Ana Sayfa » POLİMERLER

POLİMERLER

Genel Tanımlamalar

Polimerik malzemeler seramiklerden, metallerden, ve küçük organik moleküllerden birçok açıdan farklıdırlar. Bu farklılıklarını aşağıdaki başlıklarda kısaca açıklamaya çalışacağız. Ancak bu açıklamalara girmeden önce polimer biliminden bahsederken sıkça kullanacağımız terimleri tanımlayalım.

Monomer küçük mol kütleli kimyasal maddelere verilen isimdir. Monomerler birbirlerine kovalent bağlarla bağlanarak kendilerinden daha büyük moleküller oluştururlar. Orta büyüklükte oluşan moleküllere oligomer adı verilirken, yüzlerce monomerin birleşmesinden oluşan çok daha büyük makro-moleküllere ise polimer adı verilir.

Çok sayıda monomerin oluşturduğu uzun polimer molekülü bir zincire benzediği için,polimer zinciri olarak da adlandırılır. Hatta, polimer molekülü yerine polimer zinciri terimini kullanmak çok yaygındır.

Polimer zincirinin konformasyonu, bir polimer molekülünün ana zincirindeki atomların, bu atomlar arasında bulunan bağlar etrafında dönme hareketleriyle alabileceği farklı geometrik düzenleri tanımlamak için kullanılır. Polimerin bulunduğu sıcaklık, basınç ve çözelti gibi koşullara göre konformasyonu değişik şekiller alabilir. İki ana konformasyon bulunmaktadır: tam uzamış polimer zinciri konformasyonu (çubuk gibi) ve tam büzülmüş polimer zinciri konformasyonu (yumak gibi). Bu iki ana konformasyon iki ayrı uçta bulunan geometrik düzendir ve yüksek enerji seviyesinde bulunurlar. Bu sebeple polimer zincirleri bulundukları koşula göre iki ucun arasında herhangi bir konformasyonda bulunabilirler. Hatta, genellikle bu iki ucun arasındaki geometriyi tercih ederler ve rasgele büzülmüş konformasyonda bulunurlar.

Polimer molekülü boyunca peşpeşe bağlanarak zincirin ana iskeletini oluşturan kısma ana zincir denir. Ana zincir genellikle karbon-karbon bağlarından oluşan bir iskelet oluştursa da oksijen gibi başka atomlar içeren ana zincirler de mevcuddur. Polimer ana zinciri yerine kullanılan polimer omurgası terimi de oldukça yaygındır.

Polimerin zincirinin sadece düz bir ana zincirden oluşmadığı durumlar da vardır. Ana zincirdeki atomlara bağlanan ve zincirden ayrı başka bir kısa yan molekül oluşturan kısımlara yan gruplar adı verilir. Birçok polimer farklı yan gruplara sahip monomerlerden sentezlenir. Polimer zincirinin üzerindeki yan gruplar, gruptaki molekülün büyüklüğüne, esnekliğine ve fiziksel kuvvet etkileşimlerine göre polimerin fiziksel hali ve mekanik özellikleri başta olmak üzere, bütün fiziksel özelliklerini etkiler.

Polimer Nedir?

Polimerin ne demek olduğunu açıklarken monomer ve polimer terimlerini beraber betimlemek daha doğru olur. Monomer, birbirine kovalent bağlarla bağlanarak daha büyük moleküller oluşturabilen küçük bir moleküldür. Polimer ise birden çok monomerin birbirine kovalent bağlarla bağlanması sonucu oluşan büyük moleküldür (makro-molekül). Zaten polimer kelimesinin kökünü incelediğimizde, poly çok anlamına gelir ve merosküçük parça demektir. Polimerin ne demek olduğunu daha iyi anlamak için bir analoji yaparsak; monomer bir vagondur ve birçok vagonun birleşmesinden oluşan tren ise polimerdir, diyebiliriz. Monomerlerin birbirleriyle bağlanarak polimer oluşturduğu kimyasal reaksiyona polimerizasyon adı verilir.

Monomer + Monomer = Dimer

Monomer + Dimer = Trimer

Monomer + Trimer = Tetramer ……

………………

n tane (Monomer) = Polimer

 

Polimer, monomer denilen ufak moleküllerin birbirine kovalent bağ ile bağlanarak oluşturdukları büyük bir moleküldür. İnsanların elele tutuşmasıyla oluşan zincire benzetilebilirler. Canlıların yaşam sürecinde önemli rol oynayan pek çok organik Polimer olduğu gibi , doğada da pek çok inorganik polimer bulunur. Ayrıca laboratuarlarda çeşitli yöntemler kullanılarak çok sayıda yapay polimer üretilmiştir. Laboratuarlarda üretilen bu yapay polimerler günümüzde bir çok sanayi ürününün üretilmesinde kullanılır. Örnek olarak , bize en uygun olan polimerler PVC (Poli Vinil Klorür) ve PU (Poli Üretan) , termoplastik sınıfına giren polimerlerdir. Camlaşma sıcaklığının üstündeki sıcaklıklara ısıtıldıklarında yumuşayabilirler ve işlenebilir özelliğe sahiptirler. Soğutuldukları zaman ise istenilen şekilde sertleşirler. Fakat ısıtıldıkları zaman tekrar yumuşarlar ve eğer istenirse tekrar şekillendirilebilirler. Böylece defalarca şekillendirilebilirler. PVC , plastikleştirilip işlendiği zaman kararlı , kuru ve esnek bir özelliğe sahip olurlar.

Polimer, en basit tanımıyla monomer denilen küçük moleküllerin birbirlerine eklenmesiyle oluşan uzun zincirli doğal sonucu olarak büyük molekül ağırlıklı bileşikler. Polimerler düşük üretim maliyetleri,kolay şekil almaları ve amaca uygun üretilebilmeleri nedeniyle her alanda yaygınlaşmıştır.PVC(Poly Vinyl Chloride),Teflon(politetrafloroetilen (PTFE) ) hayatımıza giren polimer örneklerindendir. Fiziksel özelliklerine göre Polimerler 3 farklı gruba ayrılırlar;

  • Termoplastikler
  • Termosetler
  • Elastomerler

Polimer Kimyasının Kısa Tarihi

  • Kızılderililer başlangıçta sıvı olan kauçuğun özsuyu ile ayaklarını kapladıktan sonra havadaki oksijenin etkisi ile bazı noktalardan bu moleküller birbirlerine bağlanırlardı. Bu bağlanmalar nedeniyle artık moleküller birbirlerinden kolayca ayrılamazlar , böylece sıvıdan katı duruma geçilir. Fakat bu katı biraz özeldir.  Bu katı yapı içerisinde küçük moleküler hareket edebilirler ve tüm yapıda hareketlidir. Yapının bir balık ağı gibi davrandığı düşünülebilir. Bu nedenle bu yapı kısmen katı kısmen sıvı gibi davranır. Bu Madde kauçuk olarak adlandırılır. Bununla beraber bu kauçuk ayakkabı bir Gün içerisinde dağılırdı. Çünkü havadaki Oksijen ilk olarak molekülleri birbirine bağlamasına karşın bir süre sonra oksijen, zincirleri kesmeye baslar ve birgün sonunda da yapı dağılırdı.
  • Çinliler’in 1400’lü yıllarda yaptıkları , balmumuna daldırılmış kumaştan şemsiye , daha sonra “Direkt Kaplama” olarak isimlendirilecek işlemin tarihteki ilk uygulamasıydı. Kumaşın tamamiyle farklı bir malzemeyle kaplanarak (birleştirilerek) işlevini daha iyiye götürme fikri böyle oluştu.
  • Bugün kullandığımız PVC ve PU gibi polimerlerin atası 1839 yılında Goodyear tarafindan üretildi. Goodyear, kükürtle vulkanize edilmiş kauçuk olan Libonit’i üretti. 1849 yılında Charles Goodyear kauçuk ağacının özsuyunu kükürt ile kaynattığında esnek , sağlam siyaha yakın bir madde elde etti. Goodyear’ın bu buluşu halen üretimdedir , fakat o yıllarda henüz polimer kavramı ortaya atılmamıştı.
  • Polimerlerin ikinci büyük grubu olan plastiklerin ilk ürünü ,1868 de Amerika’da John Wesley Hyatt tarafından pamuk selülozunu nitrik Asit ve kamfor ile etkileştirilerek hazırlanan yarı sentetik polimerdi.
  • 1900’lü yıllarda İtalya’da Direkt Kaplama işlemiyle mezure üretildi. Takip eden yıllarda 1. dünya savaşı esnasında Almanlar ilk U-Boat modelini ürettiler. Ancak dış etkenlere karşı son derece dayanıksızdı.
  • 1920-1930 yılları arasında Alman kimyacı H. Staudinger “Makromolekül” hipotezini ortaya attı ve deneysel olarak ispatladı. İşte bu tarihten sonra polimer kimyası dünyada bir devrim yarattı.
  • 1960’lı yıllarda kumaş ve Plastik özelliklerini aynı anda içeren bir yapıdan bahsedilmeye başlandı. Yüzey, doğal deri efekti verirken sağlamlığını kumaş sağlıyordu. Bu yıllarda “Transfer Kaplama” ortaya çıktı. O yıllarda kullanılan transfer kağıtları en fazla 100 ºC’ye dayanıklıydı. Teknolojinin ve malzeme bilgisinin gelişimiyle suni deri uygulamaları bugünkü halini aldı.

PLASTİK NEDİR?
“C” nun metal olmayan elementler ( H, O, Cl, N ) le meydana getirdiği büyük moleküllü organik bileşiklerdir.

PLASTİĞİN DİĞER ADI=POLYMER NEDİR?
(Poly) = Çok (Mer) = Birim eleman- demektir.Birleştirilince birçok birim elemandan oluşan büyük bir MAKRO MOLEKÜL demektir.
“Polymer” olabilmesi için en az (5) ten fazla (mer)’ in biraraya gelmesi gerekir.Bu bazenyüzlerce, bazen de binlerce (mer) bir araya gelip bir tek zincir şeklinde bulunabilir.

 

 

polimer polimer1 polimer2 polimer3

 

 

Mühendislik Plastiklerinin Seçiminde Kullanılan Temel Kriterler

  • Mekanik Özellikler
  • Darbe Mukavemeti
  • Boyutların Kararlılığı
  • Sıcaklık Mukavemeti
  • Kimyasal Mukavemet
  • Alev Geciktiricilik
  • Elektriksel Özellikler
  • Sürtünme ve Aşınma
  • İşleme Özellikleri
  • UV Mukavemeti
  • Yüzey Sertliği
  • Yüzey Görünümü
  • Maliyet

Mühendislik Uygulamalarında Plastiklerin Sağladığı Avantajlar

  • Parça Konsolidasyonu
  • Montaj Kolaylıkları
  • Boyama ve yüzey işlemlerinin ortadan kalkması
  • Yüksek “Mukavemet/Ağırlık” oranı
  • Kimyasal Mukavemet
  • Darbe Mukavemeti

termoplastikler termoplastikler1 termoset

 

 

 

Bir Cevap Yazın