Polimer Teknolojisi. Kimya Mühendisliği Bölümü Yrd.Doç.Dr.Eylem Yalçınkaya I.BÖLÜM

Transkript

1 Polimer Teknolojisi Kimya Mühendisliği Bölümü Yrd.Doç.Dr.Eylem Yalçınkaya I.BÖLÜM 2015

2 Bölüm 1: Giriş 1.1 Monomer Polimer 1.2 Polimer Zinciri 1.3 Doğrusal, Dallanmış, Çapraz Bağlı Polimerler 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları 1.5 Polimerler, Metaller, Seramikler 1.6 Polimerlerin İşlenmesi 1.7 Türkiye Plastik, Lif ve Kauçuk Sanayi

3 Giriş Günümüzde organik kimyanın çalışma alanının çok büyük bir kısmını polimer kimyası oluşturmaktadır. Polimer kimyası endüstri için çok önemlidir. Günlük hayatta yararlanılan eşya yapımında, naylon poşetlerden, plastik bardaklara, eldivenlerden, araba lastiklerine, verniklerden, boya ve teflon üretimine kadar birçok malzemede polimer kullanılır. Polimerler hafif, ucuz, mekanik özellikleri yeterli, kolay şekillendirilebilen, kimyasallara dayanıklı maddelerdir. Polimerler kimya haricinde; makine, tekstil, endüstri ve fizik mühendisliği alanlarında kullanılır. Biyokimya, biyofizik, tıp alanlarında da önemi büyüktür.

4 1.1 Monomer, Polimer Monomer: Birbirlerine kovalent bağlarla belirli bir düzende bağlanan küçük mol kütleli kimyasal moleküllere monomer denir. Yunanca da mono tek, poli çok anlamındadır. Polimer: Polimer ise çok sayıda monomerin bir araya gelerek bağlanması ile oluşan büyük moleküllerdir. Polimerler, iri moleküllü kimyasallardır. Polimer moleküllerine büyüklüklerinden dolayı makromolekül de denir.

5 1.1 Monomer, Polimer (Devamı) Polimerizasyon Tepkimesi Monomer molekülleri Polimer Molekülü C lar arasındaki çift bağ (=) açılır ve C başka maddelere bağlanır. Aynı cinsten iki molekülün birbirine bağlandığı tepkimelere dimerleşme, üç molekülün bağlandığı tepkimelere trimerleşme denir. Monomerlerin birbirine bağlanmasıyla (en az 1000) oluşan maddeye polimer denir.

6 1.1 Monomer, Polimer (Devamı) Polimerler büyük moleküllerdir. Aralarındaki Van Der Walls çekim kuvvetleri de büyüktür. Bu nedenle polimerlerin erime ve kaynama noktaları monomerlere göre daha yüksektir. Bu özellik de; polimerlerin daha sert, sağlam, dayanıklı madde olmalarını sağlar. n[ch2= CH2] etilen :gaz (monomer) [ CH2 CH2 ] n polietilen :plastik (katı) (polimer) Etilen polimerizasyon reaksiyonu ile polietileni oluşturur.

7 1.1 Monomer, Polimer (Devamı) Polietilen, çok çeşitli ürünlerde kullanılan bir termoplastiktir. İsmini monomer haldeki etilenden alır, etilen kullanılarak polietilen üretilir. Plastik endüstrisinde genelde ismi kısaca PE olarak kullanılır. Polietilenden hortum, boru, bidonlar, deterjan şişeleri vb malzemeler yanında daha çok plastik filmler üretilir. Polietilen filmlerden giyecek ve yiyeceklerin ambalajlandığı poşetler, alışveriş poşetleri, sera örtüleri vb malzemeler yapılarak kullanıma sunulur.

8 1.1 Monomer, Polimer (Devamı)

9 1.1 Monomer, Polimer (Devamı)

10 1.1 Monomer, Polimer (Devamı)

11 1.1 Monomer, Polimer (Devamı)

12 1.3 Doğrusal, Dallanmış, Çapraz Bağlı Polimerler Polimerler zincir biçimlerine göre; Polimer Doğrusal Dallanmış Çapraz bağlı Termoplastikler Elastomerler Termosetler (Çapraz bağ oranı düşük) (Çapraz bağ oranı yüksek) Ağ-yapı

13 Doğrusal Polimerler Ana zincirleri üzerindeki atomlara yalnız yan grupların bağlı olduğu polimerlere doğrusal polimerler denir. Doğrusal polimerlerin ana zincirleri, kovalent bağlarla başka zincirlere de bağlı değildir uygun çözücülerde çözünürler ve eritilerek defalarca yeniden şekillendirilebilirler (işleme, kalıplama, biçimlendirme.)

14 Dallanmış Polimerler Bazı polimerler ana zincirlerine, kendi kimyasal yapısı ile özdeş dal görüntüsünde zincirler, kovalent bağlarla bağlanmaktadır. Bu polimerlere dallanmış polimerler denir. Polimer zincirleri polimerizasyon reaksiyonu esnasında yan reaksiyonların olması ile meydana gelir. Dallanmış polimerlerin özellikleri genelde doğrusal yapılara yakındır.

15 Çapraz Bağlı Polimerler Ana zincirler birbirlerine değişik uzunluktaki zincir parçalarıyla kovalent bağlar üzerinden bağlıdır. Gevşek çapraz bağlı Sıkı çapraz bağlı Çapraz bağın yoğun olması halinde ağ-yapılı polimer yapısı elde edilir.

16 Çapraz Bağlı Polimerler (Devamı) Ağ yapılı polimerlerin tüm zincirleri kovalent bağlarla bağlı olduğu için sistem tek bir molekül gibi düşünülebilir ve örneğinden bir zincirin çekilmesi tüm polimer örneğinin hareketi anlamına gelir. Çapraz bağlı polimerler çözünmezler ancak uygun çözücülerde belli oranda şişirilebilirler. Çapraz bağ yoğunluğu arttıkça polimerlerin çözücüdeki şişme derecesi azalır ve yoğun çapraz bağlanmada polimer çözücülerden etkilenmez. Düşük oranda çapraz bağ, kauçuğumsu davranış için önemli bir kriterdir.

17 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları Doğada kendiliğinden oluşan kauçuk, selüloz, protein gibi polimetrik yapıda bazı doğal polimerler bulunmaktadır. Canlılarda bulunan diğer doğal polimerler (biyopolimerler); Proteinler (enzimler, yün, kas, saç) Karbonhidratlar (polisakkaritler, nişasta, selüloz) Nükleik Asitler (DNA, RNA)

18 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları (Devamı) Eski uygarlıklar doğal kauçuğu elastik ve su geçirmez malzemelerin yapımında kullanmışlar; kaplumbağa kabuklarını ve hayvan boynuzlarını biçimlendirerek değişik ürünler yapmışlardır.

19 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları (Devamı) Günümüzde kauçuk;

20 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları (Devamı) Bitki ve ağaçların temel yapısını oluşturan selüloz, doğada en bol bulunan bir başka önemli doğal polimerdir. Pamuktaki selüloz miktarı % 94 düzeylerindedir. Selüloz, β-dglikoz polimeri Üç boyutlu selüloz görüntüsü.

21 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları (Devamı) Selüloz özelliği itibariyle çözünmez; ancak kimyasal işlemlerden geçirilerek çözünebilen türevlerine dönüştürülür. Selüloz asetat ve selüloz nitrat selüloz türevidir. Ayrıca doğal polimerler doğrudan ağaç, deniz yosunu ve diğer bitkilerden elde edilmektedir. Doğal polimerlerin yapılarının değiştirilmesiyle elde edilen polimerlere yarı-sentetik polimerler adı verilir.

22 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları (Devamı) Alexander Parkes ve Hyatt kardeşler (1860), selülozu düşük oranda nitrolayarak selüloidi (celluloid) sentezlemişlerdir. Selüloid, ilk yarı-sentetik polimer olarak kabul edilir. Selüloid film ve fotoğraf endüstrisinde kullanılmıştır.

23 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları (Devamı) Sıcaklık ve basınç altında biçimlendirilen selüloidden o dönemlerde; otomobil emniyet camları, fotoğraf filmi, tarak, kutu, bıçak sapı, tuvalet malzemeleri, golf topu, bilardo topları (fildişi yerine) gibi malzemeler üretilmiş, en önemli başarısını ise takma diş yapımında kullanılması ile kazanmıştır. Aşağıdaki resimlerde günümüzde selüloidin kullanım alanlarına ait örnekler görmektesiniz.

24 1.4 Polimerlerin Kullanım Alanları (Devamı) Küçük moleküllerden yola çıkarak hazırlanan ilk sentetik polimer fenol ve formaldehitten sentezlenen bakalittir (Bakelite). Bakalit, 1909 yılında Leo Baekeland tarafından ticari bir ürün haline getirilmiş ve vana parçaları, bıçak veya alet sapları, düğme gibi kalıplanarak hazırlanan parçaların yapımında kullanılmıştır. Polimerler; doğal, yarı-sentetik veya sentetik olup olmadıklarına bakılmaksızın çeşitli alanlarda kullanılırlar. Son ürün haline getirilirken içlerine çoğu kez plastikleştirici, boya, dolgu maddesi, antioksidant, stabilazatör vb katkı maddeleri karıştırılır.

25 Çalışma Soruları 1-Aşağıdaki maddelerin hangisinin yapısında polimer bulunur? A) Ağaç B) Su C) Naftalin D) Hava 2-İki monomerin birleşmesiyle hangi molekül oluşur? A) Tetramer B) Trimer C ) Dimer D) Polimer

26 Çalışma Soruları (Devamı) 3- Reaksiyonu ile hangi polimer oluşur? A) Polivinilklorür B) Polietilen C) Polikarbonat D) Polipropilen

27 Çalışma Soruları (Devamı) 4- Bağlanma türü aşağıdakilerden hangisidir? A) Çapraz bağlanmış zincir B)Düz zincir C) Uzun dallanmış zincir D) Yıldız bağlanmış zincir

28 Termoplastikler Zincirleri arasında çapraz bağlar bulunmayan doğrusal ve/veya dallanmış zincirli polimerlerdir. Termoplastikler; ısıtıldıklarında yumuşayan, soğutulduklarında tekrar sertleşen plastik grubudur. Uygun çözücülerde çözünürler, ısıtılıp eritilerek defalarca şekillendirilebilirler.

29 Termoplastikler (Devamı) Polietilen (PE), polipropilen (PP), polivinil klorür (PVC) ve polistiren (PS) yaygın kullanılan termoplastik karakterli polimerlerden bazılarıdır. Polietilenden; bidon, poşet, plastik şişe, film vb Polipropilenden; lif, film, boru vb Polistirenden; ambalaj kapları, köpük vb

30 Termosetler Zincirleri arasında yoğun çapraz bağlar (ağ-yapı) bulunan polimerlerdir. Çapraz bağlarından dolayı hiçbir çözücüde çözünmezler, ısıtıldıklarında erimezler, yeterince yüksek sıcaklıklara ısıtıldıklarında bozunurlar. Bu özelliklerinden dolayı termoset polimerden yapılmış malzemeler toplanıp yeniden eritilerek başka ürünler yapılamaz. Fenol-formaldehit (PF), melamin-formaldehit (MF), epoksiler (EP), doymamış poliesterler (UP, UPE) önemli termoset polimerlerdir.

31 Termosetler (Devamı) Plastik kelimesinin karşılığı değişik kaynaklarda değişik biçimlerde verilmektedir. Isıtılarak kalıplanan ve soğuduğunda kalıptaki şeklini koruyabilen maddelere plastik denildiği gibi, şekillendirilebilen her tür maddeyi kapsayan bir terim olarak da kullanılmaktadır. Bazı kaynaklar tüm polimerleri plastik saymakta, bazı kaynaklar ise yalnız termoplastik ve ağ yapılı termoset özellikteki polimerleri plastik grubunda değerlendirmektedir. Günlük kullanımda ise plastik kelimesi daha çok termoplastik polimerleri çağrıştırır.

32 Termosetler (Devamı) Elektrik fiş, piriz, duy ve düğmeleri, tava ve tencere sapları termosetlerden üretilen tipik ürünlerdir. Laminant Parke Isı yalıtım Yapıştırıcısı

33 Lifler Termoplastik özellikteki polimerlerin bazılarının eriyikleri ya da çözeltileri, küçük deliklerden geçirilerek polimer tellerine dönüştürülürler. Filament ya da lif adı verilen bu teller doğrudan kullanılabileceği gibi bir araya getirilerek iplikler hazırlanır ve çeşitli dokumalar, halılar vb üretilir. Günümüz sentetik lif endüstrisi, genel polimer endüstrisinin önemli bir parçasıdır ve farklı polimerlerden yapılan sentetik lifler, üretimlerinin başladığı 1950 li yıllardan bu yana çoğu alanda hızla yün, pamuk türü doğal liflerin yerini almıştır. Poliesterler (P), poliamitler (PA, naylonlar), poliakrilonitril (PAN), selülozikler ve poliolefinler (PO) lif üretimine uygun önemli polimerlerdir.

34 Kauçuklar (Elastomerler) Bazı polimerlerden yapılan malzemeler çekildiklerinde yüksek oranda uzarlar, çekme kuvveti kaldırıldığında kalıcı boyut değişimi gözlenmeden ilk boyutlarına dönebilirler. Yüksek elastikiyet gösterebilen bu tür polimerlere kauçuk veya elastomer adı verilir. Doğal kauçuk, en önemli elastomerlerden birisidir ve dünya toplam kauçuk tüketiminin % 30 unu kapsar.

35 Kauçuklar (Elastomerler) (Devamı) Sentetik elastomerler içerisinde en yaygın olanı, stirenbütadien kauçuğu (SBR) dünya elastomer tüketiminin yaklaşık % 40 ını karşılar, daha çok karbon siyahı takviye edilerek araç lastiklerinin yapımında tüketilir. Doğal ve sentetik elastomerler ağırlıklı olarak araçların iç ve dış lastiklerinin yapımında kullanılır. Kauçuklardan ayrıca, ambalaj malzemeleri ve tıbbi malzemeler yanında ayakkabı tabanı, hortum, taşıyıcı band vb ürünler yapılır.

36 Kauçuklar (Elastomerler) (Devamı)

37 Yapıştırıcılar Yapıştırıcılar, polimerlerden yapılan bir başka ürün grubudur. Kağıtların, kumaşların, tahtaların veya herhangi iki farklı maddenin birbirine yapıştırılmasında, farklı bileşimlerde polimer temelli yapıştırıcılardan yararlanılır. Poli(vinil asetat)(pvac), poli(vinil alkol)(pva), etilen-vinil asetat kopolimeri (EVA), poliisobütilen, epoksiler, poliizopropen (PI) yapıştırıcı yapımına uygun polimerlerdir. PVAc emülsiyonu, reçine polimer vinil asetat

38 Kaplamalar Polimerler bazı uygulamalarda koruma amacıyla başka malzemelerin üzerlerine kaplanırlar. Plastik boya adı ile bilinen boyalar bu tür uygulamaya iyi bir örnektir. Çeşitli malzeme ve ürünlerin yüzeyleri, binaların dış veya iç cepheleri, özellikleri sürekli geliştirilen modern polimetrik boyalarla boyanarak korunur.

39 Kaplamalar (Devamı) Polimetrik boyalar yüzeyi koruma yanında malzemeye kolay temizlenme, aşınmaya direnç, estetik görünüm gibi ek özellikler kazandırır. Uygulanmaları, kolay ve ucuzdur. Akrilikler, selüloz türevleri ve poli(vinil asetat)(pvac) plastik boya yapımında kullanılan polimerlerdir. Polimer kaplı zemin

40 Polimer Filmler Polimerler ince tabakalar haline getirildiğinde diğer malzemelerin karşılayamayacağı yeterli mekanik dayanımı gösterebilen maddelerdir. Değişik termoplastik polimerlerden üretilen farklı özelliklere sahip filmler, özellikle ambalajlama ve paketlemede kullanılırlar. Polimer filmler hızla, içerisine yiyecek ve değişik ürünlerin konduğu cam, ağaç veya metallerden yapılmış kapların yerini almışlardır.

41 Polimer Filmler (Devamı) Polimerik filmlerin, toplam ambalajlama malzemelerinin içerisindeki pay oranı % 40 a ulaşmıştır. Yiyeceklerin paketlenmesindeki payı % 50 yi aşmıştır. Polietilen, film üretiminde kullanılan en önemli polimerdir ve toplam polimerik filmlerin % 70 i bu polimerden yapılmaktadır. Naylon adı ile bilinen şeffaf filmler ve alışveriş poşetleri polietilen ürünleridir. Naylon tanımlaması polimer kimyası açısından poliamitlere verilen genel bir ad olmakla birlikte, polimerik filmler için kullanılan geleneksel bir kavram haline gelmiştir.

42 Polimer Köpükleri Polimer köpükleri (gözenekli polimerler, polimerik köpükler) son yıllarda tüketimi hızla artan bir başka polimerik malzeme grubudur. Buzdolabı, çamaşır makinesi, bilgisayarlar ve çeşitli elektronik aletler, genelde beyaz renkli, sert polistiren köpüklerle korunarak ambalajlanır. Polistirenden üretilen levha halindeki köpükler, binalarda ısı yalıtımı ve ses yalıtımında kullanılan vazgeçilmez malzemelerdir. Koltuk ve kanepe döşemeleri, yatak ve yastık gibi ürünler daha çok sünger adı ile bilinen yumuşak poliüretan köpüklerden üretilir.

43 1.5 Polimerler, Metaller, Seramikler Katı malzemeler; metaller, seramikler ve polimerler şeklinde üç grupta toplanabilirler. Metaller (demir, gümüş, altın vb); atomlardan oluşan, serbest elektronları nedeniyle ısı ve elektriği iyi ileten, erime sıcaklıkları orta düzeyde, sert, çoğunlukla parlak, kaynama sıcaklıkları yüksek, mekanik dayanımları iyi ancak şekilleri değişebilen malzemelerdir.

44 1.5 Polimerler, Metaller, Seramikler (Devamı) Seramikler (kil, çimento vb); anorganik ve metalik olmayan kimyasalların oluşturduğu, elektriksel açıdan genelde yalıtkan, ısıyı zayıf ileten, sert olmakla birlikte kırılgan malzemelerdir.

45 1.5 Polimerler, Metaller, Seramikler (Devamı) Katı Malzemeler Metaller Polimerler Seramikler Sentetik Yarı Sentetik Doğal Polietilen Selüloz asetat Kauçuk Polistiren Selüloz nitrat Proteinler Poli(vinil klorür). Selüloz Poliester.. Poliamit...

46 1.5 Polimerler, Metaller, Seramikler (Devamı) Polimerler (polistiren, polipropilen vb); organik yapıda, iri moleküllerden oluşan, esnek, düşük yoğunluklu malzemelerdir. Bu üç temel katı madde grubunun birbirlerine göre bazı avantaj ve dezavantajları vardır.örneğin, polimerler ile metal ve seramiklerin özellikleri karşılaştırıldığında, polimerlerin, Düşük mekanik dayanım Yumuşaklık Belli sıcaklık aralıklarında kullanılabilme Bazı özelliklerinin zamana bağlılığı (uzun süreli yüklemede boy uzaması gibi) noktalarında zayıf oldukları gözlenir.

47 1.5 Polimerler, Metaller, Seramikler (Devamı) Polimerlerin sıralanan zayıf yönlerine karşın zaman içerisinde tüketimlerinin hızla artmasının nedeni, aşağıda sıralanan üstün özellikleridir. Polimerler bu üstünlükleri nedeniyle çoğu alanda metal ve seramiklerin yerlerini almışlardır. Kolay şekillenme Düşük yoğunluk (hafiflik) Kimyasal maddelere dayanım Karmaşık geometrilerde biçimlenme Düşük ısı iletimi (ısı yalıtımı) Ucuzluk Korozyona uğramama Estetik görünüm Düşük elektrik iletimi Esneklik (kauçuklar için elastikiyet)

48 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Sentetik polimerlerden kullanılabilecek bir son ürüne geçiş, monomer veya girdilerin sağlanması polimer üretimi polimerlerin şekillendirilmesi adımları üzerinden gerçekleşir. Polimerler, küçük moleküllü kimyasalların polimerizasyon tepkimeleri ile kovalent bağlar üzerinden birbirlerine bağlanması sonucu elde edilirler. Bu nedenle ilk aşamada polimerin sentezleneceği kimyasalların (polimer Üretim hammadddeleri, polimer üretiminde kullanılan girdiler) herhangi bir Kaynaktan sağlanması gereklidir. *Polimer üretiminde kullanılan girdilerin temel kaynağı petroldür, bir dereceye kadar doğal gazdan da yararlanılmaktadır.

49 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Monomer Polimerizasyon tepkimesi Polimer Gerekli ise katkılar Şekillendirme Bitirme işlemleri Ürün Polimerlerden son ürünlerin hazırlanış aşamaları

50 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Polimerler gibi polimer üretiminde kullanılan hammaddelerin çoğu yatırım maliyeti yüksek, entegre fabrikalarda üretilirler (petrokimya kompleksi gibi). Fenol-formaldehit,melamin-formaldehit, poliüretan gibi bazı termosetlerin üretimi küçük işletmelerde yapılır. Polimerler üretim yerlerinden, polimeri şekillendirecek (işleme, kalıplama, biçimlendirme) işletmelere polimer türüne göre farklı fiziksel biçimlerde gönderilirler. Termoplastikler genelde; granül (pelet, tanecik, cips denilen ve daha çok pirinç, bezelye şekil ve büyüklüklerine benzeyen katı tanecikler haline getirilir ve 25 kg lık torbalarda paketlenirler.

51 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Granüller, plastik kalıplama işletmelerinde gerekli ise içlerine boya veya benzeri katkı maddeleri karıştırıldıktan sonra eritilerek şekillendirilirler. Termoplastiklerin şekillendirilmeleri sırasında ileri bir kimyasal tepkime gerçekleşmez, yalnızca polimerin fiziksel hali (katı-sıvı) değişir. Poli(vinil klorür), polietilen, poli(etilen oksit) vb bazı termoplastiklerin toz halinde üretimleri yapılır. Poli (vinil klorür) tozları, granüller gibi doğrudan eritilerek şekillendirilebilir veya plastikleştirici ile karıştırılarak oda sıcaklığında viskoz süspansiyon haline getirilerek kalıplanırlar (plastisol).

52 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Termoplastik karakterli bir başka polimer olan poli(vinil asetat) genelde emülsiyon polimerizasyonuyla üretilir ve emülsiyon halinde iken içerisine uygun katkı maddeleri karıştırılarak boya ve tutkallar yapılır. Fenol-formaldehit, üre-formaldehit, melamin formaldehit gibi termosetler genelde toz halinde kalıplamaya alınan polimerlerdir. Toz bileşiminde termosetin ön polimerleri (termoplastik veya tam çapraz bağlanma yapılmamış), katkı maddeleri ve çapraz bağlayıcı türü katkılar vardır. Polimerin kalıplanması sırasında çapraz bağlanma tepkimeleri ilerler ve polimer sertleşir. Bazı uygulamarda toz termosetler ayrıca sıkıştırılarak granül, pelet vb geometrilerinde kalıplanmaya hazır hale getirilirler.

53 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Doymamış poliesterler genelde viskoz sıvı halde şekillendirilen termosetlerden birisidir. Poliester ön polimeri stiren gibi bir monomer içerisinde çözdükten sonra çapraz bağlayıcı (sertleştirici), dolgu maddesi, antioksidant, hızlandırıcı vb maddeler karıştırılır ve kalıplanır. Poliüretan termosetleri farklı bir yaklaşımla kalıplanırlar. Ayrı kaplarda bulunan ve polimerizasyon girdileri olan poliol ve diizosiyanattan yeterli miktarlarda alınır ve diğer katkılar da karıştırıldıktan sonra bir kalıp içerisine gönderilir. Polimerizasyon ile çapraz bağlanma tepkimeleri kalıp içerisinde birlikte eritilerek kalıp geometrisinde ürün elde edilir.

54 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Kauçuklar (elastomerler), içlerine fazla miktarda katkı maddeleri karıştırılarak şekillendirilen polimerlerdir. Kauçuk ve katkı maddeleri karışımı genelde viskoz hamur kıvamındadır ve balya, şerit, tabaka, levha, çubuk halinde depolanırlar. Kalıplama sırasında vulkanizasyon adı verilen işlemle belli düzeyde çapraz bağlı yapıya dönüştürülerek sertleştirilirler. Aynı polimerden farklı amaçlara yönelik ürünler yapılabilir. Örneğin, poli(etilen terefthalat)(pet) polimeri, uzun yıllar Terylene, Dacron vb ticari adları altında poliester lif yapımında ve fotoğraf filmleri yapımında kullanılmıştır bir termoplastiktir. Aynı polimerden günümüzde kola, su, gazoz gibi içeceklerin konduğu plastik şişeler yapılmaktadır (PET şişeler). Benzer şekilde polistirenden şekillendirilmiş plastik parçalar yanında, ısı ve ses yalıtımı amaçlı veya ambalajlamaya yönelik köpükler üretilir.

55 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Polimerlerin istenilen geometrilerde biçimlendirilmesine yönelik zaman içerisinde çok sayıda yöntem geliştirilmiştir. Aşağıdaki tabloda bu yöntemlerden en önemlileri ve uygulama payları görülmektedir. Ekstruzyon ve enjeksiyon kalıplama en yaygın yöntemlerdir ve genel polimer ürünlerinin yaklaşık % 60 dan fazlası bu iki yöntemle şekillendirilir. Yöntem % Oran Ekstruzyon 36 Enjeksiyon 32 Şişirerek kalıplama 10 Merdalenme 6 Kaplama 5 Sıkıştırarak kalıplama 3 Diğerleri 8

56 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Bazı yöntemler özel bir polimer gurubuna yöneliktir. Örneğin, şişirerek kalıplama yöntemi ile yalnız termoplastik karakterli polimerler biçimlendirilebilir. Ekstruzyon, enjeksiyon ve şişirerek kalıplama termoplastiklerin, sıkıştırarak kalıplama termosetlerin, merdanelenme ise elastomerlerin şekillendirildiği önemli polimer işleme teknikleridir. Polimerlerin kalıplandığı diğer yöntemler arasında döküm, dönerek kalıplama, transfer kalıplama vb yöntemler sayılabilir.

57 1.6 Polimerlerin İşlenmesi (Devamı) Kompozit malzemelerin hazırlanmasında ise elle yatırma, püskürtme, filament sarma, pultruzyon yöntemlerinden, polimerik kaplamalarda ise boyama, daldırma, rulolama vb özel tekniklerden yararlanılır. Polimerlerin kalıplanmasında hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın, temel işlem açısından aşağıda sıralanan yaklaşımlardan birisi uygulanır. Polimerin belli bir kesit geometrisinde sürekli şekillendirilmesi (ekstruzyon, film şişirme vb) Polimerin kalıp yüzeyinde şekillendirilmesi (vakum kalıplama, şişirme vb) Polimerin bir kalıp veya bir malzemenin yüzeyine dereceli kaplanması (püskürtme, dönerek kaplama vb) Polimerin bir kalıp boşluğunu doldurması (dökme, sıkıştırarak kalıplama, transfer kalıplama, enjeksiyon vb)

58 1.7 Türkiye Plastik, Lif ve Kauçuk Sanayi Polimer üretiminde kullanılan monomer veya girdilerin çoğu petrol ve doğal gazdan sağlanmaktadır. Ülkemizde de polimer üretim girdilerinin sağlandığı temel kaynak petroldür ve ağırlıklı olarak ağırlıklı olarak ithal edilen petrol, rafinelerde işlenerek kimyasallar yanında bazı monomer ve girdilerin üretimleri yapılır. Ödev: Türkiye de termoplastik, lif ve kauçuk üretilmesi amacıyla kurulan tesisler nelerdir ve nerelerdedir?