Polimerlerin Özellikleri ve Uygulamaları
Plastikler nerelerde kullanılır?

Polimerler nelerdir?

Polimerler , yüksek moleküler ağırlıklarıyla karakterize edilen özel bir kimyasal madde türüdür. Üstelik belirli bir yapıları vardır: Mers adı verilen tekrarlanan birimlerden oluşurlar. Yüksek moleküler ağırlık, tek bir merin ayrılmasının veya bağlanmasının bileşiğin kimyasal ve fiziksel özelliklerini önemli ölçüde değiştirmediği anlamına gelir. Bu, oligomerler (az sayıda merden oluşan maddeler) için önemli bir farktır; onların durumunda böyle bir değişiklik, örneğin farklı bir erime noktasına neden olabilir. Polimerler öncelikle plastiklerle ilişkilidir. Ancak gerçekte bu bileşik grubu çok daha geniştir. Plastiğin yapı taşı olan sentetik polimerlerin yanı sıra doğada yaygın olarak bulunan doğal polimerler de bulunmaktadır. Canlı organizmaların temel bileşenlerinden biridir.

Polimerlerin kimyasal özellikleri

Her polimerin kendine has özellikleri olabilir. Bununla birlikte, polimerlerin hepsinde ortak olan çeşitli kimyasal özelliklerini ayırt etmek mümkündür. Bunlar aşağıdaki gibidir:

• Kimyasallara karşı direnç. Örneğin ambalajlamada kullanılan plastikler, içerdikleri kimyasallarla reaksiyona girmez.
• Elektrik ve ısı yalıtımı. Polimerler iyi yalıtkanlardır. Kabloların üzerindeki koruyucu katmanlar veya elektrik prizleri için kullanılan malzemeler bunlardan üretilmektedir. Termal dirençle ilgili özellikleri bu malzemelerin evlerde, örneğin tencere saplarında kullanılmasına olanak sağlar.
• Hafif olmakla birlikte yüksek mukavemet . Hatta bazı plastikler yüzebilir.
• İşlenmesi kolaydır . Polimerler çeşitli şekillerde işlenebilir; ince katmanlar (örneğin tekstil lifleri) ve katı omurga yapıları halinde oluşturulabilirler. Belirli bir biçimde kolayca oluşturulabilirler.

Polimerler nasıl üretilir?

Polimerlerin üretimi iki yöntemden biri kullanılarak gerçekleştirilebilir: polimerizasyon ve polikondensasyon. İlk işlemde monomerlerin birbirine bağlandığı bir zincirleme reaksiyon meydana gelir. Buna herhangi bir yan ürünün oluşumu eşlik etmez. Polimerizasyonun gerçekleşmesi için, içinde tüketildiği reaksiyonu başlatan bir madde olan bir başlatıcının kullanılması gerekir. Bağlayıcı monomerler başlangıçta katı, sıvı veya gaz fazında olabilir. Polimerizasyondan kaynaklanan plastikler şunları içerir:

• LDPE ve HDPE polietilen ,
• polivinil klorür (PCV) ,
• polipropilen (PP) ,
• polistiren (PS).

Çoklu yoğunlaşma, bir makromolekül, yani bir polimer artı bir yan ürün olarak su, amonyak veya hidrojen klorür gibi başka bir madde üretir. Bu reaksiyonla polimer zinciri adım adım büyür. Polikondensasyonla üretilen en popüler plastikler arasında şunlar yer alır:

• poliamidler,
• fenol-aldehit reçineleri,
• epoksi reçineler,
• bazı polyesterler .

Plastik üretiminin sonraki aşamalarında stabilizatörler veya değiştiriciler gibi çeşitli türde katkı maddelerine sıklıkla ihtiyaç duyulur. Onlarla belirli özelliklere sahip malzemeler üretmek mümkündür. Ürün Portalında bulunan PCC Grubu portföyünde plastiklere yönelik çok çeşitli katkı maddeleri bulunabilir .

Ne tür polimerler var?

Tüm polimerler çeşitli kriterlere göre, örneğin kökenlerine, yapılarına ve moleküllerinin şekli ve düzenine göre bölünebilir. Kökenlerine bağlı olarak polimerler şunlar olabilir:

• sentetik , yani tamamen monomerlerden kimyasal sentez yoluyla üretilirler;
• doğal yani canlı organizmalar tarafından üretilirler; bunlar örneğin selüloz , proteinler veya nükleik asitleri içerir;
• doğal fakat kimyasal reaksiyonlarla değiştirilmiş, örneğin selüloz asetat veya değiştirilmiş nişasta değiştirilmiş polimerlerdir .

Farklı polimer türleri zincir yapılarına göre de ayırt edilebilir. Diğerlerinin yanı sıra doğrusal, dallanmış, merdiven veya çapraz bağlı polimerler vardır. Ayrıca polimer molekülleri, zincir bağlantılarına veya ağaca benzer şekilde alışılmadık şekillere sahip olabilir. Başka bir sınıflandırma, bir zincirdeki farklı merlerin sayısına dayanmaktadır. Zincir tek tip merlerden oluşuyorsa homopolimerdir . Bunlardan iki veya daha fazlası varsa bu tür bileşiklere kopolimer denir. Çoğu polimer organik bileşiklerdir. Ancak inorganik polimerlerin , yani karbon bileşiği içermeyen polimerlerin oldukça geniş bir grubu vardır. Bunlar arasında polisülfitler, polisiloksanlar veya polifosfazenler bulunur. Yapının diğer özelliklerine göre aşağıdaki polimer türleri ayırt edilebilir:

• yalnızca karbon ve hidrojenden oluşan ve uzun karbon zincirleri içeren poliolefinler ; bu grup diğerlerinin yanı sıra polietilen, polistiren, polipropileni içerir;
• yine uzun karbon zincirleri içeren ancak karbon atomları arasındaki bağların kırılmasıyla oluşan vinil polimerler ; bu grubun bir örneği polivinil klorürdür;
• polieterler : eter bağları içeren polimerler;
• poliamidler : amid bağlarına sahip polimerler (−NH−C(O)−);
• poliüretanlar : üretan bağları içeren polimerler (−NH−C(O)−O−);
• polyesterler : ester bağlarına sahip polimerler (−C(O)−O−);
• polikarbonatlar : karbonat bağlarına sahip polimerler (−O−C(O)−O−).

Polimerlerin uygulamalarını etkileyen önemli bir özellik moleküler dizilişleridir. Bazı maddeler herhangi bir yapıya veya düzene sahip olmaksızın amorf olabilir. Genellikle şeffaftırlar ve bu nedenle örneğin ambalaj veya kontakt lens imalatında kullanılabilirler. Diğer polimer türlerinde atomlar, kristal yapılar oluşturan desenler halinde düzenlenir. Bu tür malzemeler opaktır. Bazı polimerlerin kristalliği bir dereceye kadar kontrol edilebilir, bu da onların özelliklerini değiştirir; örneğin güçlerini, sertliklerini ve kimyasal dirençlerini artırarak.

Polimerler – endüstri ve inşaattaki plastik uygulama örnekleri

En yaygın polimerler (polyester, poliamid veya polietilen) yukarıda zaten isimlendirilmiştir. Şimdi bilgileri düzenlemenin ve farklı polimer türlerinin ne için kullanıldığını göstermenin zamanı geldi. Günümüzde polimerlerin kullanılmadığı alan hemen hemen yoktur. Tıpta, elektronikte, kozmetikte kullanılıyorlar ve muhtemelen evinizde de varlar. Ancak en sık kullanıldıkları alanlar sanayi ve inşaattır. Aşağıda bu endüstrilerdeki polimer uygulamalarının seçilmiş örnekleri verilmiştir:

• fenoplastikler – fenol ve formaldehitin polimerizasyonunda oluşan reçine bazlı plastikler; alet sapları, fren ve debriyaj balatalarının imalatında, verniklere, yapıştırıcılara, bağlayıcılara katkı maddesi olarak kullanılır;
• epoksi reçineler – örneğin laminatların, metal yapıştırıcıların, korozyon önleyici ve yalıtkan cilaların üretiminde kullanılan ısıyla sertleşen plastikler;
• polietilen – çeşitli ambalaj malzemelerinin bir bileşeni: filmler, süt kutuları, tek kullanımlık torbalar;
• polipropilen – kabloların, tıbbi ekipmanların, teknik kumaşların, döşemelerin, boruların, oyuncakların popüler bir bileşeni;
• polivinil klorür – diğerlerinin yanı sıra zemin panelleri, borular ve hortumların üretiminde ve yapıştırıcı ve cilaların bir bileşeni olarak kullanılır;
• poliamid – naylon elyafların, ayrıca dişlilerin, basınçlı boruların ve diğer makine parçalarının, ambalaj filmlerinin, döşemelerin üretiminde kullanılır;
• polikarbonat – yüksek mukavemeti nedeniyle şeffaf cam üretimi için uygundur: yakın korunan binalarda, uçaklarda, uzay kasklarında veya Formula 1 arabalarında;
• poliüretan – mobilya, otomotiv ve tekstil endüstrilerinin yanı sıra inşaat endüstrisinde sızdırmazlık amacıyla kullanılan köpüklerin oluşturulmasında kullanılır.

Ayrıca okuyun: Uygulamaya göre plastiklerin sınıflandırılması