Termoplastik Malzeme ve Çeşitleri Nedir?

0
85

Termoplastik,ısıtıldığında homojen bir sıvı haline gelen ve soğutulduğunda sertleşen polimer reçinelerinden üretilen bir plastik türüdür. Zincir içinde kovalent, zincirlerarası van der Waals bağlara sahiptir. Ancak termoplastik dondurulduğu zaman cama benzer bir hal alır. Malzemeye adını veren bu özellikler tersine çevrilebilir. İşte bu nedenle tekrar tekrar ısıtılabilir, şekillendirilebilir ve dondurulabilir. Termoplastikler, bu özellikleri nedeniyle geri dönüştürülebilmektedir.

Genel olarak plastik adıyla da anılan termoplastikler, ısıtıldığı zaman eriyebilen ve yeniden şekillendirilebilen polimerlerdir. Bir kere eritildikten sonra enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyon gibi yaygın kullanılan tekniklerle hemen hemen her türlü şekilde kalıplanabilirler. Üretimde ya da kalıplama esnasında eriyik halden soğutulan termoplastik polimerler kolaylıkla kristal yapıyı kuramazlar. Çünkü polimer zincirinin çokça kıvrılan ve büzülen yapısını, düzenli bir yapıya sokup, polimerin kristal oluşturması için yüksek enerjiye ihtiyaç vardır. Termoplastikleri oluşturan kristalleşebilen zincirler ise tam anlamıyla mükemmel bir kristal yapı kuramaz. Bunun yerine hem amorf hem de kristal yapıyı barındıran yarı-kristaller oluştururlar. Yarı-kristalin içindeki amorf yapı elastikiyet sağlarken, kristal yapı da mukavemeti ve bükülmezliği sağlar.

Termoplastik grubuna giren polimerlere örnek olarak “Polietilen”, “Polipropilen”, “Polistiren”, “poli(vinil-klorür) ve “Polikarbonat” verilebilir. Bu sınıftaki polimerlerin kullanım alanları geniştir ve özellikle farklı mühendislik uygulamalarında sıklıkla tercih edilirler.

Geçmiş;İlk termoplastik olarak kabul edilen selüloit ilk olarak 1800’lerin ortasında kullanılmış ve yaklaşık 100 yıl içerisinde endüstriye hükmetmeye başlamıştır. Üretiminin zirve yaptığı zamanlarda fil dişinin yerini alabilecek bir malzeme olarak kullanılmıştır. Günümüzde ise dişçilikte, tarak, bilardo topu, lak, gitar penalarında, gözlük çerçevesi ve oyuncak yapımında kullanılmaktadır.

Özellikleri;Termoplastikler eritilebilen ve neredeyse sonsuz sayıda farklı kullanıma uygun olarak yeniden dökülebilen polimerler olarak tanımlanmaktadır. En basit moleküler yapıya sahip olan termoplastiklerin kimyasal olarak bağımsız makromolekülleri vardır.

  • Isıtıldığında yumuşar yahut erir, soğutulduğunda şekle girer, kaynar ve katılaşır.
  • Defalarca ısıtılabilir ve soğutulabilir, ciddi bir hasar almaz, bu sayede yeniden işlenebilir ve geri dönüştürülebilir.

Uygulamalar; Uzun bir süredir piyasada bulunan termoplastikler günlük yaşantımızın önemli bir parçasıdır. Örneğin akrilonitril bütadiyen stiren (ABS) aşağıdakilerin üretiminde kullanılan bir termoplastik türüdür.

  • Spor ekipmanları, Oyuncaklar (örneğin LEGO® parçaları), birçok otomobil parçası

Polikarbonatın kullanım alanlarına örnek olarak; Kompakt diskler (CD’ler), içecek şişeleri, gıda saklama kapları, gözlük camları ve daha birçok alan verilebilir.

En sık karşılaşılan termoplastik olan polietilen şunların üretiminde kullanılır:

  • Şampuan şişeleri, Plastik alışveriş poşetleri, Kurşun geçirmez yelekler

Süreçler;Termoplastik üretiminde kullanılan en temel bileşenler monomer yapı taşlarıdır. Örneğin propilen monomeri kullanılarak polipropilen, etilen kullanılarak polistiren, vinilklorür kullanılarak polivinilklorür üretilir.  Günümüzde termoplastikler üretilirken kullanılan hammadde büyük ölçüde fosil hammaddelerden elde edilir. Bir ölçüde biyo bazlı hammaddelerden de söz edilebilir.

Geri Dönüşüm;Termoplastikler tekrar tekrar eritilip şekillendirilebildiği için geri dönüştürülebilir. Kullanılmış termoplastiklerden enerji geri kazanımı da sağlanabilir.

Termoplastik Çeşitleri:

  1. Selüloz Türevleri: Selüloz nitrat yanıcılığı dolayısıyla enjeksiyon veya basınçlı kalıplamaya uygun olmamakla beraber özel üfleme methodları ile işlemler yapılır. Malzemenin bu şekline genellikle selüloit adı verilir. Ayrıca kokusuz ve tatsız olup, ses dalgalarını yutabilme özellikleri vardır. Kaynak edilebilir ve parlatabilirler. Alet sapları, şalter kolları, mobilya, direksiyon kaplaması, oyuncak, gözlük çerçevesi, yazı cihazları, vb. yerlerde kullanabilirler.  Selüloz birçok bitkilerde bulunan doğal bir polimerdir ve genellikle pamuk ya da ağaçtan elde edilir. Ham selüloz tabakasının bükülebilirliği kullanılmayacak kadar az olduğundan plastikleştirilmesi gerekir. En iyi plastikleştirici sudur ve plastik tabakanın gliserine daldırılması ile %1 oranında bünyeye girer. Plastikleştirilmemiş tabaka, su buharına geçirgendir ve paketlemede geçirmez hala getirmek üzere kaplanır. En çok kullanılan kaplama malzemesi selüloz nitrat esaslı bir verniktir. Kaplama sonunda elde edilen ısı geçirmez film paketlemede kullanılır ve selofon adı ile bilinir.
  2. Polietilen Tereftalat: Yoğunlaşma polimerleşmesi ile yapılan doğrusal bir polyesterdir. Plastik kristalsidir ve normal sıcaklıklarda cam geçiş noktasının oldukça altındadır. Ergimiş halden cam geçiş noktasının altına hızla soğutulduğunda amorf bir plastik elde edilir. Polietilen tereftalat fiber halinde çok kullanılır. Fiber ergimiş plastiğin ekstrüzyonu ile elde edilir. Fiber malzeme halat ve filtre gibi özel uygulamalarla kumaş yapılmasında kullanılır. Polietilen tereftalat film halinde de bulunur. Elektrik ve elektronik endüstrisinde pek çok uygulama alanları vardır. Conta ve konveyör bandı gibi mekanik uygulamalarda da kullanılır. Dekerasyon, ciltleme, daktilo şeridi, fotoğraf filmi diğer uygulama alanları arasında sayılabilir. Ayrıca kanalizasyon ve temiz su boruları, paketleme, ev eşyası ve oyuncak yapımı için püskürtme dökme parçalar, kaplar, kablo ve boruların kılıflandırılması, saç parçaların kaplanmasında da kullanılır.
  3. Naylon: Doğrusal poliamid tipi plastikler bu genel isimle bilinirler. Naylonlar amino asitlerin yoğunlaşma polimerleştirilmeleriyle de yapılabilirler. Naylonlarda en güçlü molekül arası kuvvetler hidrojen bağlarıdır. Naylonların en önemli özellikleri yüksek mekanik dayanım, aşınma direnci, yüksek üst sıcaklık limiti ve düşük sürtünme katsayısıdır. Yüksek basınçlı hortum, konveyör kayışları, yağda dirençli şişeler, aşınma dirençli kablo kılıfları naylondan ekstrüzyon metodu ile yapılabilir. Naylona cam fiber katmakla mekanik dayanımı ve ısıl bozulma sıcaklığı yükseltilebilir.
  4. Polikarbonatlar: Polikarbonatlar, termoplastiklerin özel bir grubudur. Polikarbonatın boyutsal kararlılığı ve darbe direnci çok yüksektir. İşlenmesi, kalıplanması, ısıl olarak şekillendirilmesi kolaydır, bu tip plastikler modern imalat sektöründe çok geniş kullanım alanı olan plastiklerdir. Polikarbonatlar olarak isimlendirilmişlerdir; çünkü uzun moleküler zincirleri içinde karbonat grupları (-O-CO-O-) tarafından bağlanmış fonksiyonel gruplara sahiptirler. En yaygın polikarbonat plastik tipi, Bisfenol A  grupları ile bağlanmış karbonat gruplarının oluşturduğu polimer zincirlere sahip olanıdır. Bu tip polikarbonat çok dayanıklı bir malzemedir, kurşun geçirmez cam yapımında kullanılır. Polikarbonatların karakteristikleri polimetil metakrilat’a (PMMA ; akrilik) oldukça benzer; fakat polikarbonat daha güçlü ve daha pahalıdır. Ayrıca bu polimer oldukça şeffaf ve ışığı geçiren bir yapıdadır. Birçok cam türünden daha iyi ışık geçirgenlik karakteristiğine, optik ve mekanik özelliklere sahiptir ve sıklıkla gözlük camı yapımında kullanılır.

Normal sıcaklıkların üzerinde ve altında çok geniş sıcaklık limitleri içinde mekanik dayanımını korur. Işığı geçirgendir ve pigment katılmadığı taktirde soluk sarı renklidir. Sürekli açık hava şartlarında dayanıklıdır.

  1. Poliasetaller:Poliasetaller pudra halinde bulunurlar ve ısıl plastikler için geçerli methodlarla işlenebilirler. Plastiğin rijitlik ve dayanımı yüksektir. En göze çarpan üstünlüğü bu özelliklerinin geniş sıcaklık, çevresel şartlar ve zaman limitleri arasında değişmemektedir. Yorulma direnci çok iyidir. Dielektrik özellikleri iyidir ve plastik mükemmel bir yalıtıcıdır. Bu plastikten yapılan eşya, atölye işlemleri ile bozulmaz ve sürtünme katsayısı çok düşüktür. Poliasetal kalıp imalat ürünleri birçok alanlarda magnezyum, alüminyum, çinko ve pirinç alaşımlarının yerini almaktadır.

POM tüm endüstri kollarında çok değişik mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Kolay işlenebilir, kimyasal dayanımı ve yük altında deformasyon dayanımı yüksek; sürtünmeye karşı dirençli, boyutsal kararlılığı iyi ve düşük nem absorbsiyonu olan ayrıca kolay işlenebilen bir malzemedir. Yataklar, dişliler, yayalar, zincir baklaları ve kapı tokmakları bunlar arasında sayılabilir.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here