk olarak adlandırılmaktadır. Kauçuğun en büyük özelliği parçalanmadan büyük miktarda şekil değişikliği yapabilmesidir. Ayrıca kauçuğun enerji yutma özelliği de vardır. Kauçuğun yapıda kullanıldığı yerlere örnek olarak makine temelleri ( titreşimleri yutma özelliği ), döşeme kaplamaları (esneklik, su geçirmeme), derzlerde geçirimsiz bantlar gösterilebilir. Ancak kauçuk organik yağ ve çözücülerin, güneş ışığının, sıcağın etkisiyle bozulabilir.

25 Diğer Plastik Malzemeler 2. Silikonlar Silikonlar, silikon ve oksijenden oluşan inorganik bir zincire, organik yan grupların takılmasıyla oluşur. İnorganik bileşen, silikonların sıcaklığa karşı dayanıklı olmasını sağlarken, organik bileşen onlara esneklik kazandırır. Silikonlar sıvı, katı veya macun halinde olabilir. Sıvı silikonlar daha çok cila olarak, katı haldekiler sıcaklığa dayanıklı parça üretiminde, macun halindeki türler daha çok yağlama işlerinde kullanılır.

26 Plastik Kullanım Yerleri Ambalaj sektörü Türkiye'de plastiklerin yoğun olarak kullanıldığı sektörlerin başında gelmektedir. Kullanılan ambalaj malzemelerinin değer olarak üçte birini plastik olanlar oluşturmakta ancak bunların ağırlıkları sadece %15 pay tutmaktadır. Son on yılda plastik teknolojilerindeki gelişmeler sayesinde plastik ambalajlar ünite başına % 28 hafiflemiştir. Türkiye'de üretilen plastik ambalaj uygulamaları arasında oryente edilmiş filmler, stretch filmler, shrink filmler, palet örtüleri, torbalar, poşetler, big-bagler, dokuma çuvallar, ipler, termoform ile üretilmiş katı ve sıvı yiyecek içecek kapları, gazlı ve gazsız içecek şişeleri, endüstriyel bidonlar, deterjan ve kozmetik ürün şişeleri, köpük kaplar ve ambalaj formları sayılabilir.

27 Plastik Kullanım Yerleri Türkiye inşaat malzemeleri sektöründe de plastikler yoğun olarak kullanılmaktadır. Sağlam, dayanıklı, bakım gerektirmeyen ve korozyona dayanıklı olan plastik ürünler pencere ve kapı profillerinden pis ve temiz su borularına, izolasyondan iç döşemelere, su depolarından çatı ve cephe kaplamalarına kadar birçok uygulama için üretilmekte ve yaygın olarak kullanılmaktadır.

28 Plastik Kullanım Yerleri Tarımsal ürünler açısından çok zengin olan ülkemizde sera örtüleri, fide örtüleri ve sulama boruları başlıca plastik uygulamalarıdır. Televizyonlar, buzdolapları, çamaşır makineleri, bilgisayarlar gibi cihazların yanı sıra fiber optik iletişim kabloları ve klasik güç dağıtım kabloları elektrik ve elektronik sektöründe plastiklerin kullanıldıkları ürünler olarak karşımıza çıkmaktadır. Form verme kolaylığı, elektrik izolasyon özelliği ve alev almayacak şekilde modifiye edilebilmeleri plastikleri bu sektör için vazgeçilmez kılmıştır. Plastikler, hafif, korozyona dayanıklı ve kolay şekil verilebilir olmaları sebebiyle otomotiv sektörü için de vazgeçilmez malzemeler olmuş ve eksoz emisyonlarının azaltılmasında önemli rol oynamışlardır. Ülkemizde son yıllarda hızla gelişen otomotiv üretimi bu konudaki talebi de arttırmıştır.

29 Plastik Kullanım Yerleri Ülkemiz tekstil ürünleri açısından dünyada önde gelen ülkelerden biridir. Gerek sentetik iplik ve elyaf gerekse bunlarda imal edilen dokumalar konusunda dünya çapında üretim ve ihracat yapılmaktadır. Akrilik, polyester, polyamid ve polipropilen başlıca işlenen plastik türlerini oluşturmaktadır. PVC, EVA, TPE ve poliüretanın taban üretiminde kullanıldığı ayakkabı sektöründe de önemli üretim ve ihracat bulunmaktadır. Türkiye'nin coğrafi olarak Avrupa ile Asya'nın buluştuğu noktada yer alması Türk plastik endüstrisine ihracatını giderek arttırmada avantaj sağlamaktadır. Bu sene sektörün toplam ihracatının 1 Milyar dolar seviyesine ulaşması beklenmektedir. İhracat portföyünü her türlü ambalaj malzemesi, borular, mobilyalar, tekstil ürünleri, ayakkabı, mutfak ve ev gereçleri ile orijinal ekipman parçaları oluşturmaktadır.

30 Plastik Tüketimin Sanayi Kollarına Dağılımı

31 PLASTİK MALZEMERİN KULLANIM YERLERİ VE TÜRKİYEDE PLASTİĞİN YERİ Plastik malzemeler hayatımıza her alanlarda farklı bir şekilde girmektedirler. Otomotiv alnından yapı alanına, sağlık alanından ambalaj elektronik alanına kadar bir çok alanda hayatımıza girmektedir. Her alanda plastiklerin seçilmesine nedenler vardır. PVC nin kanser yapıcı etkisi olduğu konusunda halk arasında yaygın bir kanı vardır. Oysa PVC hemen hemen bütün endüstri dallarında (oyuncak boya telefon giysi yiyecek kapları su şişeleri ve sulama boruları gibi günlük kullanım alanlarında, insan ile iç içe...) kullanılmakta olup insan sağlığı açısından hiçbir olumsuz etkisi yoktur (günümüzde hasta hanelerde toplu taşıma ve kitle iletişim araçlarında, ilaç ve gıda sektörü, ev eşyalarında vb. birçok endüstriyel sektörde PVC üstünlüğünü kabul ettirmiştir).

32 Otomotiv Alanında Dünya plastik kullanımının yaklaşık yüzde yedisi taşımacılıkta kullanılır. Araç tasarımında plastik kullanımı rahatlık, emniyet ve ekonomi sağlar. Araçlarda ikinci en fazla kullanılan malzeme plastiktir. Otomotiv endüstrisi neden plastikleri tercih eder? Çünkü plastikler: Daha az yakıt kullanımı sağlar, Maliyeti düşürür, İnsanın çevreye olan etkilerini minimize eder.

33 Sağlık Alanında Sağlık sektöründe kullanılan plastik yüzdesi diğer sektörlere oranla düşük olmakla birlikte sağlık açısından onlarsız bir yaşam düşünülemez. Tıp camiası neden plastik kullanır? Çünkü plastikler: Hijyenik, sağlam, hafif, inert, koruyucu, atılabilir olup uygulama esnekliğine sahiptirler İnsan vücudunun tekrar oluşturulmasına imkan verirler. ( suni kemik, rekonstrüktif kozmetik cerrahi gibi) Tedavide uygulama kolaylığı sağlar. ( suni kalp, serum hortumları, kan torbaları, ilaç ambalajları, organ nakli ambalajları gibi)

34 Ambalaj Alanında Ambalaj malzemelerinin yaklaşık yarısını plastikler oluşturur. Plastik ambalajlar kaynak tasarrufu sağlarken atık oluşumunu da azaltırlar. Ambalaj sanayii neden plastikleri tercih eder? Çünkü plastikler: Satılan malları taze ve temiz tutar İlave koruma sağlar Kırılmadıkları için yaralanmaya neden olmaz Ambalajlanan malın çok çarpıcı şekilde sunulmasına imkan verirler

35 Elektronik Alanında Plastiklerin çeşitli şekillerde işlenebilme özelliği yanında maliyet avantajları bugün varolan teknolojik gelişmelerin çoğunda hayati öneme sahip olmalarını sağlamıştır. Elektrik ve elektronik sanayii neden plastik kullanır? Çünkü plastikler: Daha iyi tasarımlara imkan verirler, Olağanüstü izolasyon özelliğine sahiptirler, Parçaların mümkün olan en edilebilmesine imkan verirler, küçük boyutta imal Montaj kolaylığı sağlarlar, Uygun ve hafif bir veri depolama ortamı sağlarlar.

36 Yapı Alanında Yapı ve inşaat sektörü toplam plastik tüketiminin yüzde on dokuzunu meydana getirir. Mimar ve tasarımcılar neden plastik kullanırlar? Çünkü plastikler: Uzun ömürlü çözümler sunar Sert ve dayanıklı olmakla beraber hafiftirler, montaj kolaylığı sağlarlar Estetik olarak kabul edilebilir ve hijyenik olmaları nedeniyle mutfak ve banyo donanımlarında tercih edilirler Geleceğe yönelik tasarımlara ortam sağlarlar. Ayrıca yapı alanında plastiğin en çok kullanımına rastladığımız alanlar pencere,tesisat boruları vb.

37 Yapı Alanında Kullanım Örnekleri Plastik kalıp Plastik döşeme kaplama malzemeleri, Plastik modüler döşeme kaplamaları Plastik duvar panelleri Plastik duvar kaplamaları

38 Yapı Alanında Kullanım Örnekleri Parmaklık, korkuluk yapımı Mono blok konut, büfe vb. Derz dolguları Katkı malzemeleri Buhar ve su yalıtımları Yalıtım için kullanılan poliüretan köpükler

39 Yapı Alanında Kullanım Örnekleri Elektrik fiş & prizleri Plastik doğrama: pencere Su deposu Plastik oluklar Buhar ve su yalıtımları

40 Yapı Alanında Kullanım Örnekleri Plastik çatı kaplamaları

41 Yapı Alanında Kullanım Örnekleri Su ve kalorifer elemanları