Polimerler yaşamın her kesitinde bulunan doğal ve sentetik
çok çeşitli maddelerdir. Örneğin, selüloz, nişasta ve pamuk organik, kum ve kil
inorganik doğal polimerlerdir. Sentetik polimerler olarak adlandırılan
polimerler petrokimyasalların gruplandırılmasında son ürünler olarak yeralan
polimerlerdir; örneğin, asetaller, akrilikler, amino reçineler, fenolikler,
poliamidler, poliesterler, poliüretanlar, stirenikler, viniller çeşitli
polimerik bileşiklerdir.
Bu ürünler pek çok endüstrinin hammaddeleridir; çeşitli
plastikler, elastomerler, fiberler, yapıştırıcılar ve kaplama malzemeleri gibi
ürünlerin yapımında kullanılırlar.
Polimerik ürünler plastikler, elastomerler ve fiberler gibi
kesin sınırlarla birbirinden ayrılamaz; örneğin, stiren-bütadien kopolimerleri
içerdiği komonomer miktarına göre elastomer veya plastik özellikler gösterir.
1. PLASTİKLER
Plastikler organik maddelerdir; hammadde polimer olduğu gibi
veya bazı katkı maddeleri ilavesiyle işlenip levha, çubuk tüp yaprak, profil
veya ekstruderde çeşitli kalıplama ürünlerine dönüştürülür. Hammadde polimer
pelletler, levha veya kalıplama karışımı, toz veya sıvı reçine veya lateks
halinde olabilir. Plastikler (veya katkısız polimerler) iki genel grup altında
toplanabilir; termoplastikler ve
termoset plastikler. (Tablo-1)
Tablo-1: Çok Kullanılan Bazı Plastikler
Termoplastikler
Termoplastik maddelere talep yüksektir; bunlar ısıyla
kolaylıkla şekillendirilen, soğuduktan sonra tekrar ısıtıldığında yeniden
şekillendirilebilen plastiklerdir. Termoplastikler genellikle doğrusal veya az
dallanmış yapılardan oluşan polimerlerdir. Proses geri dönüşümlüdür
(reversibıl); ısıtıldığında yumuşar veya erir ve basınç uygulandığında akar,
soğutulduğunda tekrar katılaşarak eski halini alır. Polimer zincirleri arasında
çapraz bağlar yoktur; bu yapı polimere erime özellikleri kazandırır.
Termoset Plastikler
Termoset plastikler kürlenmiş veya çapraz bağlı bileşikler
olduğundan uzun ömürlü ve ısıya dayanıklıdırlar. Bu gruptaki malzemelerin
yeniden işlenmesi veya şekillendirilmesi mümkün değildir. Isıtıldığında
(katalizörlü ortamda) katılaşır ve tekrar ergitilemezler; moleküller kimyasal
ve faz değişimine uğrar, polimer zincirleri arasında üç boyutlu çapraz bağlar
(ağ yapı) oluşur. Üç boyutlu ağ yapılar ısıtıldıklarında basınç uygulandığında
bile akmazlar ve soğutma ve ısıtmayla polimer eski haline dönemez.
2. ELASTOMERLER
Elastomerler (veya sentetik kauçuklar) genellikle termoset
plastiklerdir; kürleme sırasında uzun polimerik zincirler arasında çapraz
bağlar meydana gelir. En önemli özellikleri esnek ve elastik olmalarıdır; oda
sıcaklığında gerdirildiğinde (düşük gerilim) uzunluğunun en az iki katı kadar
uzarlar ve gerilimin kaldırılmasıyla hemen eski boyutuna dönerler. Bu
özellikler özel polimer sistemleriyle sağlanır. Örneğin, akrilik ve
poliakrilatlar; bütil, polibüten ve Poliizobütilen polimerleri; etilen
kopolimerleri; fluoropolimerler (PTFE gibi); silikon, poliüretan ve polieter
blok amid (PEBA); stiren bütadien kauçuğu (SBR); vinil ve polivinilklorür (PVC)
sistemleri gibi.
Elastomer olabilen polimerler poliüretan, bütil kauçuğu,
silikonlar ve özel işlemlerden geçirilen etilen-propilen kopolimerleridir; 0 0C’nin
altında camsı bir görünümde katılaşırlar ve yüksek sıcaklıklarda bile viskoz
bir akışkan haline dönüşmezler. Camsı hale geçtiği sıcaklık ile bozunma
sıcaklıkları aralığında elastik davranışlar gösterirler. deformasyon ve elastik
özellikleri doğal kauçuğa benzer. Termoset elastomerlerin özellikleri vulkanize
kauçuğa benzer, termoplastik elastomerler tekrar kalıplanabilir özellik
taşırlar; yani, kauçuk özellikleri taşıyan polimerlerdir. Elastomerler,
istenilen özellikleri karşılamaları için çoğunlukla dolgu maddeleri içerirler.
Tablo-2‘de tipik bazı elastomerler örnekleri verilmiştir.
Tablo-2: Bazı Tipik Elastomerler
3. FİBERLER
Genel anlamda fiberler uzun veya kısa kıymıklar halinde
kuvvetli ve dayanıklı maddelerdir; polimerik veya inorganik (cam yünü gibi)
esaslı olabilir. Kompozitlerde kuvvetlendirici olarak uzun veya kısa fiberler
kullanılabilir; karışımdaki termoset reçine bağlayıcı görevi yapar.
Termoplastiklerde çok kısa ve yüzey kesiti çok küçük
fiberler daha uygundur. En çok kullanılan cam fiberlerdir.
Polimerik fiberlerin kristallik dereceleri yüksek,
elastikliği düşüktür; polimerlerin gerdirilerek zincirlerin aynı yönde ve
birbirlerine çok yakın düzenlenip yönlendirilmesiyle elde edilirler. Sentetik
fiberler özellikle tekstil sanayiinde kullanılmaktadır. Tablo-3’de çoğu elde
edildikleri monomerlere göre adlandırılan bazı önemli fiberler ve kullanım
alanları verilmiştir.
Tablo-3: Sentetik Fiberler
