TERMOSET MALZEMELERİN ÖZELLİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI (POLYESTERLER, FENOLPLASTLAR, AMİNOPLASTLAR)

Transkript

1 TERMOSET MALZEMELERİN ÖZELLİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI (POLYESTERLER, FENOLPLASTLAR, AMİNOPLASTLAR)

2 POLYESTERLER: Polyester, polimerlerin bir kategorisi veya daha özel olarak ana bağları içinde ester fonksiyonel grupları içeren yoğuşma polimerleridir. Polyesterler doğada bulunmasına karşın, polyester genel olarak tüm polietilen tereftalat ve polikarbonat içeren sentetik polyesterlere ait geniş bir aileyi belirtir. PET, termoplastik polyesterlerin en önemlilerinden biridir.

3 KULLANIM ALANLARI Kumaş üretimi için lifler (ve mikrolifler), Şişeler, Film şeritler, Fotoğraf filmleri, Yaygın olarak kullanılan camla güçlendirilmiş (fiberglas) kompozit malzeme ve diğer kompozit malzemeler, LCD (likit kristal ekran), Hologramlar, Filtreler, Sığaçlar için dielektrik film ve teller için yalıtım filmi ve yalıtım bandı, Halı, Hazır Giyim/ bluz, elbise, ceket, spor kıyafetleri takım elbise, gömlek, pantolon, yağmurluk, çocuk giyimi, bayan iç çamaşırı, Ev Tekstili/ perde, serilebilir kumaş, yer kaplaması, döşemelik, nevresim, lif dolgusu.

4

5 FENOPLASTLAR: Fenoplastlar: Fenolik reçineler Fenol + metanol polimerizasyonu Başlıca Özellikleri; ısıya dayanıklı tutuşmaz kararırlar

6 Fenolik ısılsert malzemeler (fenolplastlar) sanayide ilk plastik malzemedir. İyi mekanik özelliklere eşlik eden düşük maliyetleri, iyi elektrik ve iyi ısı yalıtım özellikleri nedeniyle tercih edilmektedirler. Şekillendirilebilirlikleri kolay, renkleri sınırlıdır.

7 Kullanım Alanları: Elektrik kablolarında, elektrik düğmelerinde, bağlantı elemanlarında ve telefon iletim sistemlerinde kullanılır. Oto hidrolik fren ve nakil parçalarında, aletlerin elle tutma yerlerinde, düğmelerde, panellerde kullanılır. Yüksek ısı ve neme dayanımları iyi olduğundan ağaç kaplama işlerinde kullanılır. Dökümhanelerde kabuk kalıplamada kum bağlayıcı olarak da kullanılır. Suya dayanıklı yapıştırıcı, formika ve benzeri levhalar, aşındırıcı yapımında bağlayıcı olarak da kullanılırlar.

8 AMİNOPLASTLAR: Pollapas,formika,ultrapas gibi çeşitli örnekleri vardır.amino reçineleri formaldehidin, amin grubu içeren ( NH2) çeşitli bileşikler ile denetimli tepkimesiyle oluşan, ısılsert polimer malzemedir. Üreformaldehit ve melamin-formaldehit reçineleri yaygındır. Yoğuşma polimerizasyonu sonucu su açığa çıkar. Düşük molekül ağırlıklı, yüksek çapraz bağlı yapılardır. Sellüloz dolgu maddesiyle, düşük maliyetli fakat yüksek dayanımlı, yüksek kaskatı ürün elde edilir. Üre-formaldehit, melamin formaldehite göre ucuz, ancak melamin kadar yüksek ısı dayanımı ve yüzey sertliğine sahip değildir.

9 Kullanım Alanları: Sellüloz dolgulu üre-formaldehit elektrik duvar panelleri ve düğmelerin yapımında uygundur. Selüloz dolgulu melamin formaldehit ise, tabak, düğme ve kolların yapımında kullanılır. Her iki türün suda çözünen reçineleri ağaç, sunta, kotraplak, tekne gövdeleri, yer döşemeleri ve ağaç eşyalarda yapıştırıcı olarak kullanılır.

10 Aminoplast Kullanım Örneği

11 GİRİŞ Gerek Society of Plastics Engineers ve gerekse The Condensed Chemical Dictionary el kitabının tariflerine göre plastik; (I) şekillenebilen veya kalıplanabilen malzemeye, (II) içinde dolgu maddesi, antioksidan, renklendirici, plastikleştirici gibi... katkılar içeren polimerik malzemelerin; kalıplanıp işlenmiş son kullanıma hazır şekline denilmektedir. Plastik malzemenin temel yapıtaşı olan polimer ise uygun şartlarda basit moleküllerin çeşitli fonksiyonel gruplarla reaksiyonu sonucu oluşan uzun zincirli bileşiklerdir.

12 POLİMERİK MALZEMELER -POLİMERLER BÜYÜK MOLEKÜLLERDEN OLUŞAN MADDELERDİR. -POLİMER MOLEKÜLÜNÜ OLUŞTURMAK ÜZERE BİRBİRLERİ İLE KİMYASAL BAĞLARLA BAĞLANAN KÜÇÜK MOLEKÜLLERE MONOMER DENİR. -MONOMER BİRİMLERİNDEN BAŞLIYARAK POLİMER MOLEKÜLLERİNİN OLUŞMASINA YOL AÇAN REAKSİYONLARA, POLİMERİZASYON REAKSİYONLARI DENİR. -MAKROMOLEKÜL DENİLEN BİR POLİMER MOLEKÜLÜNDE MONOMERLERDEN YÜZLERCE,BİNLERCE, BAZEN DAHA FAZLASI BİRBİRİNE BAĞLANIR. -ÇOĞUNUN MOLEKÜL AĞIRLIĞI KADARDIR.

13 -POLİMERİK MALZEMELER YÜKSEK MOLEKÜL AĞIRLIKLI, UZUN, ZİNCİRİMSİ BİR YAPI GÖSTEREN POLİMER MOLEKÜLLERİNDEN OLUŞUR. -BİR POLİMER ZİNCİR MOLEKÜLÜ, BİRİBİRİNE KUVVETLİ KOVALENT BAĞLARLA BAĞLI KÜÇÜK MOLEKÜL BİRİMLERİNDEN OLUŞUR. HER POLİMER MOLEKÜL ZİNCİRİNDE BİNLERCE KEZ TEKRARLANAN BU BİRİMLERE MER DENİLİR. POLİMER MOLEKÜLLERİ, MERLER DEN (TEKRARLANIR BİRİM LER) OLUŞUR. -POLİMER ÇOK MER ANLAMINDADIR VE MERLERE BENZEYEN MOLEKÜLERDEN (MONOMER) ELDE EDİLİR. Polimerizasyon

14 -MER SAYISI ARTTIKCA, POLİMERİN ÖZELLİKLE FİZİKSEL ÖZELLİKLER DE DEĞİŞİR. -MER SAYISI KÜÇÜKKEN SIVI HALDE BULUNABİLEN POLİMER, BU SAYI ARTTIKÇA YOĞUNLUĞU VE VİZKOZİTESİ ARTMIŞ, BAL KIVAMINDA BİR SIVIYA DÖNÜŞEBİLİR. -MER SAYISININ DAHA DA ARTMASI İLE KATI BİR POLİMER OLUŞABİLİR. -MER SAYISININ KÜÇÜK OLDUĞU POLİMERLERE OLİGOMER DENİLİR. -MER SAYISI ÇOK FAZLA OLAN POLİMERLERE MAKROMOLEKÜL DENİLİR. -AYNI MONOMERDEN MER SAYISINA GÖRE DEĞİŞİK ÖZELLİKLERDE MALZEMELER ELDE EDİLEBİLİR (SIVI PARAFİN,PE WAX, LDPE, UHMWPE).

15 -POLİMER ZİNCİRLERİ BELİRLİ BİR HAREKETLİLİĞE SAHİPTİR VE ARALARINDA VAN DER WAALS, DİPOL, HİDROJEN BAĞI VE İYONİK ETKİLEŞİMLER MEVCUTTUR VE BİRİBİRİLERİNDEN BAĞIMSIZ OLARAK HAREKET EDEMEZLER. -ÖZELLİKLE ÇOK UZUN VE BÜKÜMLÜ OLDUKLARINDA, POLİMER ZİNCİRLERİNİN BİRİBİRİNE DOLANMIŞ DURUMDA OLDUKLARI SAPTANMIŞTIR VE POLİMER ZİNCİR MOLEKÜLLERİ, ADETA İPLİKLERİ BİRBİRİNE DOLANMIŞ BİR YÜN YUMAĞI GÖRÜNÜMÜNDEDİR.

16 -POLİMER ZİNCİRLERİNDE HEM KONFİGÜRASYON HEMDE KOFORMASYON SÖZKONUSUDUR. -DEĞİŞİK ATOMLARIN VEYA GRUPLARIN POLİMER ZİNCİRİNDE YERLEŞME ŞEKLİNE GÖRE,KİMYASAL YAPI AYNI OLSADA,POLİMER ZİNCİR YAPISINDA FARKLILIKLAR OLUŞACAKTIR. -BÖYLECE, POLİMER ZİNCİRİNİN DEĞİŞİK KONFİGÜRASYONLARINDAN SÖZ EDİLEBİLMEKTEDİR. -BÖYLECE İKİ TİP İSOMERİZM ORTAYA ÇIKMAKTADIR. KARBON-KARBON ÇİFTE BAĞINA VEYA AROMATİK HALKAYA GÖRE DEĞİŞİK GRUPLARIN BAĞLANMA KONUMUNDAKİ FARKLARDAN GEOMETRİK İSOMERİZM (CİS-TRANS İSOMERİZM) OLUŞUR.

17 -POLİMER ZİNCİRLERİ İÇİN KONFİGÜRASYON YANINDA KONFORMASYONDAN DA SÖZ ETMEK GEREKİR. -BU KAVRAM, KONFİGÜRASYONDAN OLDUKÇA FARKLIDIR. BİR POLİMER ZİNCİRİNİN KONFİGÜRASYONU, POLİMER ZİNCİRİNDEKİ ATOMLAR ARASINDAKİ BAĞLAR KOPARILMADIKÇA VE POLİMER ZİNCİRİ KİMYASAL OLARAK YENİDEN DÜZENLENMEDİKÇE DEĞİŞTİRİLEMEZ. -BUNA KARŞILIK POLİMER ZİNCİRİ, ATOMLAR ARASINDAKİ TEK BAĞLAR ETRAFINDA DÖNEBİLİR. BÖYLECE FARKLI DÜZENLEMELER OLASIDIR. -ÖRNEĞİN BİR POLİMER ZİNCİRİ İYİCE GERDİRİLEREK BİR DÜZLEM ÜZERİNDE ZİG-ZAG GÖRÜNÜME SOKULABİLİR. AYNI ZİNCİR, DAHA AZ GERDİRİLEREK BÜKÜMLÜ VEYA YÜN YUMAĞI ŞEKLİNDE BİR YAPIYA KAVUŞTURULABİLİR. BU DEĞİŞİK ŞEKİLERE KONFORMASYON DENİLİR.

18 -POLİMER ZİNCİRİNİN KONFİGÜRASYONUNA BAĞLI OLARAK, POLİMERLERDE TAKTİSİTE KAVRAMI ORTAYA ÇIKMIŞTIR. -POLİMER ZİNCİRİNİN TAKTİSİTESİ, ZİNCİRDEKİ KARBON ATOMLARININ ÜZERİNDE BULUNDUĞU DÜZLEME GÖRE DEĞİŞİK GRUPLARIN NE YÖNDE SIRALANDIĞINA GÖRE TANIMLANMAKTADIR. -BÖYLECE, DEĞİŞİK UZAY YAPILI POLİMERLER OLUŞMAKTADIR. BU YAPIDAKİ POLİMERLERE STEREOREGÜLER (UZAY YAPILI) POLİMERLER DENİLİR. -BÖYLECE AYNI KİMYASAL YAPIDAKİ BİR POLİMERİK MADDENİN, İZOTAKTİK, SİNDİOTAKTİK VE ATAKTİK GİBİ FARKLI YAPILARI BULUNABİLİR.

19 İzotaktik polipropilen Sindiyotaktik polipropilen Ataktik polipropilen

20 -ÜÇ FARKLI TAKTİSİTE GENELLİKLE ÜÇ FARKLI ÖZELLİKTE POLİMER OLUŞMASINA YOL AÇAR. ÖRNEĞİN, İZOTAKTİK VE KISMENDE SİNDİOTAKTİK PP, POLİMERİK MALZEME OLARAK SIKLIKLA KULLANILIRKEN, ATAKTİK PP NİN KULLANIM ALANI UYGUN OLMAYAN ÖZELLİKLERİ NEDENİ İLE KISITLIDIR.

21 MOLEKÜL AĞIRLIĞI KAVRAMI. -BU KISMA KADAR, POLİMERİK MADDELERİN, BÜYÜK MOLEKÜL AĞIRLIKLI, UZUN ZİNCİRLERDEN OLUŞTUĞUNDAN SÖZ ETTİK. BU DURUMUN, POLİMERİN ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİNİN BELİRLENİP TARTIŞILABİLMESİ İÇİN, KANTİTATİF OLARAK İFADE EDİLMESİ GEREKMEKTEDİR. -BU AMAÇLA POLİMERİK MADDELERDE MOLEKÜL AĞIRLIĞINDAN (MA) VE POLİMERLEŞME DERECESİNDEN (PD) SÖZ EDİLMEKTEDİR.

22 -POLİMERLEŞME DERECESİ, BİR POLİMER MOLEKÜLÜNDEKİ TEKRARLANAN MONEMER MOLEKÜLÜNÜN (MER) SAYISINI GÖSTERMEMTEDİR. MA(POLİMER)=(PD)X MA(MONOMER) EŞİTLİĞİ İLE İFADE EDİLMEKTEDİR. -POLİMERİK MADELER, POLİMER ZİNCİRİ DEĞİŞİK BOYLARDA VE ŞEKİLLERDE (LİNEER, DALLANMIŞ) MOLEKÜL AĞIRLIKLARI DA BİRİBİRİNDEN FARKLI MOLEKÜLERDEN OLUŞUR. -BU NEDENLE, POLİMERİK MADDELERDE TEK BİR MOLEKÜL AĞIRLIĞI YERİNE, ORTALAMA MOLEKÜL AĞIRLIĞINDAN SÖZ ETMEK MÜMKÜNDÜR.

23 -EN YAYGIN KULLANILAN MOLEKÜL AĞIRLIĞI ORTALAMALARI, SAYISAL ORTALAMA (Mn) ve AĞIRLIK ORTALAMASI (Mw) DIR. -SAYISAL ORTALAMA, POLİMERİN UYGUN ÇÖZELTİSİNDE BULUNAN POLİMER ZİNCİRLERİNİN SAYISINA DAYALI ÖLÇÜM VE HESAPLAMALAR YAPAN OSMOMETRİ YÖNTEMİ İLE SAPTANDIĞINDAN, DÜŞÜK MOLEKÜL AĞIRLIKLI POLİMER ZİNCİRLERİNİN BU ORTALAMAYA KATKISI DAHA FAZLADIR. -BUNA KARŞILIK AĞIRLIK ORTALAMASI, DAHA ÇOK ZİNCİR BÜYÜKLÜĞÜNE DAYALI OLARAK ÖLÇÜM VE HESAPLAMALAR YAPAN IŞIK SAÇILMASI YÖNTEMİ İLE SAPTANMAKTA VE BU KEZ DAHA BÜYÜK MOLEKÜL AĞIRLIKLI ZİNCİRLERİN ORTALAMAYA KATKISI DAHA ÇOK OLMAKTADIR.

24 -BU NEDENLE, Mn DEĞERİ HEMEN DAİMA Mw DEĞERİNDEN DAHA KÜÇÜKTÜR. -ANCAK İDEAL BİR DURUMDA, TÜM POLİMER ZİNCİRLERİNİN AYNI BOYUTTA OLMASI HALİNDE, Mn VE Mw BİRBİRİNE EŞİT OLABİLMEKTEDİR. -POLİMER SİSTEMLERİNDE TEK BİR MOLEKÜL AĞIRLIĞI YERİNE, MOLEKÜL AĞIRLIĞI DAĞILIMINDAN SÖZ EDİLEBİLMEKTEDİR. -Mw/Mn ORANI BU DAĞILIMIN GENİŞLİĞİ HAKKINDA BİR FİKİR VEREBİLMEKTE OLUP, BU ORAN BÜYÜDÜKÇE POLİMERİK MADDENİN MOLEKÜL AĞIRLIĞI DAĞILIMIDA GENİŞLEMEKTEDİR. MOLEKÜL AĞIRLIĞI DAĞILIM EĞRİSİ

25 BİRİNCİL KUVVETLER,(KOVALENT BAĞLAR,KAUÇUK)

26 BİRİNCİL KUVVETLER,(İYONİK BAĞLAR,İONOMER)

27 BİRİNCİL KUVVETLER,(İYONİK BAĞLAR)

28 BİRİNCİL KUVVETLER,(İYONİK BAĞLAR)

29 İKİNCİL KUVVETLER,(VAN DER WAALS KUVVETLERİ) CH 2

30 İKİNCİL KUVVETLER,(DİPOL ETKİLEŞİMİ, PAN)

31 İKİNCİL KUVVETLER,(HİDROJEN BAĞI, NAYLON,6,6)

32 -İKİNCİL GÜÇLER ARASINDA YER ALAN VAN DER WAALS 700 MPa CİVARINDAKİ DEYERİ İLE EN DÜŞÜK OLANIDIR.ANCAK BU DEYER BİLE TİCARİ POLİMERLERİN KOPMA DAYANIMININ ON KATI CİVARINDADIR -EĞER POLİMER ZİNCİRİNDE -C-O-C-, YAN ZİNCİRDE VEYA KENDİNDE YAN GRUP OLARAK -CO, -Cl,VAYA -NO2 GRUOLARI YER ALIRSA DİPOL-DİPOL ETKİLEŞİMİ ESAS GÜÇ HALİNE GELİR VE POLİMER SERT POLİMER ÖZELLİKLERİ GÖSTERİR. -EĞER POLİMER ZİNCİRİNDE -C-NH- GİBİ BİR GRUP, YAN GRUP OLARAK DA -OH,VE/VEYA NH2 GİBİ GRUPLAR YER ALIRSA BU KEZ, OLUŞACAK HİDROJEN BAĞI ESAS GÜÇ TAŞIYICI UNSUR OLACAKTIR. -POLİAMİDLERDE,POLİÜRETANLARDA,POLİVİNİL ALKOLDE, BUTADİEN AKRİLİK ASİT KOPOLİMERLERİNDE KARŞILAŞILAN DURUM,DİPOL-DİPOL ETKİLEŞİMİ VE HİDROJEN BAĞI OLUŞUMUNUN TİPİK ÖRNEKLERİDİR.