Plastik Malzeme Nedir?

Plastik Bilimi

Tanım

Plastikler, sentetik veya doğal olarak oluşan, yumuşak olduklarında şekillenebilecek ve daha sonra verilen şekli korumak için sertleştirilebilecek bir malzeme grubudur. Plastikler polimerlerdir. Bir polimer birçok tekrar eden birimden yapılmış bir maddedir. Polimer kelimesi iki Yunanca kelimeden gelir: poly , çok anlamına gelir ve meroslar , parçaları veya birimleri ifade eder . Bir polimer, her bir bağlantının " mer " veya monomer (tek ünite) olduğu bir zincir olarak düşünülebilir . Zincir birleştirilerek veya polimerleştirilerek yapılır,birlikte en az 1.000 bağlantı. Polimerizasyon, ataç kullanarak bir zincir oluşturarak veya bir kağıt çelenk oluşturmak için birçok kağıt şeridini birbirine bağlayarak gösterilebilir.

Örnekler

Doğal olarak oluşan polimerler arasında, ağaç sapından katran, küfelik, kaplumbağa kabuğu, hayvan boynuzu, selüloz, amber ve lateks bulunur. Sentetik polimerler arasında polietilen (plastik torbalarda kullanılan); polistiren (Strafor bardak yapmak için kullanılır); polipropilen (lifler ve şişeler için kullanılır); polivinil klorür (gıda ambalajı, şişeler ve boşaltma borusu için kullanılır); ve politetrafloroetilen veya Teflon (yapışmaz yüzeyler için kullanılır). Çoğu polimer yalnızca karbon ve hidrojen içeren hidrokarbonlar olmasına rağmen, diğer polimerler ayrıca oksijen, klor, flor, azot, silikon, fosfor ve kükürt de içerebilir.

Selüloz ve lateks gibi doğal polimerler ilk önce 19. yüzyılda selüloit ve vulkanize kauçuğu oluşturmak için kimyasal olarak değiştirildi. İlk tamamen sentetik polimer olan Bakalit, 1907'de üretildi. İlk yarı sentetik elyaf olan rayon, 1911'de selülozdan geliştirildi. Ancak, doğal lateks kaynaklarından elde edilen ikinci Dünya Savaşı'nın neden olduğu küresel bozulma değildi. İpek ve diğer malzemelerin elde edilmesi zorlaştı, sentetiklerin seri üretildi. Lastikler için sentetik kauçuk ve paraşüt yerine ipek yerine naylon gerekti. Günümüzde plastik formdaki sentetik polimerler yaygın olarak kullanılmaktadır ve plastik endüstrisi, Amerika Birleşik Devletleri ve dünyada en hızlı büyüyen sektörlerden biridir. Endüstri Amerika Birleşik Devletleri'nde yılda kişi başına yaklaşık 150 kilogram polimer üretmektedir.

yapı

Monomerler kimyasal olarak iki yolla birleştirilebilir: ilave polimerizasyon veya yoğunlaşma polimerizasyonu. İlave polimerizasyonun üç temel adımı vardır: başlatma, çoğaltma ve sonlandırma. Bu polimerizasyon tipinde monomerler, zincirdeki son “mer” in sonuna ekleyerek birleşir, tıpkı bir ataç zinciri yapmak gibi. Polietilen, polistiren ve akrilik, ilave polimerizasyon ile oluşturulan plastiklerin örnekleridir. Bu polimerler genellikle doğada termoplastiktir: ısıtılabilir ve yumuşak yapılabilir ve daha sonra soğutulduğunda sertleştirilebilir. Kolayca işlenir, yeniden işlenir veya geri dönüştürülür. Her türden örnekler için ekli tablolara, Bazı İlave Polimerlere ve Bazı Yoğunlaşma Polimerlerine bakınız.

Yoğuşma polimerizasyonu sırasında, monomerler bir araya geldiklerinde küçük bir molekül elimine edilir. Naylonlar, bazı polyesterler ve üretanlar, yoğuşma polimerlerinin örnekleridir. Bu polimerler termoplastik veya termoset olabilir. Tüm plastikler işlem sırasında bir noktada sıvı halde olmasına ve bitmiş durumda katı olmasına rağmen, bir termoset polimeri oluştuğunda eritilemez ve yeniden biçimlendirilemez.

Bir polimerdeki monomerler, çeşitli şekillerde düzenlenebilir. Örneğin, monomerler, uzun bir ataç zinciri gibi doğrusal bir düzenlemeye sahip olabilir, ancak tetrahedral karbon bağları gerçekten zincire bir zikzak konfigürasyonu verir. Polietilen, doğrusal bir polimerin en basit örneğidir.

Polietilen Zikzak Yapısı

conf_in_chem-polyethzigzag.gif

Monomerler sadece düz zincirler oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda ana omurgada uzun yan zincirler oluşturursa, ortaya çıkan polimer dallanmış olarak tanımlanır ve bir ağaç dalı veya bir salkım üzümünün sapları gibi görünebilir. Bir başka düzenleme, uzun zincirler birbirine kimyasal olarak bağlandığında, çapraz bağlı bir konfigürasyon olarak bilinen ağ benzeri bir yapı oluşturduğunda meydana gelir. Doğal kauçuğun (izopren) kükürt ile reaksiyona sokulmasıyla oluşan vulkanize kauçuk, çapraz bağlanmış bir polimer örneğidir.

Polivinil alkol, boraks, Na2B4O7x10H2O (sodyum tetraborat) kullanılarak çapraz bağlanır.

conf_in_chem-crosslink.jpg

Polimer molekülleri ayrıca farklı düzenlemelere sahip olabilir. Düzenlemenin belirli bir düzeni veya formu yoksa, bir plakadaki spagetti düzenlemesi gibi, polimerin şekilsiz olduğu söylenir. Amorf polimerler genellikle saydamdır ve bu nedenle, gıda sargısı, farlar ve kontakt lensler olarak kullanılır. Bu malzemeler ayrıca daha düşük erime noktalarına sahip olma eğilimindedir. Düzenleme ayrı bir düzendeyse, polimerin kristal olduğu söylenir. Kristallik derecesi ne kadar yüksek olursa, ışık o kadar az geçer. Bu tür malzemeler yarı saydam veya opaktır. Bu kalite, kristallenme derecesine ve katkı maddelerinin varlığına bağlıdır. Kristalin polimerler daha büyük bir güce sahiptir ve daha yüksek erime noktalarına sahip olma eğilimindedir.

Polimerlerin Özellikleri

Polimerler, sınırsız bir renk yelpazesinde boyanmalarını sağlayan özelliklerle birlikte sınırsız bir özellik aralığına sahip gibi görünmektedir. Özellikleri katkı maddeleri ile arttırılabilir. Özel uygulamalar için polimerler tasarlayabilmek veya tasarlayabilmek plastikleri benzersiz malzemeler haline getirir. Her polimerin kendine has özellikleri olmasına rağmen, çoğu polimer bazı genel özelliklere sahiptir:

Kimyasallara karşı dayanıklıdırlar.
Onlar ısı ve elektrik yalıtkanlarıdır.
Kütleleri hafif ve değişken derecelerde güçleri var.
Lif, tabaka, köpük veya karmaşık kalıplanmış parçalar üretmek için çeşitli şekillerde işlenebilirler.

Plastik ürünlerin imalatı için hammaddeye reçine denir. En yaygın reçinelerden bazıları polietilen (PE), polietilen tereftalat (PET), polipropilen (PP), polivinil klorür (PVC) ve polistirendir (PS). Bu reçineler çoğunlukla ambalajlarda kullanılır. Bağlı PDF'deki Geri Dönüşüm Kodu şeması bu reçineler için geri dönüşüm kodunu gösterir.

Bazı Ek Polimerler

Polimer adı

Monomer (ler)

Polimer

kullanım

Polietilen

CH 2 = CH 2

(Eten)

CH 2 -CH 2 -

En yaygın polimer. Çantalarda, tel yalıtımında ve sıkma şişelerinde kullanılır

Polipropilen

CH 2 = CH

CH 3

(1-propen)

-CH 2 -CH-

CH 3

Lifler, iç-dış mekan halıları, şişeler

polystyrene1.png

polystyrene2.png

polisitren

CH 2 = CH

(Stiren)

-CH 2 -CH-

Strafor, sofra takımı (çatal, bıçak ve kaşık) gibi kalıplanmış nesneler, tepsiler, video kaseti kutuları

Polivinil klorür

(PVC)

CH 2 = CH

Cı

(vinil klorür)

-CH 2 -CH-

Cı

Şeffaf yiyecek ambalajı, şişeler, zemin kaplaması, sentetik deri, su ve boşaltma borusu

politetrafloroetilen

(Teflon)

CF 2 = CF 2

(Tetraflouroethene)

-CF 2 -CF 2 -

Yapışmaz yüzeyler, tesisat bandı, kimyasal maddelere dayanıklı kaplar ve filmler

Polimetil metakrilat

(Lucite, Pleksiglas)

CO 2 CH 3

CH 2 = C

CH 3

(metil metakrilat)

CO 2 CH 3

-CH 2 -C-

CH 3

Cam değişimi, boyalar ve ev ürünleri

Poliakrilonitril

(Acrilan, Orlon, Creslan)

CH 2 = CH

(Akrilonitril)

-CH 2 -CH-

Örgü gömleklerinde, kazaklarda, battaniyelerde ve halılarda kullanılan lifler

Polivinil asetat

(PVA)

CH 2 = CH

OOCCH 3

(vinil asetat)

-CH 2 -CH-

OOCCH 3

Yapıştırıcılar (Elmer yapıştırıcısı), boyalar, tekstil kaplamalar ve sakız

Doğal kauçuk

CH 3

CH 2 = C-CH = CH 2

(2-metil-1,3-bütadien)

CH 3

CH 2 -C = CH-CH 2 -

Lastik bantlar, eldivenler, lastikler, taşıma bantları ve ev eşyaları

Polychloroprene

(neopren kauçuk)

Cı

CH 2 = C-CH = CH 2

(2-metil-1,3-bütadien)

Cı

CH 2 -C = CH-CH 2 -

Yağa ve benzine dayanıklı kauçuk

Stiren bütadien

Stiren bütadien kauçuğu

(SBR)

CH 2 = CH

CH 2 = CH-CH = CH 2

CH 2 = CH-CH 2 -CH = CH-CH 2 -

Lastiklerde kullanılan sıçramayan lastik

Bazı Yoğuşma Polimerleri

Polimer adı

Monomerler

Polimer

kullanım

Polyamidler

(naylon)

harf plastik-monomer1.png

çakışmaları-plastik-polymer1.png

Lifler, kalıplanmış nesneler

poliesterler

(Dacron, Mylar, Fortrel)

monomer polyester dacron.png

Polimer-polyester dacron.png

Doğrusal polyesterler, lifler, kayıt bandı

poliesterler

(Gliftal reçinesi)

monomer polyester glyptal.png

Polimer-polyester glyptal.png

Çapraz bağlı polyester, boyalar

poliesterler

(Döküm reçine)

monomer polyester resin.png

Polimer-polyester resin.png

Stiren ve benzoil peroksit ile çapraz bağlanmış, fiberglas tekne reçinesi, döküm reçinesi

Fenol-formaldehit

(Bakalit)

monomer bakelite.png

Polimer-bakelite.png

Dolgu maddeleri, kalıplanmış elektrik kutuları, yapıştırıcılar, laminatlar, vernikler

Selüloz asetat

(selüloz bir polimerdir

glukoz)

Plastik Reçineler İçin Geri Dönüşüm Kodları

Geri dönüşüm kodu

Polimer ve yapı

Kullanımları

Poli (etilen tereflat) (PET)

Alkolsüz içecekler ve diğer içecekler için şişeler

Yüksek yoğunluklu polietilen

Süt ve diğer içecekler için konteynerler, sıkma şişeleri

Vinil / polivinil klorür

Temizlik malzemeleri için şişeler, bazı şampuan şişeleri

Düşük yoğunluklu polietilen

Bazı dalları olabilir

Plastik torbalar, bazı plastik ambalajlar

Polipropilen

Ağır hizmet tipi mikrodalga fırın konteynerleri

polisitren

İçecek / köpük bardak, oyuncaklar, zarfların içinde pencere

Diğer tüm reçineler, katmanlı çok katmanlı malzemeler, bazı kaplar

Bazı ketçap şişeleri, atıştırmalık paketler, tepenin alttan farklı olduğu yerler

Tümünü Görüntüle