Polimer Nedir? Çeşitleri, Özellikleri Nelerdir?
Polimer Nedir?
“Polimerin hayatın her alanında karşılaştığımız pek çok üründe olduğunu biliyor muydunuz? Hatta polimer insan vücudunda dahi bulunmaktadır. 19.yy’da keşfi yapılan Polimer doğal yollardan kendi kendine oluşurken aynı zamanda insan eliyle de üretimi yapılmaktadır.”
Polimer Hakkında Genel Bilgiler
Polimer, (İngilizce: Polymer) kelime anlamı olarak “birçok parça” diye düşünebiliriz. Monomerlerin sıralı dizilimleri ile oluşan zincirleme reaksiyona girerek kendi kendini dahi meydana getirebilen bir maddedir. Hayatın her alanında karşımıza çıkmaktadır ve polimer maddesi bir anda ortadan kalkarsa yaşamsal fonksiyonlar durma noktasına gelebilir. Polimer saç bakım malzemeleri, gıda ürünleri, plastik malzemelerde bulunmaktadır. Aklınıza gelebilecek olan neredeyse her ürünün içerisinde mutlaka polimer vardır.
Polimer Çeşitleri
Polimerler pek çok çeşitte bulunabilir fakat genelde iki ana başlık altında bulunurlar. Doğal yollarla kendi kendine oluşmuş polimerler ve insan eliyle sentetik olarak oluşturulmuş polimerler şeklinde ikiye ayrılırlar. Dışarıda bulduğumuz polimerler ise üç başlıkta inceleyebiliriz;
1) Termoplastikler
Bu polimer türünde polimerler genel olarak kristal veya amorf halde bulunurlar. Genel manada esnek olmalarına rağmen dayanıklılık güçleri düşük. Bundan dolayı daha çok plastik gibi ürünlerin üretiminde kullanılıyorlar.
2) Termosetler
Genellikle termoplastiklere göre çok daha dayanıklı olarak bulunurlar. Genellikle araç üretimlerinde ve yedek parçalarda kullanılırlar. Arabaların tamponlarında ve çamurluk olarak adlandırılan parçalarında çok miktarda termosetler kullanılır. Sağlam ve dayanıklı olmalarına rağmen aşırı ısıyla karşılaştıklarında en ufak darbede büyük parçalanmalar yaşanabilir. Termosetler ile üretilen ürünler dikkatli kullanıldığı taktirde uzun yıllar sağlamlığını koruyabilir. Fakat hor kullanılan ürünler kolaylıkla kırılacak ve parçalara ayrılacaktır.
Önerilen Yazı » Kompozit Malzeme Nedir? Kullanım Alanları?
3) Elastomerler
Bu polimer türü ise esnek ve sağlamlığı ile çok daha ön plandadır. Elastomerler ile üretilen ürünlerin esneme payı çok yüksektir. Herhangi bir darbede kolaylıkla şekil değiştirebilirler fakat içerisinde bulunan polimer maddeleri sebebiyle çok kolay ilk üretim haline geri dönebilirler. Arabaların metal olan kısımlarında çok büyük oranda elastomerler bulunur. Bu sayede herhangi bir kaza sonrası uygulanacak işlemlerle kolaylıkla eski hallerine dönebilirler.
Polimer Fiziksel Özellikleri ve Türleri
İkincil bağ kuvvetleri moleküllerin katı veya sıvı fazlar şeklinde birarada tutulmasını sağlar. Uçuculuk, viskozite, yüzey gerilimi, sürtünme özellikleri, karıştırma ve çözünme gibi çoğu fiziksel özellikler moleküller arası kuvvetlere bağlıdır. Kuvvetli polar grupları olan bir molekülün komşuları üzerindeki çekim kuvveti yüksektir.
Bu durum kaynama ve erime noktalarının da yükselmesine neden olur. Moleküller arası kuvvetler küçük, bağ enerjileri düşükse ve moleküllerde esnek zincirler bulunuyor ise, polimer elastomer özelliği gösterir. Elastomerler, oda sıcaklığında kuvvet uygulandığında uzama gösteren ve yine oda sıcaklığında uygulanan kuvvet kalktığında eski haline dönebilen malzemeler olarak tarif edilebilirler (Paket lastiği gibi).
Moleküller arası kuvvetler büyük ve bağ enerjileri yüksek ise ve kalabalık yan gruplar da varsa, sert zincirler bulunduğu halde tipik plastik özelliği görülmektedir. Bağ enerjisinin çok yüksek olması, gerilmeye karşı direnç göstermesine, çok kuvvetli olmasına ve özellikle fiberlerin iyi mekanik özellikler göstermesine olanak sağlar.
Önerilen Yazı » Malzemelerin Sınıflandırılması
Polimerlerin Moleküler Düzeni
Polimerler katı, sıvı veya çözelti halinde bulunabilirler. Bu durumlardaki yapı farklılıkları; ısıl, mekanik ve fiziksel özellikleri ile ilgilidir. Polimerlerin bu yapıdaki kimyasal formülü ve morfolojisi de önemlidir. Morfoloji; polimerin katı halinde bulunan kristal veya amorf bölgelerin varlığı, büyüklüğü, yerleşme düzeni gibi özelliklerini kapsamaktadır.
Katı haldeki bir polimerde üç temel düzen vardır;
- Amorf yapı
- Kristalin yapı
- Yönlenmiş yapı
Amorf Yapı
Organik kimya hayal gücünüzü kattığınız zaman daha kalıcı başarılara ulaşacağınız bir bilim dalıdır. Bu modülde verilen örneklere benzer örnekleri sizler de çoğaltabilirsiniz. Amorf bir polimerin içine baktığımızı düşünürsek, bir tabak spagettiye veya canlı bir solucan ya da yılan yığınına benzetebiliriz. Polimeri oluşturan zincirler sürekli olarak gelişi güzel dönme ve bükülme hareketleri yaparlar.
Kristalin Yapı
Ticari polimerlerin büyük bir kısmı amorf yapıda olmasına karşın diğer kısmında polimer zincirleri düzgün kristal yapılarına benzer düzenli bir hal almıştır. Polimerler katı halde iken, genellikle yüzde yüz kristalin yapı yerine amorf ve kristalin karışımı bir yapı gösterir. Kısaca kristalin polimerlerde belli bir kristallik yüzdesi vardır. Kristalin polimerlerde kristalin birimlerinin yapı içinde dağıldığı düşünülür.
Yarı kristalin polimer yapısını açıklayan iki modelden biri olan Saçaklı Misel, 1930’lu yıllarda geliştirilmiştir. Bu modele göre, katı polimerde kristal ve amorf bölgeler iki ayrı faz oluşturmaktadır. Polimer zincirleri birçok kristal ve amorf bölgeden geçer. Saçakların olduğu kısımlarda zincirler iç içe geçmiş durumda ve karmaşık bir konformasyondadır. Bu bölgeler amorf olup, polimere dışarıdan bir kuvvet uygulandığında ilk önce bu bölgeler uzama gösterir.
Yönlenme(Oryantasyon)
Yönlenme polimerik fiber, film ve köpüklerde gözlenir. Eğer erimiş bir polimer soğutulursa, gelişigüzel yönlenmede amorf veya kristalin katı yapısı oluşur. Katılaşma sırasında polimerik malzeme çekilirse, çekme yönünde polimer zincirleri yönlenir. Yönlenmenin oluşabilmesi için yapı içinde zincirlerin belli bir hareketliliğe sahip olmaları gerekir. Bu nedenle yönlenme amorf bölgeler üzerinden olur. Kristalin yapısı içerisinde yeteri kadar amorf bölge yoksa yönlenme gerçekleşmez.
Hayatın İçerisinde Polimer
Yediğimiz içtiğimiz pek çok ürünün içerisinde kendiliğinden oluşmuş olan veya insanların üreterek ekledikleri polimer maddeleri bulunur. Örneğin nişasta, un, ekmek gibi pek çok ürünün içerisinde polimer maddesine rastlanabilir. Buna ek olarak giydiğimiz pek çok ayakkabının içerisinde de polimer bulunmaktadır. Ambalaj ürünlerinde, PVC kaplama borularda yüksek miktarda polimer vardır. İnsan vücudunun kendi kendine ürettiği ve belli miktarlarda bünyesinde sakladığı polimerlerde bulunmaktadır.
Polimerler Yok Olsaydı?
Eğer bir anda hayat içerisinde bulunan polimerler yok olsaydı insanlık çok sürmeden ortadan kaybolabilirdi. Öncelikle yediğimiz gıdaların evrim geçirmesi, ürettiğimiz ürünlerin çökmesi sebebiyle hayat durur ve sonrasında yaşamsal fonksiyonlar kaybolarak dünya sessizliğe gömülürdü. Bundan dolayı dünya polimer endüstrisi pek çok makine ve mühendislik endüstirisinden çok daha önemli olarak görülmektedir. Gelişmiş ülkelerde üretimine önem verilirken gelişmemiş veya gelişmekte olan ülkelerde önemi oldukça az olarak görülmektedir.
