Merhaba sevgili Çeyrek Mühendis ailesi! Günümüzde teknolojik ve bilimsel gelişmelerde ‘malzeme’nin ne kadar önemli olduğu konusunda hepimiz hemfikiriz. Bu yazıda polimerler; yani plastik malzemeler ele alındı. Seri olarak devam edecek olan bu yazı dizisinde, özellikle endüstriyel olarak en çok kullanılan polimer çeşitleri tek tek ve detaylı olarak ele alınacaktır. Herkese keyifli okumalar dilerim.
İSMAİL ÇELİK
Günümüzde birçok malzemenin yerini plastik malzemeler almış durumda. Plastik malzemeler polimerlerden üretilir. Polimer kelime olarak poly ve mer’den oluşur. Poly ‘çok’ – mer ‘birim’ demektir. Yani polimerler çok fazla sayıda birimin ‘monomer’ bir araya gelmesiyle oluşmuş hem doğal hemde sentetik uzun zincirli yapılardır. Zincirler genellikle karbon-karbon bağı şeklindedir. Aynı monomerlerin oluşturduğu polimerlere homopolimer, en az iki farklı tip monomerden oluşan polimerlere ise kopolimer denir.
- Polimerler Çeşitli Şekillerde Sınıflandırılabilirler:
- Kimyasal Bileşimine Göre: Organik, inorganik
- Yapılarına Göre: Homopolimer, Kopolimer, Terpolimer
- İşleme Esasına Göre: Termoplastikler, Termosetler
- Kullanım Alanına Göre: Plastikler, Fiberler, Kaplamalar
- Fiziksel Yapılarına Göre: Amorf, Kristalin, Yarı kristalin
Son zamanlarda geliştirilen kaynak teknikleri ile plastiklerin işlenmesi ve şekillendirilmesi kolaylaşmış ve bu gelişme plastiklerin mühendislik malzemesi olarak daha çok kullanımına yol açmıştır. Kullanım açısından plastikleri iki grup altında toplayabiliriz:
1.Termoplastikler :
Isı ve basıncın etkisi altında yumuşayan, akan ve herhangi bir şekli alabilen, soğutulduğunda ise sertleşebilen yani katı hale gelen yapılardır. Lineer veya dallanmış yapılardır. Isıtıldığında şekil verilebilen termoplastikler, şekillendirme sırasında kimyasal değişikliğe uğramazlar. 250 °C’ye kadar dayanabilen geliştirilmiş termoplastikler bulunmaktadır.Aynı zamanda uygun çözücülerde çözünebilir ve bu sayede kalıplanarak çeşitli şekiller alabilirler. Termoplastik grubunu oluşturan en önemli plastikler akrilikler, naylon, polistiren, polietilen, selülozikler ve vinillerdir.
2.Termosetler:
Isı işlemiyle yalnız tek sefer istenilen şekli alabilen plastik grubuna termosetler denir. Bu plastikler solventlerde çözünmezler. Termosetler polikondenzasyon reaksiyonu (iki molekülün fonksiyonel gruplarının su veya başka bir basit molekül oluşturarak birleşmeleri ile meydana gelen reaksiyonlardır) ile elde edilirler ve yüksek oranda çapraz bağ içerirler.
Polimerlerin Genel Özellikleri
Her polimerin kendine özgü özellikleri vardır, ancak çoğu polimer aşağıdaki genel özelliklere sahiptir.
- Polimerler kimyasallara karşı çok dirençli olabilir: Evlerimizde bulunan plastik ambalajlı temizlik sıvılarını göz önünde getirdiğinizde kimyasalların cilde veya gözlere teması halinde yada yutulduğunda ne olacağını açıklayan uyarı etiketlerini anımsayın, termosetler bu kimyasallara karşı son derece dayanıklıdır.
- Polimerler hem termal hem de elektriksel yalıtkanlık sağlar: Benzer olarak yine evlerimizi göz önüne aldığımızda polimerik malzemelerle yapılmış veya kaplanmış tüm cihazları, kabloları, elektrik prizlerini ve kabloları görebiliriz. Polimerlerden yapılmış tencere ve tava kulpları, cezve kulpları, buzdolaplarının ve derin dondurucuların köpükleri yalıtkan malzemelerden yapılmıştır. Ek olarak birçok kayakçının giydiği termal iç çamaşırlar ve kışlık ceketlerdeki elyaf dolgusu yine çok bilinen örneklerdir.
- Genel olarak, polimerler ağırlık bakımından ve mukavemetine oranla çok hafiftir: Oyuncaklardan uzay istasyonlarının çerçeve yapısına veya külotlu çoraplardaki narin naylon elyaftan kurşun geçirmez yeleklerde kullanılan kevlar’a kadar olan uygulamaları düşünün. Bu örneklerde kullanılan tüm plastikler taş, beton, çelik, bakır veya alüminyum yoğunluğuna kıyasla hafif malzemelerdir.
- Polimerler çeşitli şekillerde işlenebilir: Polimerler farklı metotlarla araç karoserinden tutun ameliyat ipliğine kadar birçok şekle dönüştürülebilirler.
- Polimerler görünüşte sınırsız özellik ve renk yelpazesine sahip malzemelerdir.
- Polimerler, diğer malzemelerden alternatifsiz ürünler yapmak için kullanılabilir: Polimerler şeffaf, sıvı geçirmez yapılardır. Bu özellik onların birçok alanda kullanımını sağlar.
Camsı Geçiş Sıcaklığı
Polimerlere ait karakteristik bir piktir. Polimer zincirinin verilen ısıyı absorblayarak harekete geçtiği sıcaklıktır. Camsı geçiş sıcaklığı altındaki sıcaklıkta polimer sert ve kırılgan, üzerindeki sıcaklıkta ise bükülebilir yapıdadır.
Mekanik Özellikler
Çekme Dayanımı
Bir malzeme her iki ucundan çekme gerilmeleri ile çekildiğinde, kalıcı şekil değişiminin başladığı noktadaki çekme gerilmesi o malzemenin çekme dayanımıdır. Çekme deneyi ile tespit edilir.
Eğilme Dayanımı
Malzemenin ana yapısını koruyabildiği yükü bulmak için kullanılır.
Darbe Dayanımı
Darbe direnci, cisme darbe veya yük şeklinde etki eden kuvvetlere karşı cisimde beliren değişimlerdir. Bu özellikle polimerin dayanıklılığı olabilir. Darbe direnci, bir polimerin ani yükler altında kalıcı deformasyona girmeme özelliğine bağlıdır. Yükleme hızı darbeye eşdeğer olmak kaydıyla, gerilme-uzama eğrisi altında kalan alan darbe direncinin bir ölçüsüdür.
Sertlik
Genel anlamda malzemenin deformasyona karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanan sertlik, direkt bir büyüklük olmayıp daha yüksek dayanımda bir malzemenin kendisinden daha düşük dayanımda diğer bir malzeme üzerinde yapmış olduğu deformasyon üzerinden hesaplanmaktadır. Deformasyon ne kadar küçük ise malzemenin sertliği o derece yüksektir şeklinde değerlendirme yapılabilir.
Serinin Diğer Yazıları
Polietilen
- KAYNAKLAR
- plastics.americanchemistry.com
- megep.meb.gov.tr
- tr.wikipedia.org
- Malzeme Bilgisi (Prof. Dr. Hayri YALÇIN – Prof. Dr. Metin GÜRÜ)
