Termosetlerin ve elastomerlerin dünyası
Plastikler günümüzde hemen hemen her yerde kullanılmaktadır. İlk önce bilmemiz gereken şudur. Termoset Polimerler denildiğinde kısaca plastikler, Elastomerler denildiğinde ise lastikler, kauçuklar aklımıza gelecektir. Plastikler Termoplastikler, Termosetler ve Elastomerler olarak ayrılsalar da, Termosetler ve Elastomerler birlikte tutularak, kullanım yerlerine göre genel olarak ikiye ayırabiliriz. Termoset ve Elastomer plastiklerin, en az Termoplastikler kadar kullanım yerleri vardır. Termosetler genel olarak Fenolikler (Bakalitler), Aminolar (Üre – Melamin), Silikonlar, Polyesterler, Epoksiler ve Poliüretanlar gibi dönüşümü olamayan plastiklerdir.
Genel olarak termoset plastikler dendiği zaman aklımıza hemen Bakalit türü yanı sıkıştırma ile elde edilen plastik gurupları gelmektedir. Birçok çeşidi olan plastiklerin her biri bünyesinde farklı özellikleri barındırır. Her ürün aynı plastik hammaddeden üretilemez. Bu gibi durumlar göz önüne alındığında plastik ürünlerin kullanılacağı yerin özelliğine göre uygun hammadde seçilerek üretime uygun şekilde hazırlanması gerekmektedir. Elastomerler ise 1839 yılında Amerika’da Goodyear tarafından kükürt ile vulkanize edilerek kullanışlı hale getirilmiş, modifiye edilen doğal kauçuktan elde edilmiştir. Bunlardan su geçirmez botlar, yağmurluklar, lastik gibi ürünler üretilir. Fakat bunlar Goodyear’in ölümünden seneler sonra hayata geçirilmiştir. Çin sanayisinin dünya’ya hakim olmasının ve ürünlerinin yaygın bir şekilde kullanılmasının en büyük katkısı polimerleri iyi kullanmasından kaynaklanmaktadır. Termosetlerin ve Elastomerlerin yapılarını ve karışımlarını uygun bir şekilde kullanımı ile ilginç ürünleri oluşturacak plastik malzemeler elde edilerek, şaşırtıcı sonuçlarla karşılaşabiliriz.
Elastomerler, çok fazla uzatılabilirler, sonra elastik olarak yay gibi gerilerek orijinal uzunluklarına geri dönerler. Bu davranış lastikte çok bariz bir şekilde vardır. Bir polimer’in elastomer yapı olması için bazı kriterlerin olması gerekir. Bu yapı kristalleşmeye karşı direnir. (elastomerler amorf yapıdadırlar.)
Nispeten düşük mekanik gerilmelere maruz bırakıldıklarında son derece büyük elastik uzama kabiliyeti gösteren polimerlerin hepsi Elastomerlerdir. Bazı elastomerler başlangıç boyunun 10 katına kadar gerilebilir ve tekrar başlangıçtaki boyuna dönebilir. Özellikleri termosetlerden oldukça farklı olmasına rağmen molekül yapıları termoplastiklerden çok termosetlerinkine benzerlerdir. Elastomerler: Doğal lastik (kauçuk) (vulkanize edilmiş) ,Tonajları doğal lastikten fazla olan sentetik lastikler olarak tanımlayabiliriz.
Termoset Plastikler sıkıştırma yöntemi ile elde edilen bir plastik kalıplama yöntemidir. Termoset plastik malzemeler sıkıştırma ile kalıplamada kimyasal bir değişime uğrarlar. Bu kimyasal değişim sıcaklık ve basınç uygulamak suretiyle meydana gelir. Termoset malzemeler sertleştikten sonra erimezler ve şekil değiştiremezler ve bu termosetler için bir dezavantajdır. Buna rağmen, termoset plastik malzemelerden üretilmiş ürünlerin kullanılması gereken yerlerin sayısı oldukça çoktur. Bazen Termoset plastikler olmadan o ürünün sağlıklı bir şekilde kullanımı mümkün değildir. Termoset plastik malzemeler toz halinde veya ön biçimlendirilmiş halde sıcak durumda olan dişi kalıp içine konulur. Kalıp yarımları pres aracılığıyla kapatılır. Kalıbın elemanlarından olan erkek kısmı yardımıyla malzeme kalıbın içine akar. Malzeme kalıbın biçimini alması için sıkıştırma işlemine tabi tutulduğu zaman, sıcaklık ve basınç da kimyasal değişime sebep olur. Böylece malzeme istenilen parça biçimini alır ve aynı zamanda pişirilmiş olur. Böylece termoset plastik malzemeler kullanılarak ürün haline getirilmiş olur.
Termoset plastiklerin çoğu, sıkıştırma kalıplama metoduyla biçimlendirilmektedir. Bu metotta, büyük hacimli plastik madde daha küçük hacimli kalıplama boşluğu içersinde 120 Cº - 360 Cº sıcaklıkta ve yaklaşık 2 kg/mm² basınçla kalıp içerisinde sıkıştırılır. Bu sıcaklık ve basınç altındaki kalıplama işleminde, tasarımı iyi yapılmamış kalıplarla parça üretiminin sağlanması mümkün değildir. Ayrıca kalıplama boşluğu içerisine konacak plastik madde miktarının da önceden bilinmesi gerekmektedir.
Sıkıştırma kalıplarıyla üretilecek plastik parçanın hammaddesi kalıp içerisine ön biçimlendirme yapılmış blok, toz, talaş, boncuk veya sıvı halinde konur. Kalıp içerisine konacak plastik madde miktarı, kalıplanacak parça ağırlığının veya hacminin % 15 - % 30’u kadar fazla olacak şekilde ayarlanır. Bazı Termoset ve Elastomerleri kısaca tanıtırsak daha iyi anlaşılacaktır.
Fenolikler (Bakalitler)
Fenol ve formaldehitin kimyasal bileşimidir. Fenol formaldehit reçinesi özellikle rijidlik, sıcağa karşı direnç, iyi yalıtım özellikleri ve ucuzluğu bakımından, başta elektrik malzemeleri olmak üzere birçok yerde uzun zamandır kullanılan, termoset özellikte önemli bir üründür. Genel amaçlı, odun unu dolgulu, Darbe dayanımlı, selülozik, cam lifi veya mineral dolgulu, Akıtmaz sızdırmaz, Isıya dayanıklı, Özel amaçlı Uygun katkı maddesiyle kimyasal bileşik oluşturan fenolikler, iyi bir elektriksel özellik ve ısıya karşı direnç gösterir. Büzülme miktarı azdır. Suya, asitlere ve alkalilere karşı yüksek dirençlidir.
Aminolar (Üre – Melamin)
Amino reçineleri formaldehit ile amin (NH2) grubu ihtiva eden çeşitli bileşiklerin kontrollü tepkimeleri sonucu elde edilen termoset ürünlerdir. Üre–formaldehit ve melamin formaldehit reçineleri bu sınıfın belli başlı örnekleridir. Bunlar sıvı, katı, toz ve granül halde piyasada bulunur. Amino reçinelerinden yapılan parçalar sert, dayanıklı ve elektrik yalıtma özellikleri çok iyidir. Birçok bakımdan fenoliklerden üstündür. Amino reçineleri hafif pastel, renksiz ve berraktır. Ayrıca renklendirilebilirler. Çekme dayanımları ve sertlikleri fenoliklere göre daha yüksek değerlerdedir. Kendi aralarında melamin grubu, üre reçinelerinden daha iyi özelliklere sahiptir. Toz halinde bulunan üre reçineleri tutkal olarak kullanılır ve çoğunlukla reçine tutkalı adı altında satılır.
Silikonlar
Silikonlar, yüksek sıcaklıklardaki mükemmel dayanıklılıkları, UV ışınlarına karşı dirençli olmaları, yüzey özellikleri, iyi dielektrik nitelikleri nedeniyle her geçen gün arttan bir şekilde organik kaynaklı polimerlerin yerini almaktadır. Uzun zaman yüksek işlem sıcaklıklarında geçirmezliğini ve sızdırmazlığını muhafaza ederek bozulmadan kullanılabilir. Yüksek sıcaklığa dayanıklı boyaların yapımında bağlayıcı görevi görür. Molekül yapısındaki metil grupları su geçirmezlik, yanmazlık ve yüzey sertliği gibi özellikler kazandırır. Fenil grupları sıcaklık değişimi direncini, esnekliğini ve sıcaklıktaki aşınma dayanımını arttırır. Işık geçirgenliği düşüktür. Kullanılan dolgu maddeleri ile -80 ile +250 ºC’ler arasında kullanılabilecek özelliğe sahiptir. Silikonlar ısıl bozulma veya yanmadan sonra elektriksel izolasyon özelliklerini kaybetmeyen tek polimerdir. Yüksek sıcaklıklarda kararlı olan ve ısı transferi yüksek olan silikon akışkanların en yaygın kullanım alanları ısı transfer ortamlarıdır. Plastikleştirici ve yüzey yağlayıcı olarak, kalıp ayırıcılarında, boyalara koruyucu nitelik kazandırdığından dolayı boya ve mürekkeplerde kullanılır. Deri ile mükemmel uyumları sonucu el kremlerinde ve optik özellikleri ile fotokopi makinelerinde toner olarak, sayaç, saat, motor gibi elektro – mekanik cihazlarda yağlayıcı ve ısı iletici olarak kullanılır. Vücut ile mükemmel uyumları sayesinde medikal alanlarda kullanım yaygındır. Kolay şekillendirilebilmeleri ve fiziksel özelliklerinin kolayca değiştirilebilmesi, kalıplanarak şekle sokulabilmelerine ve otomobil sanayinde kullanılmalarına olanak sağlar. Yüksek ve düşük sıcaklık performansları çok iyi olduğundan fırınlarda conta olarak kullanılır. Duvar kaplamalarında ve boya sanayisinde yüzeyleri nemden koruma amaçlı ve elektronik malzemelerin nem, toz ve kimyasallardan korunması amaçlı ve yapıştırıcı olarak kullanılırlar. Silikon kauçuklar vana koruyucusu, yağlı aksamlarda conta, direksiyon dişli kutusunda “O”ring, dalgıç başlığı, paten tekerleği imalinde veya boru hortum, kablo, tel olarak, profil veya köpük şeklinde kullanılır.
Polyesterler
Sertlik, hava şartlarından etkilenmeme, çeşitli kimyasallara dayanım gibi daha birçok iyi özelliklerle polyesterler vazgeçilemez, önemli polimerlerdir. Cam elyafıyla güçlendirilen polyesterin çekme dayanımı oldukça yüksektir. Bu plastiklerin çekme katsayısı çok fazla değildir. Elektrik iletkenliği hiç yoktur. Cam elyafıyla güçlendirilmiş polyester 120 ºC ile 176 ºC arasındaki sıcaklığa karşı dayanıklıdır. Zayıf asitlere, yağa, tuzlu veya tuzsuz sulara karşı dayanıklıdır. Polyesterlerin, özellikle cam fiber dolgulu olanları yüksek ısıl dirençleri, boyutsal kararlılıkları ve düşük nem tutma özellikleriyle elektrik – elektronik parçaların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Epoksiler
Epoksi reçineleri polyester ve epoksi grubunun kimyasal bileşimidir. Epoksi reçinesi, fenol–formaldehit, üre–formaldehit, naylon, asit veya asit eriyikleriyle kimyasal bileşik teşkil eder. Epoksilerin elektrik, ısı ve kimyasal dirençleriyle mekanik özellikleri çok iyidir. Sertlik yanında esneklik ve darbe dayanımı, yüksek yapışma gücü ve korozyona karşı metalleri koruma epoksilerin belirgin özelliklerindendir. Aşınmaya karşı dayanıklı, yapıştırma özelliği fazla ve büzülme miktarı oldukça azdır. Epoksiler plastik, metal, cam, tahta gibi birçok yüzeye kuvvetle yapışabilirler. Bu özelliğinin yanı sıra mükemmel mekanik dayanımları, kimyasallara ve suya karşı gösterdikleri direnç, düşük dielektrik sabiti ve ısıya karşı dayanaklıkları epoksilerin birçok alanda kullanılmasına olanak sağlamıştır. Tutkal, boya ve yaprak halinde plastik levha yapımında kullanılır. Aşınmaya karşı dayanıklı olduğundan jimnastik salon zemini ve korunması zor olan yüzeylerin kaplanmasında, yapılarda yer kaplaması olarak, televizyon parçaları ve elektrik aletlerinin yapımında kullanılmaktadırlar.
Poliüretanlar
Kimyasal maddelere karşı direnci yüksektir. Otomotiv endüstrisinde oturma koltukları, otomobil içi ses izolasyon malzemeleri, gösterge tablosu, direksiyon ve iç düzen aksamları poliüretan elastomerlerden üretilir. Buzdolapları, derin dondurucular, soğutma kabinleri ve soğutma yapabilen araçların izolasyon malzemeleri poliüretandır. Yapı panelleri, spor ve oyun sahaların zeminleri poliüretanlardan hazırlanır. Kaplamalar ve yapıştırıcılar ile ilgili endüstri dallarında alt yapı uygulamaları, ev, işyeri ve dershanelerdeki yüzeylerde koruma amaçlı kaplama malzemesi olarak poliüretan malzemeler kullanılır. Poliüretan yapıştırıcılar kauçuk, tekstil deri gibi esnek malzemelerin yapıştırılması ve metal–metal veya metal–plastik tabakalarının yapıştırılmasında uygulanır. Bina duvarlarının (iç ve dış) ve çatıların izolasyonu ve boşlukların doldurulmasında ve boruların izolasyonunda sprey olarak kullanılmaktadır. % 100 katı poliüretan kaplama teknolojileri boru hatlarının iç ve dış izolasyonunda korozyona karşı korumada mükemmeldir. Bu uygulamalar su borularının dış korozyonun da olduğu kadar gaz ve petrol taşıma hatlarının dış korozyonlarının önlenmesinde de kullanılır. Ayakkabı ve çizmelerin tabanı doğrudan kalıplama yöntemi ile poliüretanlardan üretilir. Ayrıca ayakkabı topuklarının üst parçaları, özel spor ayakkabıları, kayak ayakkabıları ve botları ve buz pateni ayakkabılarının üretiminde de poliüretan plastikler kullanılır.
Celalettin ERDEMOĞLU
Konya Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi
