PLASTİKLER (POLİMERLER)
PLASTİK NEDİR? Karbon ile hidrojen bileşiği plastiği oluşturur. Petrolden elde edilir. Monomer adı verilen binlerce küçük molekülün ısı ve basınç altında birleşerek kocaman bir molekül oluşturmasına plastik adı verilir.
Çok sayıda atomun (monomer) birbirine bağlanarak oluşturdukları çok büyük moleküllere polimer denir. Örnek: Etilen bir monomer polietilen ise bir polimerdir. Polietilen en çok kullanılan plastiklerin başında gelir. Plastikler sentetik polimerlerdir, doğada hazır bulunmazlar. İnsan müdahalesi ile elde edilirler. Çok yaygın şekilde kullanılmaktadır.
Günümüzde ayakkabıların büyük bir kısmı polimer malzemeden yapılmaktadır. Kiminin derisi, kiminin altının yumuşaklığı farklıdır. Derinin kendisi doğal bir polimerdir. Yürüyüş botlarının çoğunun altı poliüretandan yapılmıştır Bazılarının yapısında polivinil klorür (PVC) bulunur, bazılarında naylondan yapılmış ürünler kullanılır.
Günlük yaşamda etrafta görülen her üç nesneden ikisi plastiktir. Plastik polimer ile çoğu kere benzer anlamda kullanılmaktadır. Plastik karbonun metal olmayan elementlerle (H, O, Cl, N) meydana getirdiği büyük moleküllü organik bileşiklerdir. Otomotiv, beyaz eşya, ambalaj sektörleri başta gelmek üzere bir çok sektör tarafından tercih edilmektedir. Araç lastikleri, plastik maddeler, ayakkabı, bisiklet, tenis raketi ve topu, PVC, teflon tava v.b. birçok malzeme sentetik polimerden üretilmiştir.
Paketlemede çoğu kere polimerik malzeme kullanılmaktadır. Evlerde kullanılan malzemelerin bazıları naylondan, bazıları polipropilenden, polyesterden veya polietilenden yapılmıştır. Fotoğraf filmleri önceleri selüloz nitrattan yapılırken daha sonra kolayca yanan bu ürün yerini selüloz asetata daha sonra o da yerini polyestere bırakmıştır. Bugün fotoğrafçılıkta kullanılan sert ve şeffaf renkli filtreler polikarbonattan yapılmaktadır. Gözlük camlarının yerini daha hafif ve kırma indisi camdan daha fazla olan polikarbonat almaktadır. Kontak lenslerde ise polimetilmetakrilat kullanılmaktadır. Araba farları benzer şekilde akrilatlardan hazırlanmaktadır.
PVC borular ziraatta kullanılan sulama sisteminin ve evlerdeki su tesisatının en önemli elemanlarıdır. PVC kapı ve pencereler ucuz ve ısı yalıtımındaki avantajları nedeniyle binalarda kullanılmaktadır. Bazı çatlak ya da deliklerdeki su geçirmezliği sağlamak amacıyla sıkça silikon kullanılmaktadır. Yer döşemesinde kullanılan lekelenmeye dirençli politetrafloroetilen (TEFLON) dan yapılmış halıların yanı sıra mutfakta yanmaz teflon tavalardan yararlanılmaktadır. İnşaat sektöründe kullanılan akrilik lateks boyalar çoğu zaman polimetilmetakrilat bazen de polivinilasetat kopolimeri içermektedir Günümüzün otomotiv sektöründe önemli miktarda polimer madde kullanılmaktadır. Uçaklarda yakıttan tasarruf edebilmek için metal kullanımı hızla azalmakta ve yerini hafif özellikteki polimerik maddeler almaktadır.
Plastiklerin kimi yün kadar yumuşak, kimi de kemik kadar serttir. Kimi de ikisi arasında elastik özelliktedir. Üç tip genel olarak plastik vardır. 1) Termoplastikler (Yumuşak Olanlar) 2) Termosetler (Sert Olanlar) 3) Elastomerler (Elastik Olanlar) Termoplastikler: Elastik lineer zincirler Termosetler: Rijit üç boyutlu zincir ağı Elastomerler: Lineer çapraz bağlı zincirler.
Termoplastikler Isı etkisiyle yumuşayabilirler Daha çok lineer yapı gösterirler Artan sıcaklıkla önce vizkoz sıvı sonrada sıvı duruma geçer. Kolaylıkla şekil verilebilir. Geri kazanılarak tekrar kullanılabilirler. Düşük sürtünme katsayıları vardır. Pres, enjeksiyon, haddeleme, ekstrüzyon, gibi imalat yöntemleri uygundur.
Termoplastiklerin makro zincirleri yumak şeklinde ve sadece atomlar kendi aralarında kimyasal bağ ile bağlanmışlar, zincirler arasında kimyasal bağ yoktur.
Önemli Termoplastikler 1. Polyethylene ; Mükemmel kimyasal ve darbe direnci, mükemmel yalıtkanlık ve çok amaçlı kullanım yeri
2. Polystren ; Ucuzdur, sert plastiktir, köpük maddesidir.
3. Polycarbonate ; Gerçekte kırılmaz, camdan 250 kat akrilikten 30 kat daha fazla darbeye dayanıklı, ağırlıkta çok hafif, yüksek yalıtkanlık özelliği vardır.
4. Naylon ; Düşük sürtünme özelliği var. Aşınma direnci yüksek yüklere dayanıklı ve işlenmesi iyidir.
5. Acrylic ; Yüksek ışık geçirgenliğine sahip, darbeye karşı camdan 6 kat daha dayanıklıdır. Diğer adı plexiglass dır.
6. PVC (Polyvinilchloride) ; Mükemmel korozyon direncine sahip, yüksek mukavemet/ağırlık oranı yüksek, işlenmesi kolay, kimyasal sıvı depo kapları için uygun bir malzemedir.
Termosetler Bir kez reaksiyona girip şekil aldıktan sonra, o şeklini bir daha sonsuza kadar sürdürürler. Tıpkı yumurta piştikten sonra bir daha sıvı hale geri dönmemesi gibi Isı ile yanarak kömürleşirler; dolayısıyla sıcaklıkla yumuşamazlar. Camlaşma sıcaklığı alt ve üstünde gevrek davranırlar. Gevrekliği azaltmak için dolgu malzemeleri kullanılır. Yüksek sıcaklıkta yumuşama yada erime olmaz, malzeme yanar. Geri kazanılması çok güçtür. Epoksi, polyester, bakalit, vs.
Önemli Termosetler 1. Bakalit ; Fenol ve formaldehitin ısı ve basınç altında reaksiyona girmesiyle oluşur. Elektrik ürünlerinin üretiminde çok kullanılır.
2. Polyester + Elyaf= Plastik Saç tan şekillendirilmiş ürünler
3. Polyimide ; Kimyasal direnci iyi, mekanik özelliği mükemmel, portakal sarısı rengi vardır. Grafit ve cam elyafı ile birleştirildiğinde elastiklik modülü çok yükselir.
4. Vulkanize olmuş lastik ; Şayet lastik kükürt ile kimyasal reaksiyona girerse, bu lastiği daha sert, kimyasallara daha dirençli yapar.
Elastomerler Ne termoplastikler kadar yumuşak ne de termosetler kadar sert olmayan plastiklerdendir. İç yapılarında zincirler arası kimyasal bağlar daha seyrek bağlanmıştır. Çok yüksek elastik özellik gösterirler. Uzamaları %1000 e ulaşabilir. Dayanımları düşüktür. (Doğal kauçuk, lateks, vs.) Vulkanizayon yardımıyla molekül zincirleri arasında çapraz bağlar oluşturulabilir ve lastik şeklinde üretilerek dayanımı arttırılabilir. Bütadin/isopren/Neopren/Silikon, vs.
Katkı maddeleri Plastikleştiriciler: Yumuşatır ve camlaşma sıcaklığını düşürür Dolgu maddeleri: Gevrekliği azaltır/ekonomiklik sağlar Takviyeler; kompozit malzeme yaparak dayanımı arttırır Stabilizatörler; Ortam etkisini indirgeyerek degradasyonu azaltır. Alevlenme Önleyiciler; Kolay alevlenme ve yanmayı önlerler Renklendiriciler; Polimerleri renklendirmek için kullanılır
Plastiklerin Genel Özellikleri 1. Termoplastikler sünektir, termosetler gevrektir. Yüksek sıcaklıklara dayanamazlar.
2. Sabit yük altında oda sıcaklığında zamanla uzama gösterirler. 3. Plastiklerin elastisite modülleri düşüktür. Metallerin 1/100 ü kadar. Yük taşımaya uygun değildirler.
4. Elektriği iyi iletmezler dolayısıyla yalıtkandırlar. 5. Kimyasal maddelere karşı dayanıklıdır.
6. Her türlü cihaz-aletin dış cephesini kapatmak için estetik madde olarak kullanılırlar.