Termoplastik ve termoset plastikler
- JACOM_CONTENT_CREATED_DATE_ON
- JACOM_CONTENT_WRITTEN_BY
Termoplastik polymerler
Termoplastikler: Isıtıldıkları zaman yumuşar ve akar, soğutulunca sertleşirler, katılaşırlar. Bu olay termoplastikler için tekrar edilebilir bir özelliktir. Bu şekillendirme esnasında hiçbir kimyasal değişime uğramazlar. Genel de polimerizasyon adı verilen kimyasal işlemle elde edilirler. Yüksek sıcaklıklarda zincirler arası bağlar zayıflar. Pek çok termoplastik yapıdaki polymer’ler lineer polymer şeklindedir. Ve bir miktar da dallı yapıdadırlar.
En önemlileri,
Abs ve San: İki polimer kimyasal reaksiyon ile birleştirilerek yepyeni bir kimyasal yapı-polimer elde edilir.
Abs ve San: ABS sert, rijit ve tok bir malzemedir. Yüksek darbelere dayanıklıdır. Darbe sonu kırılması sünektir. Yüksek ısıya dayanıklı, aleve dayanıklıdır. Uzun süre güneş etkisinde kalırsa rengi, darbe mukavemeti, sürekliliği azalır. SAN ise sert, rijit ve şeffaf bir plastiktir. Çok iyi kimyasal mukavemeti vardır. Tıp şırıngaları, vakum temizleyicileri, buzdolabı bölmeleri, bulaşık makinelerinin yapımında kullanılırlar.
Asetal (POM): Yüksek kristalinlik değerine sahiptir. Sert, rijit iyi nem mukavemetine, ısı ve çözücü mukavemetine sahiptir. Uzun süre yüksek sıcaklılıklarda kararlı kalırlar. Asetal’in kopolimer’leri kuvvetli asitlerden etkilenirler. Asetalin homopolimer’leri ile kopolimerleri cam elyafı ile enjeksiyonla kalıplama ürünleri olarak imal edilmektedirler.
Akrilik (PMMA): Kristal gibi parlak görünen, açık havada yıpranmaya karşı dayanıklı, ağırlığı cam ağırlığının yarısı kadar olan bu plastiğin darbe mukavemeti de yüksektir.
Selüloz Asetat (CA): Saydam, yarı saydam opak veya inci renginde olabilirler. Geniş sıcaklık aralığında tokluğunu muhafaza eder. Isıl iletkenlik çok düşük, su emme özelliği düşüktür. Havada sürekli kalmaya elverişli değildir.
Naylon -Poliamid (PA): Naylon’un Naylon 6,Naylon 66, Naylon 610,
Naylon 612, Naylon 11 gibi çeşitleri vardır. Naylon’un en kötü tarafı su emme özelliğinin yüksek olmasıdır. Tüm naylon çeşitleri elyaf ile takviye edilirler. Naylon kristalin yapıya sahiptir. Naylon 6, döküme gelen bir yapıdadır. Diğerleri zor aktığından yüksek basınç gerektiren enjeksiyon ve extrüzyon yöntemlerini kullanırlar. İyi mekanik ve tribolojik özelliklere sahip olan naylon dişli çark, kam, kaymalı yatak malzemesi olarak kullanılır.
Polikarbonat (PC): Aleve dayanıklı, besin maddeleri ve ilaçlarla direkt temasları iyi olan, havaya ve ultraviyole ışınlara dayanıklı, darbe mukavemeti parça kalınlığına bağlı olan, kalınlık arttıkça azalan ancak 6,5 mm kalınlıkta bile hala mukavemetini koruyan bir malzemedir.
Polietereterketon (PEEK): Kısmi kristalli, tel kaplama ve kompozit malzemeler için uygun bir reçinedir. Oda sıcaklığında tok,rijit uzun sürede aşınmaya karşı çok dayanıklı bir plastiktir.Sulu ortama ve çözücülere karşı mukavemetlidir. Bu plastik uçak, askeri, nükleer santral gibi alanlarda kullanılan tel ve kablo için yalıtım malzemesi olarak kullanılmaktadır.
Polietilen (PE): Piyasada en çok kullanılan plastiklerden birisidir. Alçak yoğunluklu ve yüksek yoğunluklu cinsleri vardır. Bu malzeme kimyasallara dirençli, aşınmalara dirençli, elektrik özelliği, darbe çentik mukavemeti yüksek, nem emme özelliği hemen hemen sıfır olan bir malzemedir.
Polistiren (PS): Bu plastik amorf bir yapıdadır.,parlak ve berrak bir görüntüsü vardır. Genişleyen polistiren adı verilen bir cinsi vardı ki enerji sönümlemede çok elverişlidir. Yiyecek ve içeceklere karşı çok dayanıklıdır. Düğme, ışık düğmeleri, içecek şişeleri ve paketleme malzemesi olarak çok kullanılır.
Polivinil Klörür (PVC): Bu plastik piyasada en çok kullanılan malzemelerden biridir. Bir rijit PVC bir de yumuşak PVC cinsi mevcuttur. Hücreli PVC cinsi de vardır. Köpük olarak kullanılır. Ateş dayanıklıdır, kendi kendini söndürebilir, elektrik yalıtkanlığı çok iyi, fakat kimyasallara dayanıklılığı az olan bir malzemedir. Su boruları, cam çerçeveleri, tel ve kablo izolasyonu olarak, su şişesi olarak kullanılır.
Polipropilen (PP): Bu plastik süt beyaz rengindedir. Çok iyi boyanma kabiliyeti vardır. Isı, kimyasal ve elektrik özellikleri ne çok iyi ne çok kötü sınırlı nispettedir. İlaç, kozmetik, besin endüstrisinde çok kullanılır.
Termoset Polymerler
Termosetler: Isıtıldıkları zaman sürekli bir katılaşma meydana gelir. Bir daha asla tekrar, tekrar ısıtılıp sertleştirilemezler. Tıpkı yumurtayı pişirdikten sonra katılaştırıp yeniden yumuşatamadığımız gibi. Genelde polikondenzasyon yöntemi ile üretilirler. Isıtma esnasında kovalent çapraz bağlanma oluşmuştur. Bu tip bağlanma eğme ve dönme hareketlerini engeller. Daha sert ve aynı zamanda gevrek’tirler.
En önemlileri:
Alkidler: Bu plastiklerin en önemli özellikleri çok düşük su emme, çok iyi elektrik özelliği gösterirler, fiyatları oldukça düşüktür. Alkalilerden etkilenir, fakat zayıf asitlere dayanıklıdırlar. Özellikle elektrik malzemelerinde çok kullanılırlar.
Amino (Melamin, Üre): Oda sıcaklığında sıvı, katı ve kuvvetlendirilmiş olarak bulunurlar. Bir katalizör, ısı altında malzeme sert ve mukavim hale gelir. Amino plastikler üre ve melaminden elde edilirler. Amino reçineleri, sert,rijit, aşınmaya dayanıklı, yük altında çok az şekil değiştirirler.Elektrik yalıtkanlığı süper,yiyeceklere koku vermezler.Aleve karşı dayanıklılıkları iyidir. Ağaç yapıştırıcıları, kaplamalar da kullanılırlar. Düğme, tabak, bardak, elektrik parçaları olarak yapılırlar.
Epoksi Reçine (EP): Termik özellikleri ve kimyasal mukavemetleri çok iyidir. Havada dayanıklılıkları iyidir. Oldukça düşük olan mukavemetleri lifli güçlendiricilerle iyileştirilir.
Fenolikler: Genel amaçlı, katkısız, darbeye karşı mukavemetli, ısıya mukavemetli, iyi elektrik özelliği olan, malzemelerdir. Elektrik parçaları, düğme, açık havada çalışan pompa gövdeleri,elektrik süpürge parçaları, yapıştırma, emdirme, kaplama gibi alanlarda kullanılır.
Polyester (Termoset): Genellikle termoset polyester cam ile kuvvetlendirilmiş olarak CTP şeklinde kullanılır. Bu reçineler kütle kalıplama ve levha kalıplama şeklinde de bulunurlar. Mekanik özellikleri katkı elemanlarına göre çok farklılıklar gösterir. Tekne, mimari paneller, atletizm elemanları, su depoları, sandalye, mobilya yapımında kullanılırlar.
Poliüretan: Bu reçine termoset veya termoplastik şeklinde bulunur. Yoğunluğu çok düşük derecelerden rijit derecelere kadar değişir. Sıvı şeklindeki poliüretanlar termosetlerdir. Esnek, rijit ve tam kabuklu köpük çeşitleri vardır.
Elastomerler
Plastomerler, çok fazla uzatılabilirler sonra, elastik olarak yay gibi gerilerek orijinal uzunluklarına geri dönerler. Bu davranış lastikte çok bariz bir şekilde vardır. Bir polymer’in elastomer yapı olması için bazı kriterlerin olması gerekir.
* Bu yapı kristalleşmeye karşı direnir. (elastomerler amorf yapıdadırlar.)
* Nisbeten serbest zincir dönmeleri gözlenir. (Üzerlerinde gerilme olmayan elastomerler sarılı, kıvrılı vaziyette iken, üzerlerine gerilme uygulanmış elastomerler deformasyon esnasında uzamış vaziyettedirler.)
Elastomerlerde;
* Bir miktar çapraz bağlanma, plastik deformasyona karşı direnci artırır.(Vulkanizasyon oluşumunda olduğu gibi)
* Sıcaklık, camsı dönüşüm sıcaklığı (Tg) nın üzerindedir. (TG) camsı dönüşüm sıcaklığının altındaki elastomerler gevrekleşir.
Vulkanizasyon
* Çapraz bağlanma, elastomerik davranışın gerekli şartlarından birisidir.
* Bu çapraz bağlantı, yüksek sıcaklıklarda genellikle de “S” bileşiklerin katkısıyla kimyasal yolla elde edilen ve de tekraralanabilen bir işlemdir.
* “S” atomları çift bağlı “C” atomları ile köprü şeklinde çapraz bağlantı yaparlar.
* Vulkanize olmamış lastik yüksek çevre sıcaklıklarında yumuşamadan, düşük çevre sıcaklıklarında sertleşmeden zarar görür. Bu problemin üstesinden gelmek için çok çeşitli kimyasal işlemler denendi.1839 yılında Charles GOODYEAR kazara “S” kaplı lastiği ısıtma ile “vulkonizasyon” olayını keşfetti. Isıtma ve soğutma durumunda lastiğin özelliğinin sabit kaldığını gördü.
* Çünkü lastik vulkanizasyon ile çapraz bağlantı yapmaktaydı. Elastomer malzemeler bir “termoset” polymer’ler dir.
* ( E ) , (σçek) ve oksitlenmeye karşı direnç vulkanizas yonla artar. (E ), özellikle çapraz bağlanmanın büyüklüğü ile orantılıdır. Aşırı çapraz bağlantı uzamayı azaltır.
Prof. Dr. İrfan Ay
Balıkesir Üniversitesi
