MMM291 MALZEME BİLİMİ

Transkript

1 MMM291 MALZEME BİLİMİ Ofis Saatleri: Perşembe 14:00 16:00 Bursa Teknik Üniversitesi, Doğa Bilimleri, Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü

2 Malzemelerin Sınıflandırılması Malzemeler Metaller Polimerler Seramikler Kompozitler Demir esaslı metaller Çelik, paslanmaz çelik, dökme demir, vb. Demir dışı metaller Alüminyum, magnezyum, platin, vb. Amorf metaller Termoplastik PVC, naylon, vb. Termoset Epoksiler, fenolik reçineler, vb. Elastomerler Kauçuk, silikon, vb. İleri seramikler Fonksiyonel seramikler Yapısal seramikler Geleneksel seramikler Tuğla-kiremit, karo, porselen, sağlık gereçleri, vb. Metal matrisli kompozitler Seramik matrisli kompozitler Polimer matrisli kompozitler

3 POLİMERLERİN UYGULAMA ALANLARI Polİmerler Fiberler Filmler Boyalar Tekstil Monofilamentler Membranlar Yapıştırıcılar İlaveler Otomotiv Havacılık Absorblayıcı Kalıplama Kap, şişe Köpükler Sızdırmazlık uygulamaları

4 POLİMERLER

5 Polimerler Polimerler POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI Bulunuşuna göre polimerler Doğal polimerler Sentetik polimerler

6 POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI Doğal polimerler et/polymers/polymertutorial.htm Chitin, the earth's second most abundant polysaccharide, is the fundamental substance in the exoskeletons of crustaceans.

7 POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI Sentetik polimerler Nylon monofilament fishing line. Morphology of Porous and Wrinkled Fibers of Polystyrene Electrospun from Dimethylformamide tlight.html Polyamide nano-fiber-based nonwoven material prepared by electrospinning tions.com/blog/artificialmuscles-from-cheappolymerfibers/#sthash.qes4ohor. dpbs

8 Hayvan ve bitkilerden elde edilen ağaç, kauçuk, pamuk, yün, deri ve ipek gibi doğal polimerler yüzyıllardır hayatımızın bir parçasıdır. Protein, enzim, nişasta ve selüloz gibi diğer doğal polimerler ise bitki ve hayvanların biyolojik ve fizyolojik süreçleri için oldukça önemlidir. Doğal polimerlerin kullanımı ve yapılarının belirlenmesinden sonra sentetik polimerlerin üretimi ve geliştirilmeleri üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır. Özellikle II. Dünya Savaşının bitmesinin ardından sentetik polimerlerin üretimiyle malzeme dünyasında bir devrim yaşanmıştır.

9 Polimerlerin birçoğu organik kaynaklıdır. Birçok organik malzeme hidrojen ve karbondan oluşan bir hidrokarbondur. Bunlarda molekül içerisinde kovalent bağlanma söz konusudur. Her biri tek kovalent bağa sahip hidrokarbon doymuş hidrokarbon olarak isimlendirilir. Mevcut bağlarından biri kopmadan yeni bir atom bağlanamaz. İkili ve üçlü kovalent bağa sahip moleküller doymamış molekül olarak isimlendirilir. Asetilen Etan Propan Etilen

10 Bazı parafin bileşiklerinin kompozisyonu ve moleküler yapısı, C n H 2n+2 Artan molekül ağırlığıyla birlikte kaynama ve yumuşama noktası sıcaklığı da artar

11 Aynı kimyasal bileşime sahip olan hidrokarbonların farklı atomik dizilişe sahip olması durumuna izomer adı verilir. Normal bütan Ergime sıcaklığı -0,5 C İzobütan Ergime sıcaklığı 12,3 C

12 Bazı yaygın hidrokarbon grupları Polimer yapılarında yer almakta olan ve çoğu organik yapıda olan çeşitli hidrokarbon grupları bulunmaktadır.

13 POLİMER MOLEKÜLLERİ Polimer molekülleri hidrokarbon moleküllerine oranla son derece büyük boyuttadır, bu nedenle de genellikle makro molekül olarak da isimlendirilmektedir. Molekül içinde atomlar birbirine kovalent bağ ile bağlanmıştır. Polimerlerin omurgasını C atomlarının birbiriyle bağlanması sonucu oluşan zincir yapıları oluşturur.

14 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Uzun polimer molekülleri tekrarlayan birim ismi verilen ve birbiri ardına tekrarlanarak zincir yapısını oluşturan elementlerden oluşmaktadır. Tekrarlayan birim bazen mer olarak da isimlendirilmektedir. Polimerin sentezlendiği küçük moleküllere monomer ismi verilmektedir. Monomer ve tekrarlayan birim terimleri birbirinden farklıdır. Ancak bazen tekrarlayan birim ifadesi yerine monomer veya birim monomer ifadesinin kullanıldığı da görülmektedir. Poly çok mer tekrar eden birim

15 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Bir hidrokarbon olan etilen (C 2 H 4 ) molekülünü ele alalım. Ortam sıcaklık ve basıncına bağlı olarak gaz halinde bulunan etilenin molekül yapısı yanda sunulmaktadır. Eğer etilen gazı uygun ortam koşullarında reaksiyona girerse polimer katı bir malzeme olan polietilene (PE) dönüşür. Bu reaksiyon, bir katalizör (başlatıcı) bileşen ve etilen monomerinin reaksiyonuna bağlı olarak oluşan bir aktif merkezle şu şekilde başlar; katalizör (başlatıcı) bileşen

16 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Bu aktif büyüyen zincir molekülüne sırayla eklenen monomerler ile polimer zinciri oluşur. Aktif taraf ve paylaşılmayan elektron her bir monomerin ucuna zincir her bir monomerin ucuna zincir oluşturacak şekilde bağlanır. Birçok etilen monomer biriminin ilavesi sonucunda polietilen molekülü oluşur. Paylaşılmayan elektron Tekrarlanan birim parantez içerisinde gösterilmiş, tekrar sayısı ise n ile ifade edilmektedir.

17 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Polietilenin tekrarlanan birimi ve zincir yapısının şematik gösterimi Zikzaklı omurga yapısını gösteren molekülün perspektif görüntüsü

18 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Polimer yapılarında diğer kimyasallar da bulunabilmektedir. Örneğin tetrafloretilen monomeri CF 2 = CF 2 politatrafloretilen (PTFE) yani teflon oluşturacak şekilde şu şekilde polimerleşir: Vinil klorür monomeri (CH 2 = CHCl) ise bir H atomunun yerine bir Cl atomunun geldiği etilenin değişik bir tütüdür. Polimerizasyonu şu şekilde gösterilir: Bir diğer yaygın polimer poli(vinil klorür) yani PVC dir.

19 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Bazı polimerler aşağıdaki şekilde gösterilebilir Örneğin R eğer CH 3 grubu ise o zaman polimer polipropilendir (PP). R: Bir atomu veya organik bir grubu gösterir

20 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Politetrafloretilenin tekrarlanan birimi ve zincir yapısının şematik gösterimi Poli(vinil klorürün) tekrarlanan birimi ve zincir yapısının şematik gösterimi Polipropilenin tekrarlanan birimi ve zincir yapısının şematik gösterimi

21 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Bilinen en yaygın 10 polimerin tekrarlayan birimi

22 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Bilinen en yaygın 10 polimerin tekrarlayan birimi

23 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN KİMYASI Tüm zincir boyunca tekrarlayan birimleri aynı olan polimerlere homopolimer adı verilir. Eğer zinciri oluşturan tekrarlayan birim iki ya da daha fazla ise kopolimer adı verilir. Buraya kadar açıklanan monomerler, etilen örneğinde olduğu gibi aktif bağa sahip ve diğer iki kovalent bağı ile iki boyutlu zincir yapısını oluşturan molekül yapısında idi. Bu tür monomerlere bifonksiyonel adı verilir. Genel anlamıyla fonksiyonellik, monomerin yapabileceği bağ sayısıdır. Örneğin fenol formaldehit gibi monomerler üç tane aktif bağıyla üç boyutlu ağ yapısına sahip trifonksiyoneldir.

24 MOLEKÜL AĞIRLIĞI Zincir yapısı çok uzun olan polimerlerin son derece büyük molekül ağırlıklarına sahip olduğu gözlenmiştir. Polimerizasyon reaksiyonu sırasında tüm zincirler aynı uzunlukta büyümez, bu zincir uzunluklarının ve molekül ağırlıklarının bir dağılım göstermesine neden olur. Genellikle vizkozite veya ozmotik basınç gibi bir fiziksel özelliği ölçülerek ortalama bir molekül ağırlığı belirlenebilir. Ortalama molekül ağırlığının tanımlanması için çeşitli yöntemler vardır. Sayıca ortalama molekül ağırlığı, zincirlerin çeşitli uzunluklara bölünmesi ve her boyut aralığındaki zincir oranının belirlenmesiyle elde edilir. i boyut aralığındaki ortalama molekül ağırlığı sayıca ortalama molekül ağırlığı ilgili aralıktaki zincirlerin toplam sayılarının oranı

25 MOLEKÜL AĞIRLIĞI Ağırlık ortalamalı molekül ağırlığı değişik boyut aralıkları içindeki moleküllerin ağırlık oranlarına bağlıdır. Belirli bir boyut aralığındaki ortalama molekül ağırlığı ağırlık ortalamalı molekül ağırlığı aynı boyut aralığındaki moleküllerin ağırlık oranı

26 MOLEKÜL AĞIRLIĞI Polimerin ortalama zincir uzunluğunu ifade eden bir başka tanım da bir zincirdeki ortalama tekrarlayan birim sayısını gösteren polimerizasyon derecesidir (DP). Tipik bir polimer için molekül ağırlığı dağılımı sayıca ortalama molekül ağırlığı polimerizasyon derecesi tekrarlayan birim molekül ağırlığı

27 MOLEKÜL AĞIRLIĞI Molekül zinciri uzunluğu polimerin pek çok özelliğini etkiler. Örneğin ergime veya yumuşama sıcaklığı artan molekül ağırlığı ile artar. Oda sıcaklığında çok kısa zincir uzunluğuna sahip polimerler (molekül ağırlığı 100 g/mol mertebesinde) genellikle sıvı halde bulunurlar. Molekül ağırlığı ortalama 1000 g/mol olduğunda, polimer malzeme mumsu veya yumuşak reçine halindedir. Katı polimerler (yüksek polimerler de denir) ise genellikle ile birkaç milyon g/mol molekül ağırlığına sahiptir.

28 Polimerlerin sınıflandırılması Polimerlerin sınıflandırılması Polimerlerin sınıflandırılması POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI * Doğal polimerler * Sentetik polimerler * Doğrusal * Dallanmış * Çapraz bağlı * Ağ yapılı * Termoplastik * Termoset * Elastomer

29 Polimerler Polimerler Polimerler Polimerler POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI Makroskobik yapısına göre polimerler Doğrusal polimerler Dallanmış polimerler Çapraz bağlı polimerler Ağ yapılı polimerler

30 MOLEKÜL YAPISI Polimerin fiziksel özellikleri yanlızca molekül ağırlığı ve şekline değil, aynı zamanda molekül zincirlerinin yapısına da bağlıdır. Modern polimer sentezi teknikleri pek çok yapısal değişikliği kontrol edebilmeye imkan sağlamaktadır. Doğrusal polimerler: Tekrarlayan birimlerin uç uca eklenerek zincir yapısını oluşturduğu polimerlerdir. Doğrusal zincir yapısındaki polimerlerin zincirleri arasında çok miktarda van der waals ve hidrojen bağı bulunur. Doğrusal zincir yapısına sahip en bilinen polimerler; polietilen, poli(vinil klorür), polistiren, poli(metil metakrilat), naylon ve florokarbonlar. Doğrusal molekül yapılarının şematik gösterimi

31 MOLEKÜL YAPISI Dallanmış polimerler: Zincire yandan bağlanmış dallanmalarla da sentezlenebilir polimerlerdir. Dallar ana zincir molekülünün parçası olarak düşünülür ve polimer sentezi sırasında oluşan yan reaksiyonlar sonucu oluşabilir. Yan dalların oluşmasıyla zincirlerin paketlenme verimliliği ve polimerin yoğunluğu düşer. Doğrusal yapıdaki polimerlerde de dallanma görülebilir. Dallanmış molekül yapılarının şematik gösterimi Örneğin yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) tamamen doğrusal zincirlerden oluşurken düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) kısa yan dallar içerir.

32 Dallanmış Polimerler DOI: /C2CC35607D (Communication) Chem. Commun., 2012, 48,

33 MOLEKÜL YAPISI Çapraz bağlı polimerler: Komşu doğrusal zincirler birbirine değişik yönlerde kovalent bağ ile bağlanırlar. Çapraz bağlanma sentezlenme sırasında veya geri dönüşümsüz kimyasal reaksiyon ile elde edilir. Genellikle bu çapraz bağlanma, zincirlere kovalent bağla bağlanacak atom veya molekül ilavesiyle sağlanır. Birçok elastik kauçuk, vulkanizasyon işlemiyle çapraz bağlı hale getirilir. Çapraz bağlı molekül yapılarının şematik gösterimi

34 Çapraz Bağlı Polimerler DOI: /C2CC35607D (Communication) Chem. Commun., 2012, 48,

35 MOLEKÜL YAPISI Ağ yapılı polimerler: Çok fonksiyonlu monomerler, üç boyutlu ağ yapacak şekilde, üç veya dört aktif kovalent bağa sahiptir. Bu yapılara ağ yapılı polimerler denir. Yoğun şekilde çapraz bağa sahip polimerlere de ağ yapılı polimerler denir. Bu gruba ait epoksi, poliüretan ve fenolformaldehit gibi malzemeler kendine özgü mekanik ve ısıl özelliklere sahiptir. Ağ yapılı molekül yapılarının şematik gösterimi Geellikle polimerler bir tür polimere ait özelliklerden ibaret değildir. Örneğin genellikle doğrusal yapıdaki polimerlerde az da olsa dallanma ve çapraz bağ yapısı bulunur.

36 MOLEKÜL DİZİLİŞİ Polimerlerden ana zincire birden fazla yan atom veya atom grubuyla bağlı olanlar, yan grubun yerleşimindeki düzen ve simetri polimer özelliklerini önemli ölçüde etkiler. Aşağıdaki tekrarlayan birim göz önüne alınır ise; Hidrojenden farklı bir atom veya yan grup (örneğin; Cl, CH 3 vb.) Eğer tekrarlayan R grubu, C atomlarına takip eden şekilde aşağıdaki gibi bağlanırsa bu yerleşim başta-sonda (head-to-tail) yapısı olarak isimlendirilir.

37 MOLEKÜL DİZİLİŞİ Eğer tekrarlayan R grubu, C atomlarına takip eden şekilde aşağıdaki gibi bağlanırsa bu yerleşim başta-sonda (head-to-tail) yapısı olarak isimlendirilir. Buna ilave olarak R grubu birbirine komşu zincir atomlarından oluşur ise yan yana (head-to-head) adını alır. Bir çok polimer başta-sonda dizilişine sahiptir; genellikle yan yana dizilişe sahip R grupları arasında kutupsal itme söz konusudur. Bileşimin aynı, atom dizilişinin farklı olduğu izomer durumu polimer moleküllerinde de görülmektedir.

38 MOLEKÜL DİZİLİŞİ Stereoizomer; atomların aynı sırayla (başta-sonda) bağlandığı, ancak uzayda farklı şekilde yerleştiği durumu ifade eder. Bir stereoizomerde tüm R grupları zincirin aynı tarafında yer alır. Bu durum izotaktik yapı adını alır. Bu diyagramda zincirdeki karbon atomlarının zikzaklı yerleşimi görülmektedir. Dolu ok şeklindeki bağlar sayfa düzleminden dışarı doğru olan bağları, kesikli çizgi şeklindeki bağlar sayfa düzleminin iz düşümünde yer alan bağları göstermektedir.

39 MOLEKÜL DİZİLİŞİ İzotaktik yapı bazen iki boyutlu olarak aşağıda gösterildiği gibi doğrusal olarak da gösterilebilir.

40 MOLEKÜL DİZİLİŞİ Sindiotaktik yapıda, R grupları zincirin her iki yanında da yer alır. Sindiotaktik yapı, iki boyutlu ve doğrusal olarak şu şekilde gösterilebilir:

41 MOLEKÜL DİZİLİŞİ Ataktik yapıda rastgele bir yerleşim söz konusudur. Ataktik yapı, iki boyutlu ve doğrusal olarak şu şekilde gösterilebilir:

42 MOLEKÜL DİZİLİŞİ Bir stereoizomerden diğerine dönüşüm sadece basit bir zincir bağının dönmesiyle gerçekleşmez. Önce katılaşması, sonra uygun dönme ile yeniden şekillenmesi gerekir. Gerçekte polimer malzemeler bahsedilen yapılardan sadece birini içermez ve oluşan baskın yapı polimerin sentezlenme yöntemine bağlıdır. Geometrik izomerlik: Diğer önemli zincir yapıları veya geometrik izomerler, zincirdeki çift bağa sahip karbon atomlarından oluşan tekrarlayan birimler arasında oluşabilir. Çift bağı paylaşan karbon atomlarına, bir yan grup, zincirin aynı tarafında veya karşı tarafından bağlanabilir.

43 MOLEKÜL DİZİLİŞİ İzoprene ait tekrarlayan birime bakıldığında, CH 3 ve H atomu, çift bağın aynı tarafında yerleşmiştir. Bu cis (yöndeş) yapısı adını alır ve buradaki cis-izopren bir doğal kauçuktur. Cis-izoprenin doğrusal gösterimi şu şekildedir;

44 MOLEKÜL DİZİLİŞİ Alternatif bir izomerde : CH 3 ve H atomu, çift bağın zıt taraflarında yerleşmiştir. Buna trans yapısı adı verilir. Trans-poliizopren, bazen sumatra yapıştırıcısı da denir. Bu atom dizilişindeki farklılığından dolayı, doğal kauçuktan belirgin bir şekilde farklıdır. Trans-izoprenin doğrusal gösterimi şu şekildedir; Çift bağın son derece rijit olmasından dolayı cis-trans veya trans-cis dönüşümü kolayca gerçekleşmez.

45 Polimer molekülleri boyut, şekil ve yapılarına göre tanımlanır. Molekül boyutu molekül ağırlığına (veya polimerizasyon derecesine) göre belirlenir. Molekül şekli, zinciirn bükülme, dolaşma ve eğilme miktarına bağlıdır. Molekül yapısı birim yapıların birbirine nasıl bağlandığına göre belirlenir. Bunlar doğrusal, dallanmış, çapraz bağlı ve ağ yapısına ilave olarak bazı izomerik yapılar (izotaktik, sindiotaktik, ataktik, cis ve trans) da olabilir.

46 POLİMER MOLEKÜLLERİNİN ÖZELLİKLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI Moleküler özellikleri Kimya (tekrarlayan birim bileşimi) Boyut (moleküler ağırlığı) Şekil (zincir dolanması, eğilmesi, vb.) Yapı Doğrusal Dallanmış Çapraz bağlı Ağ yapısında İzomer durumları Stereoizomerler İzotaktik Sindiotaktik Geometrik izomerler Cis Trans Ataktik

47 Polimerler Polimerler Polimerler POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI Şekillendirme kabiliyetine göre polimerler Termoset Termoplastik Elastomer 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning

48 Termoplastikler Termosetler

49 TERMOPLASTİK VE TERMOSET POLİMERLER Polimerlerin yüksek sıcaklıklardaki mekanik davranışı, polimerlerin baskın olan moleküler yapısına bağlıdır. Artan sıcaklıklardaki davranışlarına göre polimerler termoplatik ve termoset olmak üzere ikiye ayrılır. Termoplastik polimerler ısıtıldığında yumuşar, ısıtılmaya devam edilirse sıvılaşır ve soğutulduğunda sertleşir. Bu süreç geri dönüşümlü ve tekrar edilebilirdir. Moleküler seviyede, sıcaklık yükseldikçe, ikincil bağlar, artan molekül hareketleriyle azalır ve uygulanan gerilmenin etkisiyle komşu moleküller arasında göreceli hareket başlar. Geri dönüşsüz bozulma, erimiş polimerin çok yüksek sıcaklıklara çıkarılmasıyla oluşur. Termoplastiklerin çoğu kısmen yumuşaktır. Termoplastik örnekler; polietilen, polistiren, poli(etil terefitalat) ve poli(vinil klorür). Çoğu doğrusal polimerler ve esnek zincir yapısına sahip dallanmış yapılı polimerler termoplastiktir. Bu tür polimerler genellikle ısı ve basıncın aynı anda uygulanıdığı yöntemler ile üretilmektedir.

50 TERMOPLASTİK POLİMERLER Acetals Acrylics - PMMA Acrylonitrile-Butadiene- Styrene - ABS Cellulosics Fluoropolymers - PTFE, Teflon Polyamides (PA) - Nylons, Kevlar Polysters - PET Polyethylene (PE) - HDPE, LDPE Polypropylene (PP) Polystyrene (PS) Polyvinyl chloride (PVC)

51 TERMOPLASTİK POLİMERLER

52 TERMOPLASTİK POLİMERLER ent&task=view&id=24&itemid=40

53 TERMOPLASTİK POLİMERLER Double polyester and Thermoplastic Polyurethane (TPU) tube. 30 bar Thermoplastic hose, tubes, and fittings Thermoplastic roofing sheet / polyolefin

54 TERMOPLASTİK VE TERMOSET POLİMERLER Polimerlerin yüksek sıcaklıklardaki mekanik davranışı, polimerlerin baskın olan moleküler yapısına bağlıdır. Artan sıcaklıklardaki davranışlarına göre polimerler termoplatik ve termoset olmak üzere ikiye ayrılır. Termoset polimerler ağ yapısına sahip polimerlerdir. Şekillendirme sırasında kalıcı olarak sertleşir ve ısıtıldıklarında yumuşamazlar. Ağ polimerlerde komşu zincirler birbirine kovalent çapraz bağla bağlanır. Isıl işlemler sırasında bu bağlar zincirleri birbirine sabitler ve yüksek sıcaklıkta moleküllerin titreşimine ve dönüşüne izin verir. Bu nedenle ısıtıldıklarında yumuşamazlar. Tekrarlayan birimler arasında yoğun, genellikle %10 ile %50 arasında değişen oranda çapraz bağlanma meydana gelir. Ancak çok yüksek sıcaklıklarda bu bağlar zarar görür ve bozulma meydana gelir. Termosetler genellikle termoplastiklere oranla daha sert ve dayanıklı, aynı zamanda da daha iyi boyutsal kararlılığa sahip malzemelerdir. Vulkanize kauçuk, epoksi, fenolik ve bazı polyester reçineler gibi çapraz bağlı ve ağ yapısındaki polimerlerin çoğu termosettir. Polyesterde olduğu gibi bazı polimerler hem termoplastik hem de termoset olabilir.

55 TERMOSET POLİMERLER Amino reçineler Epoksiler Fenolik reçineler Polyester Poliüretanlar Silikonlar Thermoset polymer composite 2/lustroware-lustro-ware-plastic.html Thermoset four arm knob Thermoset-Threaded-Thread- Diameter/dp/B005LRRH1W

56 TERMOSET POLİMERLER Keyless cleat socket -Wiring-S752W-SP-Arrow-Hart/ Low Smoke Zero Halogen (LSZH) Loose Tube Cable s/fiber-optic-cable/loose- Tube/Low-Smoke-Zero-Halogen- (LSZH)-Loose-Tube-Cable-wit.aspx Heavyweight Toilet Seat _and_matta_firenze_thermoset_premium_heavyw eight_toilet_seat_white_chrome_hinges.html

57 ELASTOMERLER Doğal kauçuk Man-made Rubber Sole Sentetik kauçuk butadiene rubber butyl rubber chloroprene rubber ethylene-propylene rubber isoprene rubber nitrile rubber polyurethanes silicones styrene-butadiene rubber thermoplastic elastomers TermoplastiK Elastomerler

58 ELASTOMERLER d_products_cast _ html Elastomer keypads

59 ELASTOMERLER

60 KOPOLİMERLER Homopolimerlerden daha iyi özelliklere sahip, kolay ve ucuz sentezlenebilir yeni malzemeler araştırılmaktadır. Kopolimerler bu amaçla üretilen polimerlerdir. İki tekrarlayan birime sahip bir kopolimeri gözönüne alalım. Polimerizasyon işlemine ve tekrarlayan birim türlerinin oranına bağlı olarak polimer zincirinin çok sayıda farklı sıralanma olasılığı vardır. Blok kopolimer Rastgele kopolimer Değişken kopolimer Aşılı kopolimer

61 KOPOLİMERLER Rastgele kopolimer Stiren-bütadiyen kauçuk (SBR) otomobil lastiklerinin üretiminde kullanılan yaygın bir rastgele kopolimerdir. Nitril kauçuk (NBR) ise akrilonitril ve bütadiyenin birlikteliğinden oluşan bir diğer rastgele kopolimerdir. Benzin hortumlarının yapıldığı NBR, yüksek esnekliğinin yanında organik çözücülerin içinde şişmeye karşı da dayanıklıdır. Darbeye dayanıklı polistiren; stiren ve bütadiyenin değişken bloklarından oluşan bir blok-kopolimerdir. Lastiksi izopren bloklarının malzeme boyunca çatlak ilerlemesini yavaşlattığı bilinmektedir.

62 KOPOLİMERLER Kopolimer kauçukta bulunan kimyasal tekrar birimleri

63 POLİMERLERİN KRİSTAL YAPISI Polietilenin birim hücresindeki zincir moleküllerinin yerleşimi Polimer malzemelerde kristal faz bulunabilir. Ancak metal ve seramiklerdeki atom ve iyonların yerine, polimerlerin özelliklerinin moleküllere bağlı olması atomsal yerleşimleri daha da karmaşık hale getirmektedir. Polimerlerdeki kristal yapı, molekül zincirlerinin atomik bir düzen oluşturacak şekilde düzenli paketlenmesi olarak düşünülebilir. Kristal yapılar genellikle oldukça karmaşık olan birim hücrelerine göre tanımlanmaktadır.

64 POLİMERLERİN KRİSTAL YAPISI Polimer moleküllerde molekül boyutları ve genellikle de karmaşık yapılarından dolayı, kristal yapılar ana yapıyı oluşturan amorf içinde dağılmış kısmi kristal (yarı kristal) halinde bulunur. Herhangi bir zincir yapı düzensizliği veya yanlış yönlenmesi gibi etkiler amorf bölgelerin oluşumunu tetiklemektedir. Bu tür düzensizlikler moleküllerdeki yoğun bükülme, sarılma ve kıvrılma nedeniyle sıkça meydana gelir ve moleküllerin düzenli paketlenmesini engeller.

65 SORULAR