Plastik özellikleri nelerdir?
Malzeme

Plastik Nedir? Özellikleri Nelerdir?

Plastik Malzemelerin Genel Özellikleri

Plastik normal sıcaklıkta genellikle katı halde bulunan, basınç ve sıcaklık altında kalıplanabilen organik polimer malzemedir. Plastiklerin hafif oluşları, kolay işlenebilirliği korozyona karsı dayanıklılığı, iyi elektrik ve ısı yalıtkanlığı gibi özellikleri nedeniyle; makina, uçak, elektrik-elektronik endüstrileri gibi bir çok endüstri dalında büyük miktarlarda kullanılırlar. Ancak plastikler metalik ve diğer mühendislik malzemelerine göre farklı özelliklere sahiptirler. Plastiği oluşturan polimerlerin molekül ağırlığı, yapısı, çapraz-bağlanma derecesi ve iskeletinin içerdiği fonksiyonel gruplar, plastiği fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkiler.

Görünüşü

Plastiklerin çoğu renksizdir. Bu yüzden istenilen rengi elde etmek için renk verici maddeler kullanılır. Pigmentlerle opak görünüş elde edildiği gibi çözünür organik boyalarla şeffaf bir görünüş elde edilebilir. Polimetilmetokrilat gibi bazı polimerler çok berraktırlar. Bu özelliğinin yanı sıra polimetilmetarilat hafif de olduğu için, hem optik camın yerine hem de uçak gibi araçlarda kullanılır. 

Plastik Malzemelerin Yüzey Sertliği

Plastik maddelerinin yumuşak ve çizilmeye karsı az dirençli olmaları, kendileri için bir dezavantajdır. Termoplastiklerin sertliği, sıcak ve katılan plastikleştirici maddelerin artmasıyla azalır, yani yumuşar. Termosetlerde ise, sıcaklık artısı sertlik üzerinde pek önemli etki yapmaz. Plastikler cam, seramik ve metallere göre daha az serttirler.

Plastik Malzemelerin Yoğunluğu

Plastik malzemeler, odun hariç, diğer tüm malzemelere göre daha düşük yoğunluğa sahiptirler. Plastiklerin yoğunluğu 0,9 gr/cm3 ile 2,5 gr/cm3 arasındadır. Pratikteki uygulamaları hacme göre olmasına karşın, ağırlık hesabıyla satılmaları, ağırlığın birinci planda olduğu yerlerde plastiğin geçerliliğini arttırmıştır.

Plastik Malzemelerin Isısal Özellikleri

Plastiklerin ısısal özelliği en önemli özelliklerden biridir. Her ne kadar bazı plastikler 100–180ºC aralığında uzun süreli kullanım için tavsiye edilebilir ve örneğin politetrafloraetan (PTEE) ve polifenilen sülfit gibi, başka plastikler 250ºC’ye kadar servis ömrüne sahip iseler de çoğu plastikler geniş bir sıcaklık aralığında yumuşama gösterirler. Yüksek sıcaklıkta plastiklerin kullanılabilmeleri tayin eden yöntem yumuşama ve sapma sıcaklığıdır. Ancak bu sıcaklıkların malzemenin maksimum kullanma sıcaklıkları olmadığını hatırlatmakta fayda vardır. Bununla beraber düşük zorlamalarda veya uzun aralıklı yüklemelerde, plastikler bu veya daha yüksek sıcaklıklara da dayanabilirler. Yumuşama sıcaklığı esasen yalnız malzemenin ön seçiminde bir bilgi vermektedir.

Isısal iletkenliği

Plastiklerin önemli bir özelliği de bir ısısal iletkenliğidir. Genellikle plastiklerin ısı iletkenliği kötüdür. Metallerin ısı iletkenlikleri 200–10.000×104 cal/cm.snºC arasındadır. Plastiklerin ısıl iletkenlikleri 2,0–8,0 cal/cm.snºCx104 arasındadır. Plastiklerin ısısal iletkenliklerinin düşük olmasından dolayı, sürtünme veya tekrarlanan gerilmelerin sebep olduğu sıcaklık büyümesi, malzeme içerisinde ısı birikmesine neden olur. Bu olay ısısal yorulmaya yol açar. Isıl yorulmayı azaltmak için, plastik malzemelere katkı maddeleri ilave edilir. Bu amaçla en çok kullanılan katkı maddeleri metal tozları (alüminyum, bakır vb.) veya çeşitli elyaflar (karbon 6 elyafı, cam elyafı vb.) katkılı plastiklerin ısıl iletkenlikleri en az on kat daha yüksektir.

Örneğin 4–30 değerinde olan epoksitlerin ısıl iletkenlikleri katkı maddeleri ile takviye edildiklerinde 800–2500 değerlerine kadar çıkabilmektedir. Plastiklerin ısıl iletkenlikleri moleküllerin yani sıra kristalinite derecesi ve yönlenme gibi yapısal faktörlere bağlıdır. Kristalinite derecesi ve yönlenme artarsa, ısıl iletkenliği de artar. Başka bir ısısal özellik ısısal genleşmedir. Plastik malzemelerin islenmesinde önemli bir problem olan ısısal genleşme katsayısı, metallere göre çok daha büyüktür. Kuvvetlendirici elyaflarına ilavesi plastiklerin ısısal genleşmelerini önemli derecede azaltmaktadır.

Örneğin polistirene %60 oranında cam elyafların ilavesiyle ısıl genleşme katsayısı yarıya indirilmektedir. Isıl iletkenlik gibi ısıl genleşme de molekül ağırlığı ve yapısal faktörlerle değişir. Polimerin kristalinite derecesinin çapraz ve bağ yoğunluğunun artmasıyla ısıl genleşme katsayısı azalır. Yönlenme yönünde katsayı azalırken dik yönde artar. Bunların yani sıra, ısısal genleşme değerleri plastiklerin (Tg) camsı duruma geçis sıcaklığının ve ergime sıcaklığının (Tm) üzerinde veya altında farklıdır.

Isıya Karşı Dayanımı

Plastiklerin ısıya karsı dayanıklılıgı çok önemli bir faktördür. Genellikle termoplastikler yük olmadığı zaman 65–120ºC’de, bazı çeşitleri ise 260ºC gibi yüksek sıcaklıklarda bozunurlar. Bu yüzden yüksek sıcaklıklarda düşük bir basınç altında kullanılmalıdırlar. Termosetler daha sert ve ısıya daha dayanıklıdırlar. Sıcaklık artarsa belirli bir sıcaklıga kadar sert kalırlar, fakat yüksek sıcaklıklarda kömürleşerek bozunur. Genellikle termosetler 150–230ºC arasındaki sıcaklığa devamlı maruz kalabilirler; bazı özel termosetler 260ºC’ye kadar dayanabilirler. Asbest ve çam dolgu gibi dolgu malzemeleri plastiklerin ısıl dirençlerini arttırır.

Plastik Malzemelerin Kimyasal Özellikleri

Plastikler metallere göre, kimyasal maddelere daha dayanıklıdırlar. Termoplastikler zayıf asit, baz ve tuz çözeltilerinde etkilenmemelerine karşın, organik çözücülerde çözünürler ve şişerler. Termoplastikler kuvvetli asit ve bazlardan kimyasal olarak etkilenirler. Termosetler, termoplastiklere göre kimyasal maddelerin teması sırasında bozunmanın ilk başladığı bölgeler, plastikte kullanım sırasındaki eğilme, büzülme ve benzeri gerilmeler sonucu oluşan çatlaklardır. Polimerlerin kimyasal dirençleri reaktif maddenin cinsine ve konsantrasyonuna, polimerik yapıya, sıcaklığa, uygulanan gerilmeye, yüzey pürüzlüğüne ve marfolojisine bağlıdır. Kısa süreli polimer-kimyasal çevre etkileşimleri çekme deneyleriyle, uzun süreli etkileşmeler ise sürtünme deneyleriyle belirlenirler.

Plastik Malzemelerin Alevlenme (Yanma) Özellikleri

Plastikler aleve karşı çok hassastırlar. Genellikle termoplastiklerin yanma hızı, aditif (yanmadan koruyan madde) kullanılarak yavaşlatılabilir. Bununla beraber bir çok plastik, alev uzaklaştırıldıktan sonra yanmaya devam etmez. Bir plastik malzemenin alevlenme kabiliyeti ölçülebilir, fakat genellikle bu özellik yanmanın özel şartları ile ilgili birçok faktöre bağlıdır. Örneğin plastikleştirici ihtiva etmeyen kati PVC, alev uzaklaştırıldığında kendi kendini söndürür, halbuki plastikleştiricisiz köpük PVC havada yanmaya devam eder. Çok sayıda deney metotları ortaya çıkmasına rağmen, son yıllarda kabul edileni Kritik Oksijen indeksi (COI) kavramına dayanan yöntemdir.

Hava Etkisiyle Bozulma Özellikleri

Polimerlerin zamanla yıpranmasına malzemenin kimyasal bozunması neden olmaktadır. Bu olay bir veya birçok faktörün etkisi altında meydana gelmektedir. Bunların arasında en önemli olanlar termik, mekanik, fotokimyasal, radyasyon, biyolojik ve kimyasal faktörlerdir. Çoğu defa şartlar, farklı farklı şekilde oluşan yıpranmaların aynı anda meydana gelmesini sağlar. Örneğin açıkta bulunan bir polimer, UV radyasyonu, oksijen ve atmosfer yayımlarının etkisine maruz kalmaktadır. Ayni şekilde polimer, işlenme esnasında yıpranma başlatabilen ısı, mekanik kuvvetler ve oksijenin etkisi altında bulunmaktadır.

Hava etkisiyle plastiklerin yıpranması; radyasyon, uçan parçacıkların meydana getirdiği aşınma, yağmur veya dolu erozyonu ve hava kirliliğinin kimyasal etkisinin bir neticesidir. Bu faktörlere karşı termoplastiklerin dayanıklılığı çok iyiden (akrilik ve PVC) zayıfa kadar (polistiren ve selüloz asetat) değişir. Su absorbsiyonu, plastikleştirici etkisinden dolayı, termoplastiklerin dayanıklılığı zayıftır. Ancak en önemli faktör UV radyasyonunun etkisidir. Her iki durumda da plastik malzeme gevşektir; ayrıca ultraviyole etkisiyle renk kaybı meydana gelir.

UV ısınlarına en dayanıklı plastikler akriliklerdir. Diğer plastikler aynı dayanıklılığı gösteremezler, fakat bunların özellikleri karbon siyahı gibi uygun katkı maddeleriyle iyileştirilebilir. Havanın etkisi en çok, uzun süre güneş ışığına maruz kalan borularda rastlanır. Genelde iklim şartları plastiğin görünüşünü değiştirir, özellikle renginin solmasına veya bozulmasına neden olur. Plastik malzemelerin gerek hava gerekse iklim etkilerine karşı dayanımını arttırmak için antioksidant ve stabilizatör gibi katkı maddeleri ilave edilir.

Elektriksel Özellikleri

Plastiklerin tümü normal gerilim ve frekanslarda iyi yalıtkandırlar. Yalıtkanlıkları, gerilim ve frekans düştükçe artmasına karşın sıcaklık arttıkça azalır. Polimerin yapısında zincirlerin sert ve bükülmez olması, zincirlerin birbirini kuvvetli etkilemesi ve yönlenme olayları, elektronların serbest hareketliliğini engellemekte ve plastiklerin düşük elektrik iletkenliğine neden olmaktadır. Elektrik iletkenliği yerine bunun tersi olan elektriksel direnç terimi de kullanılmaktadır. Genel olarak plastiklerin elektriksel direnci kimyasal bileşime, dolgu maddelerine, sıcaklığa ve neme bağlı olarak değişir. Nem, polar plastiklerde elektriksel direncin düşmesine yol açar.

Tekrar kullanılabilir oluşu

Plastikler çeşitli metotlarla tekrar kullanılabilirler. Aynı zamanda ekonomik olarak rejenere edilemeyen çeşitli plastiklerin yakılmasından enerji elde etmek mümkündür. Bununla birlikte bazı malzemeler sorunsuz yakılamazlar. Bu özellikle klor (PVC gibi) veya flüor (ticari ismi ile Teflon veya PTFE) içeren maddeler için önemlidir. Bu plastiklerin yakılması zehirli gazlar yaratır. Plastiklerin atılması için akla yakın bir yaklaşım her plastik ürüne, bir tanıtıcı sembol sağlanmaktır. Bir plastik rejenere edildiği zaman bu sembol plastiğin nelerden yapıldığının belirlenmesine yardımcı olur. Böylece yakma sürecinden önce sorunlu malzemeleri ayırmak veya plastikleri cinslerine ayırmak ve kategorileri ayrıca tekrar ergitmek mümkün olur.

 

Kaynak

Betül DİNLENÇ

PVC YER KAPLAMALARININ DEĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİNİN BELİRLENMESİ

Paylaşmak Güzeldir

Bunlar da hoşunuza gidebilir...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir