Termoset

MMT113
Endüstriyel Malzemeler
9 Polimerik Malzemeler
Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir
2014-2015 Güz Yarıyılı
•Polimerik malzemelerin kullanımı her yıl ortalama % 7 büyümektedir.
•Yıllık tüketimleri yaklaşık 120 milyon ton civarındadır.
•Atıklarının değerlendirilebilmesi çok güncel bir konudur.
•120 milyon ton = her yıl kişi başına ortalama 24 kg tüketim
En çok tüketilenler sırasıyla;
•Düşük yoğunluklu polietilen PE-LD,
•Polivinilklorür (PVC),
•Polipropilen (PP) ve
•Yüksek yoğunluklu polietilen PE-HD
Zoch, 2011
2
Polimerik Malzemeler
Yoğunluk
Ergime sıcaklığı
Ergime ısısı
Isı kapasitesi
Isıl iletkenliği
Isıl genleşme
E-Modül
Mukavemet
Fiyat/kg
Fiyat/dm3
Gri dökme demir
Aluminyum
Magnezyum
Teknik seramik
Termoplastik
Özellikler çeliğe göre
verilmiştir (Çelik=1)
Zoch, 2011
3
Polimerik Malzemelerin Özellikleri
Paketleme
Otomobil end.
Ev eşyaları
Çeşitli
İnşaat
Elektrik/elektronik Mobilya
Tarım
Zoch, 2011
Polimerik Malzemelerin
Kullanım Alanları
4
Kimyasal
reaksiyon
Monomer
Polimer
Zoch, 2011
5
Polimerik Malzemeler
Termoplastik
Termoset (Duroplast)
Elastomer
•Genelde yumuşak
•Sıcak
şekillendirilebilir
•Şekillendirme
tekrarlanabilir
•Sert ve kırılgan
•Sıcaklığa dayanıklı
•Şekillendirilemez
•Ergitilemez
•Çözünmez
•Balıkçı ağı şeklinde
bir moleküler yapı
•Doğal olarak elde
edilebilir
• Lastik gibi esnek
•Lineer yada
dallanmış zincir
yapısı
•Yüksek oranda
çapraz bağ içerir
•Düşük çapraz bağ
yoğunluklu ağsı yapı
Zoch, 2011
6
Polimerin yapısı ve özellikleri
Makromolekül
•Organik bağlı monomerlerden meydana gelirler (Protein, selüloz, keratin vb.
doğal makromoleküllerdir)
•Polimerler tekrarlanan makromoleküllerden oluşurlar (monomer -> polimer)
•Lineer, dallanmış, yakın yada uzak ağlar oluşturabilirler
•Lineer polimerler termoplastiklerdir, ağ yapısana sahip olanlar ise
termosetlerdir
•Geniş yayılmış ağ yapısına sahip olanlar ise elastormerlerdir
Termoplastik
•Makromoleküllerin yanyana dizilmesi ile oluşurlar
•Möleküller birbirleri üzerinde kayabilirler ve malzeme şekil değiştirebilir
Zoch, 2011
7
Polimerik Malzemeler
Termoset
•Bakalit ilk olarak üretilen termoset plastiktir (Baekland 1909)
•Termosetler birbirlerine çapraz bağlı makromoleküllerden oluşmuşlardır
•Moleküller arasında güçlü bağlar vardır
•Moleküller ısıtma ile birbirlerinin üzerinde kaymazlar (şekil değişimi yok)
Elastomerler
•Elastomerlerin makromolekülleri yoğun bir “yumak” oluştururlar.
•Çekme ile makromoleküller de uzamaya başlar
•En önemli özellikleri çekildiklerinde 2 kattan fazla uzayabilmeleri ve
bırakıldıklarında ilk şekillerine dönmeleridir.
Zoch, 2011
8
Polimerik Malzemeler
Termoplastik
Termoset
Elastomer
Poliamid (PA)
Epoksi reçine (EP)
Doğal kauçuk (NR)
Polietilen (PE)
Fenol-formaldehit reçine
(PF,Bakalit)
Kloropren-kauçuk (CR)
Polietilenteraftalat (PET)
Polipropilen (PP)
Polistirol (PS)
Poliüretan (PUR)
Akrilitril-butadien-kauçuk
(NBR)
Silikon reçine (SI)
Stirol-butadien-kauçuk (SBR)
Politetrafloroetilen
(PTFE,Teflon)
Polivinilklorür (PVC)
Zoch, 2011
9
Polimerik Malzemelere Örnekler
Ham petrol
Granül
Ayrıştırma
Polimer parçalar
Kalıp
Granül
Isıtma
Ekstrüzyon
Ayrıştırmada Eten oluşur
Etilen ise Polietilen (PE) için monomerdir.
Zoch, 2011
10
Polimerik Malzemelerin Üretimi
Çekme gerilmesi, MPa
Doymamış polyester (Termoplast)
Reçine
(sert-gevrek)
(Sünek-elastik)
(yüksek elastikiyet)
(Sünek-elastik)
Uzama, %
Zoch, 2011
Polimerik malzemelere ait
gerilme-uzama diyagramı
11
Elastik modül, E
Gerilme, 
Gevşeme sıcaklığı
Camsı geçiş sıcaklığı
Ergime sıcaklığı
Sıcaklık, T
gevrek
sünek
elastik
yüksek elastikiyet
Uzama, %
Zoch, 2011
12
Polimerik Malzemeler
Elastisite modülü, N/mm2
Fiber takviyeli termoset
Termoset
Termoplast
Elastomer
Yumuşama bölgesi
Sıcaklık, ºC
Yumuşama bölgesi: Elastisite modülünde ani düşmenin gerçekleştiği bölge
Zoch, 2011
13
Polimerik Malzemelerin Mukavemeti
Elastisite modülü, GPa
Seramik (Al2O3)
Termoset
Termoplastik
Çelik (34CrMo4)
Elastomer
Aluminyum (AlCuMg2)
Sıcaklık, ºC
Zoch, 2011
Bazı malzemelerin E-modülünün
sıcaklıkla değişimi
14
Fenolformaldehit reçine
PF-laminat
Polyester reçine
Polioksimetilen (POM)
Policarbonat (PC)
Polivinilklorit (PVC)
Poliamit (PA)
Poliolefin
Çelik
Bakır
Aluminyum
Takviyesiz
Cam fiber takviyeli
Elastisite modülü, N/mm2
Zoch, 2011
Polimerler ile metallerin
elastik modüllerinin karşılaştırılması
15
Bakır
Çelik
Aluminyum
Polikarbonat (PC)
Melamin formaldehit reçine(MF)
Fenol-formaldehit (PF)
Poliamid (PA)
Polioksimetilen (POM)
Polietilen (PE)
Polyester (UP)
Polimetilmetakrilat (PMMA)
Polistirol (PS)
Polivinilklorit (PVC)
Takviyesiz
Cam fiber takviyeli
Sıcaklık, ºC
Zoch, 2011
Polimer ve metallerin
kısa süreli kullanım sıcaklıkları
16

Download Report