POL

İ

MERLER

Polimerler, çok sayıda aynı veya farklı atomik grupların kimyasal bağlarla az veya çok düzenli bir biçimde bağlanarak oluşturduğu uzun zincirli yüksek molekül ağırlıklı bileşiklerdir. Polimerler ‘monomer’ denilen birimlerin bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. Birbirlerine kovalent bağlarla bağlanarak büyük moleküller oluşturabilen küçük mol kütleli kimyasal maddeler Monomer moleküllerinin kovalent bağlarla birbirine bağlanarak polimer molekülünü oluşturdukları tepkime Çok sayıda monomerin kovalent bağlarla birbirlerine bağlanarak oluşturduğu iri moleküller

• Aynı monomerlerin oluşturduğu polimerlere homopolimer, en az iki farklı tip monomerden oluşan polimere ise kopolimer denir. Bir kimyasal tepkimede polimer oluşumuna, polimerleşme denir.

• 2 monomer = dimer, • 3 monomer = trimer, • 4 monomer = tetramer, • 5 monomer = pentamer, • 20-30 monomer= oligomer, • n monomer = polimer, (n sayısı çok yüksek rakamları ifade eder.)

• Polimerler büyük moleküllerdir. Aralarındaki Van Der Walls çekim kuvvetleri de büyüktür. Bu nedenle polimerlerin erime ve kaynama noktaları monomerlere göre daha yüksektir. Bu özellik de; polimerlerin daha sert, sağlam, dayanıklı madde olmalarını sağlar.

POLİMER MADDELERİN ÖZELLİKLERİ

 Küçük moleküllü maddeler genellikle gaz veya sıvı haldedirler, polimerler ise büyük moleküllü olduğu için katı ve genellikle serttirler.  Küçük moleküllü bileşikler genellikle çözücülerde kolay çözünürler. Polimerler ise hem zor çözünürler, hem de çözünme şekilleri küçük moleküllü bileşiklerden tamamen farklıdır. Öyle ki, çözücü molekülleri polimer molekülünden çok küçük olduğu için, onlar önce polimerin içine difüze olurlar. Bu yüzden polimer şişer ve hacmi yaklaşık 1000 kat kadar artar. Bunun neticesinde makromoleküller arasında olan bağ kuvvetleri zayıflar ve polimerler birbirinden ayrılarak çözeltiye geçerler.

 Küçük moleküllü bileşiklerin çözeltileri şeffaf olduğu halde, yüksek moleküllü birleşmelerin çözeltilerinde ışığın dağılması gözlenir.

 Küçük moleküllü bileşiklerin çözeltilerinin kristalleşmesi genellikle kolay ve belli bir sıcaklıkta olduğu halde, yüksek moleküllü bir birleşmeler için kristalleşme prosesi çok zor ve geniş bir sıcaklık aralığında olmaktadır.

 Küçük moleküllü bileşiklerden farklı olarak, yüksek moleküllü birleşmelerin çözeltilerinden veya eriyik halinden ince tabakalar meydana getirilebilir.

 Polimerler, sertliğine, yüksek sıcaklığa ve darbeye dayanıklılığına, yüksek dielektrikliğine, korozyona karşı dayanıklılığına göre geniş kullanım sahalarına sahiptir.

POLİMERLERİN ISIL ÖZELLİKLERİ

 Yapılarında amorf ya da kristal bölgelerin varlığına yakından bağlıdır. Amorf polimerler yeterince düşük sıcaklıklarda sert ve kırılgandırlar (cam gibi.) Böyle bir polimer ısıtıldığında camsı geçiş sıcaklığı (Tg) adı verilen bir sıcaklıkta yumuşar ve kauçuk özellikleri gösterir (poliizobütilen, polibütadien gibi).  Polimerin camsı geçiş sıcaklığı üzerinde ısıtılması sürdürülürse; polimer,kauçuğumsu davranışı da bırakarak zamk görüntüsü üzerinden yeterince yüksek sıcaklıklarda sıvı halini alır. Ancak; kauçuğumsu, zamksı ve sıvı davranış değişiklikleri arasında kesin sıcaklık değerleri yoktur, geçişler derecelidir. Örneğin, amorf ve kırılgan olan cam, camsı geçiş sıcaklığına kadar ısıtıldığında yumuşamaya başlar, biraz daha yüksek sıcaklıklarda şekillendirilecek kıvama gelir, ileri ısıtmada sıvı gibi davranır.

POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI

KİMYASAL YAPILARINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI BİLEŞİKLERİN KAYNAĞINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI ZİNCİR ŞEKLİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI

POLİMERLERİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI

1. ORGANİK POLİMERLER * Yapılarında karbon yanında genelde hidrojen atomu bulunmaktadır. Günlük hayatta kullanılan polimerlerin çoğunun ana zincirinin temel bileşeni karbon atomudur. Sentetik ve doğal polimerlerin çok büyük bir kısmı organik polimerlerden oluşmuştur.

* Polietilen, poliesterler, poliamidler, polipropilen, doğal kauçuk, proteinler, selüloz v.b. gibi polimerleri organik polimerlere örnek olarak verebiliriz.

Polietilen polimerinden yapılan malzemeler Yumurtada bulunan protein doğal organikmoleküllerdir

2.İNORGANİK POLİMERLER * Polimerlerin birçoğunun ana zincirinin temel bileşeni karbon atomudur. Ancak bazı polimerlerde ana zincirde karbon atomu yerine silisyum, fosfor, sülfür gibi başka atomlar bulunabilir.

* Ana zincirinde karbon atomu bulunmayan (yan grup olabilir) polimerlere inorganik polimerler denir.

* İnorganik polimerler yapılarında organik kısımda içerebilir. Barofan ve silikon bu polimer tipine örnektir.

POLİMERLER BİLEŞİKLERİNİN KAYNAĞINA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

1.DOĞAL POLİMERLER Doğada canlı varlıkların yapılarında oluşan polimerlerdir, dolayısı ile organik yapı gösterirler. Bu polimerleri çok çeşitli alanlarda kullanmaktayız.

A. Kauçuk

• • Eski uygarlıklardan beri çok kullanılan önemli doğal polimerlerden birisi olan ve kauçuk ağacından elde edilen doğal kauçuk Hevea brasilliensis ağacının bir ürünüdür. Kauçuk ağacı olarak bilinen bu ağacın kabukları bıçakla çizildiğinde Lâteks denilen bir sıvı akar. Lâteks sıvısı kauçuğun sudaki emülsiyonudur. Elde edilen bu emülsiyona asit katılırsa doğal kauçuk çöker. Elde edilen bu çökeltinin kapalı formülü C₄H₈ olan bir hidrokarbon kompleksidir. Bu bileşiğin adı İzopren’dir. IUPAC’ a göre adı ise 2-metil-1,3-bütadien’dir.

İzoprenin polimerleşmesiyle poliizopren oluşur. Bu da doğal kauçuktur. Polimerleşme trans ya da cis şeklinde olabilir. Doğal kauçuk esnekliği az olan yapışkan ve bu haliyle çok kullanışlı olmayan bir maddedir. Doğal kauçuk kükürtle ısıtılarak vulkanize edilmesiyle daha kullanışlı hale gelir.

• •

B. Proteinler

Doğal polimerler olmaksızın doğadaki hayatın devamı düşünülemez. Çünkü hayatın kendisini oluşturan temel elemanlar bu moleküllerdir.

Yün, saç, tırnak; protein yapısındaki doğal polimerlere örnek olarak verilebilir. Canlılarda ayrıca polimerik yapıda olan karbonhidratlar, deoksiribonükleikasit (DNA) , ribonükleikasit (RNA) bulunur. Canlıların hayatsal faaliyetlerinden sorumlu olan polimerlere biyopolimerler denir.

C. Selüloz

• Bitki ve ağaçların temel yapısını oluşturan selüloz doğada en bol bulunan polimerlerdir. Pamuğun temel bileşeni de selülozdur.

2. YARI SENTETİK POLİMERLER • • Doğal polimerlerin yapılarının değiştirilmesiyle elde edilen polimerlere yarı- sentetik polimerler denir. Örneğin selülozun nitrolanmasıyla selüloid elde edilmiştir.

Selüloid: nitroselüloz ile kâfurdan oluşan, fotoğraf kâğıdı, sinema filmi, bilardo topu, tarak vb. şeylerin yapımında kullanılan plastik madde.

• • 3. SENTETİK POLİMERLER En önemli polimer kaynakları arasında da mutlaka petrolü saymalıyız. Dünyada işlenen petrolün %2 kadarı polimer sanayinde kullanılmaktadır.

Birçok sentetik polimerin yapımında kaynak olarak petrol kullanılmaktadır. Bu polimerler monomerlerden başlayarak endüstride sentezlenir. Küçük moleküllerden yola çıkılarak hazırlanan ilk sentetik polimer fenol ve formaldehitten sentezlenen bakalittir. Bakalit ticari bir ürün haline getirilerek vana parçaları, bıçak, alet sapları, düğme gibi kalıplanarak hazırlanan parçaların yapımında kullanılmıştır.

A. Polietilen • • • Etilen gazının polimerizasyonuyla sentezlenen polietilen en fazla tüketilen ticari polimerdir. Etilen 1000- 3000 atm. basınç altında 250 °C ısıtıldığında yapısındaki pi bağları açılarak reaksiyon oluşur.

Yoğunluğu fazla olan polietilen boru yapımında, araba yakıt depolarının yapımında kullanılır.

Düşük yoğunluklu polietilen yumuşak ve esnektir. Yiyecek paketleri, selofan bant, plastik oyuncak yapımında kullanılır.

• B

.

Polistiren Kırılgan, sert, şeffaf, pahalı olmayan kokusuz, işlenmesi kolay, ucuz bir polimerdir. Stirenin polimerizasyonu ile elde edilir. Plastik oyuncak yapımında, elektrikli ev aletlerinde, mobilya kaplamacılığında, plastik bardak ve tabaklarda, televizyon ,buzdolabı gibi elektrikli aletlerin taşınmasında kullanılan köpüklerin yapımında kullanılır.

• • C. Polivinil klorür Etilendeki bir hidrojen atomunun, Cl atomu ile yer değiştirmesiyle vinil klorür oluşur. Vinil klorürün polimerleşmesiyle polivinilklorür oluşur. Polivinilklorür kısaca PVC dir. PVC, kimyasal direnci iyi olan bir polimerdir. Asit bazlardan, yağlardan ve tuz çözeltilerinden etkilenmez.

PVC her türlü su borularında, hortumlarda, elektrik kablolarında kullanılır. Ayrıca plastik perde, conta, yapışkan film, top, büro gereç leri, priz yapımında kullanılır.

D. Politetrafloroetilen (Teflon) Etilendeki hidrojen atomlarının tamamının, Flor atomlarıyla yer değiştirmesi sonucu tetrafloroetilen oluşur. Tetrafloraetilen polimerleşerek politetrafloroetileni meydana getirir, diğer ismi teflondur. Teflonun yapışmama özelliği vardır. Bu özelliğinden yararlanarak tava ve tencereler yapılır. Mekanik dayanımının zayıf olması dezavantajıdır. Değerli bir polimerdir.

• •

Poliamid(naylon)

Poliamid reçineleri amin ve karboksil gruplu monomerlerin polikondenzasyonundan meydana gelir. Bu fonksiyonel gruplar hem aynı bir monomerin, hem de muhtelif monomerlerin içinde olabilir.

Sanayide polikondenzasyon reaksiyonu ile tekstil endüstrisinin temel ürünü olan ve büyük bir ticari öneme sahip olan poliamidler sentezlenir. Naylon adı verilen poliamidler ilk defa 1928’de H. Carothers ve arkadaşları tarafından keşfedildi. İlk poliamid, adipik asit ve heksametilen daiminden Naylon 6,6 olarak üretildi.

• • Naylonlar (poliamidler) aşınmaya ve çekmeye karşı yüksek direnç gösterirler. Çok az nem çekicidirler. Kimyasal çözücülere, asit ve bazlara karşı dayanıklıdırlar. Poliamidler, elbiselik kumaş yapımında kullanılan iplerin (kord bezi) üretiminde ve metal parçaların yerini alabilen malzemelerin yapımında, elektirik tellerin izalasyonunda, sıvılar ve yağlarla peynir ve et ürünlerinin vakumlu ambalajında kullanılırlar. Sentetik iplik olarak ameliyat ipliği, kord bezi gibi çok çeşitli kullanım alanları vardır. Tekstil elyafı olarak paraşüt elbise yapımında kullanılır.

• •

Polikarbonatlar

İlk polikarbonat çalışmaları 1898’de A.Einhorn

tarafından, hidrokinon ve fosgen arasındaki reaksiyonla gerçekleştirildi. 1956’da polikarbonatlar ticari olarak üretilmeye başlandı. Bisfenol-A’nın keşfiyle polikarbonat üretimi de gelişerek arttı. Bisfenol-A, fenol ve asetonun reaksiyonundan elde edilir. Difenil karbonat ile Bisfenol-A’dan elde edilen polikarbonat en bilinen polikarbonattır.

Bisfenol-A fosgen ile de reaksiyona girerek polikarbonat verir:

• Polikarbonatlar sert, dielektirik özelliklere sahip plastiklerdir. Sulu çözeltilere yeteri kadar dayanıklıdır. Darbeye ve yüksek sıcaklığa dayanıklıdırlar. Elektirik malzemesi, otomobil malzemesi, inşaat malzemesi olarak geniş çapta kullanılırlar. TV tüpleri, batarya kutu ve kapakları, hesap makinaları, buzdolapları, mutfak eşyaları gibi çok çeşitli alanlarda kullanılırlar. Ayrıca polikarbonat borularda kullanılırlar.

POLİMERLERİN ZİNCİR ŞEKLİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI

• • Çok sayıda monomer molekülü yan yana gelerek polimer molekülünü oluştururlar. Monomer moleküllerini bir zincirin halkalarına benzetebiliriz. Bu halkalar bir araya gelerek bir zincir oluştururlar. Bu nedenle polimer molekülü yerine polimer zinciri kavramı kullanılır.

Polimer molekülleri için çok büyük olmalarından dolayı makro molekül adlandırılması da yapılmaktadır.

düz zincirli dallanmış Çapraz bağlanmış

1.Düz zincirli polimerler • • Polimerler; düz bir zincir üzerinde sıralanmıştır. Ana zincirleri kovalent bağlarla bağlıdır başka zincirlere bağlı değildir. Doğrusal olan bu polimerler uygun çözücülerde çözünürler ve eritilerek tekrar tekrar şekillendirilebilirler.

Polivinil klorür düz zincirli polimerdir. Pencere profili, boru, ambalaj filmleri,suni deri v.b. üretiminde kullanılır.

• • • 2.Dallanmış Polimerler Bazı polimerlerin ana zincirlerine, kendi kimyasal yapısına benzer dal görüntüsünde başka zincirler kovalent bağlarla bağlanmıştır.Bu polimerlere dallanmış zincirli polimerler denir.

Bu polimerlerin dallanmış zincirleri polimerizasyon sırasında yan tepkime yada ikincil tepkimelerin oluşması sonucu meydana gelir. Yan dalların boyları aynı uzunlukta olmayabilir veya bu yan dalların üzerinde başka gruplarda olabilir.

Dallanmış polimerlerin yan dallarından dolayı kristallenme eğilimi azdır.

• • • 3. Çapraz Bağlı Polimerler Çapraz bağlı polimerlerin bağlarında birden fazla ana zincir vardır ve bu zincirler birbirleriyle bağlı olduğundan ağ yapıda bir özellik gösterirler. Değişik uzunluktaki zincir parçalarının birbirine kovalent bağlar ile bağlı olduğu için sistem tek bir molekül gibi düşünülebilir.

Bu polimer türü çözünmez, ancak uygun çözücülerde belli miktarda şişerler. Şişme yoğunluğu çapraz bağ yoğunluğu ile değişir. Çapraz bağ miktarı arttıkça polimerin çözücüdeki şişme miktarı azalır. Çok çapraz bağa sahip polimerler çözücülerden etkilenmez.

Çapraz bağlanmayla polimer zincirleri hareketliliklerini kaybederler. Bu nedenle erimeyecekleri ya da akmayacakları için kalıpla da şekillendirilemezler.

POLİMERLERİN ADLANDIRILMASI

Polimerlerin adlandırılmasında birden fazla adlandırma sistemi kullanılır. Yaygın olarak kullanılan birkaç adlandırma sistemi şunlardır :

1.KATILMA POLİMERLERİN ADLANDIRILMASI

• • Polimer, katılma polimerizasyonu sonucu sentezlenmiş ise sentezde kullanılan monomerin adının önüne poli- ön eki konarak yapılır.

Etilen, stiren, akrilonitril gibi tek kelimeden oluşan monomer isimlerinin başına poli ön eki gelir.

Monomer Polimer _____________________________ Etilen Polietilen Stiren Polistiren Akrilonitril Poliakrilonitril

Stiren Polistiren

• • Monomer adı birden fazla kelime ya da simge içeriyorsa, monomerin adı ayrıca parantez içerisine alınır.

Poli (metil metakrilat ) Poli(cis-1,4- izopren) Poli(vinil asetat) Poli(vinilalkol) kendi monomeri olan vinil alkolden değil, poli(vinilasetat) polimerinin hidrolizi ile sentezlenir. Ancak adlandırma yapılırken vinil alkolün polimerizasyonu sonucu oluşturulduğu varsayılır.

2.KOPOLİMERLERİN ADLANDIRILMASI

• • Kopolimerlerin adlandırılmasında, kopolimerlerin sentezlerinde kullanılan monomerlerin adları arasına ko- eki konularak yapılır.

Stiren ve bütadienin kopolimeri poli(stiren-ko bütadien) Stiren ve metilmetakrilattan elde edilen kopolimer poli(stiren-ko-metil metakrilat) dır .

Poli(akrilonitril-ko-metil metakrilat)

3.IUPAC VE GELENEKSEL ADLANDIRMA

• • • Geleneksel adlandırma günlük hayatta kullandığımız polimerlerin adlarıdır. Örneğin poliamitler naylon olarak adlandırılır.

Plastik poşetler polietilenden yapılmış olmasına karşın poliamit adı kullanılarak günlük hayatta naylon poşet şeklinde adlandırılır.

Organik bileşiklerin adlandırılmalarında kullanılan IUPAC adlandırma sistemi polimerlerin adlandırılmasında da kullanılır.

Poliakrilonitril molekülü. IUPAC adı poli(1-siyanoetilen)

POLİMERLERİN ÜRETİM ŞEKİLLERİ

KÜTLE (BLOK) POLİMERLEŞMESİ

• • Reaksiyon kabında yalnız saf monomer ve başlatıcı bulunur. Bu proseste monomer ısıtılıp, ultraviyole ışınların etkisiyle veya başlatıcı eklenerek polimerleştirilir.

Kütle polimerleşme reaksiyonları ekzotermik olduğundan ortamın devamlı karıştırılması gerekir. Bu sistemde polimerleşme ile beraber ortamın viskozitesi artar ve karıştırma imkansız hale gelir. Bu yüzden homojen bir ısı yayılımı sağlanamaz ve sıcaklık kontrolü zorlaşır.

Reaksiyon ortamının sıcaklığının değişmesi, elde edilen polimerlerin molekül ağırlığının azalmasına sebep olur. Onun için kütle polimerleşmesi, önce % 30-35 dönüşüme kadar düşük sıcaklıkta, sonra sıcaklık artırılarak % 98-100 dönüşüme kadar olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilir. Sanayide etilen, stiren, vinil asetat, metil metakrilatın polimerleşmesi bu şekilde yapılır.

ÇÖZELTİ POLİMERLEŞMESİ

• • Ortamda bir çözücü, monomer ve başlatıcının bulunduğu polimerleşme şeklidir. Bu polimerleşme öyle çözücü kullanılmalıdır ki, çözücüde hem monomer, hem de oluşmuş polimer iyice çözülebilsin. Monomer çözücüde çözüldüğü için konsantrasyonu zamanla azalır, dolayısıyla karıştırma ve sıcaklık kontrolü kolaylaşır. Bu sebepten elde edilmiş polimerin molekül ağırlığı artar. Çözelti polimerleşmesinin kütle polimerleşmesine üstün gelen bu yönlerine karşılık çözücünün polimerleşme reaksiyonundan sonra ortamdan uzaklaştırılması gibi sorularla karşılaşılır. Bu yüzden çözelti polimerizasyonunda meydana gelen polimeri çözeltiden ayırmak zor olduğu için sanayide bu metot çok kullanılmaz. Akrilenitril, vinil asetat ve etilen bu metot ile polimerleştirilebilir.

• •

SÜSPANSİYON (BONCUK) POLİMERLEŞMESİ

Süspansiyon polimerleşmesinde önce başlatıcı monomerde çözülür, sonra su ilave edilir ve hızla karıştırılarak monomerin suda süspansiyonu hazırlanır. Oluşan damlalar 0.01-0.5cm çapındadır. Bu çap karıştırma hızı ile ters orantılıdır. Polimerizasyon başlatıcı olarak monomerde çözülen başlatıcılar (benzoil peroksit gibi) kullanılır. Süspansiyonun kararlı kılınması ve oluşan polimer parçacıklarının birbirine yapışmaması için ortama suda çözülebilen (karboksimetil/selüloz, toz halinde potasyum karbonat, baryum karbonat,bentonit gibi) stabilizatörler katılır. Bu yöntemde polimerizasyon ısısı ortamdaki su tarafından giderilir ve kesin sıcaklık kontrolü sağlanır. Polimer çok küçük parçacıklar halinde elde edildiğinde paketlenmeye, işlemeye çok elverişlidir. Süspansiyon polimerizasyonu bu bakımdan diğer polimerleşme metotlarından üstünlük gösterir ve sanayide yaygın olarak kullanılır. Stiren, vinil klorür, vinil asetat, metal metakrilat bu işlemle polimerleştirilebilir.

EMÜLSİYON POLİMERLEŞMESİ

• • Su ortamında, monomer, yüzey aktif madde ve suda çözünen (potasyum persülfat, hidrojen peroksit gibi) bir başlatıcı bulunur. Reaksiyon ortamı devamlı karıştırılır. Yüzey aktif maddelere emülgatör denir. Bunlarda aktif polar (karboksil veya sülfo) gruplar bulunur. Bu maddelere örnek olarak sabunları, oleik, palmitik, stearik asitlerin sodyum tuzlarını, aromatik sülfo asitlerin sodyum tuzlarını, mesela sanayide çok yaygın olarak kullanılan nekalı (2,6 diizobutil naftalin-3-sodyum sülfanat) gösterebiliriz. Bu emülgatörler, sabun gibi suda küçük damlacıklar, yani miseller meydana getirirler. Suda meydana gelen serbest radikaller miselin içindeki monomer molekülü ile temas ettiğinde onu aktifleştirir ve polimerleşme başlar. Böylelikle polimerleşme misellerde çabuk ve oldukça düşük sıcaklıkta gerçekleşir.

• Bu yöntem endüstride özellikle stiren-bütadien kauçuğu (SBK) üretiminde başarıyla kullanılmaktadır. Elde edilen polimerlerin çok küçük parçacıklar halinde oluşu paketlemeye ve işlemeye elverişli olması bakımından ayrıca sıcaklık kontrolünün kolay olması sebebiyle, süspansiyon polimerleşmesi gibi emülsiyon polimerleşmesi de ilk iki yönteme göre üstünlük sağlar.

MOLEKÜL AĞIRLIĞI

• • Polimerlerin molekül ağırlığı, polimerlerin elde edilmesinde ve endüstride uygulanmasında büyük önem taşımaktadır. Polimer maddelerin ilginç ve yararlı mekanik özellikleri, bu tür maddelerin büyük molekül ağırlıklı olmalarından kaynaklanır.

Polimerlerin molekül ağırlığı, küçük moleküllere göre çok büyüktür. Mol ağırlığındaki bu büyük fark, polimerlerle basit küçük moleküler arasında fiziksel özellik farkını ortaya çıkarır. Etilen küçük bir moleküldür ve gazdır, stiren sıvı olmasına karşın, polietilen ve polistiren katı maddelerdir.

POLİMERLERLERİN HİDROLİZİ

• Büyük moleküllerin su molekülü etkisi ile küçük moleküllere bölünmesine hidroliz denir.

Polimer+ (n-1)H₂O n (monomer) Bazı polimerlerin monomerleri arasındaki bağ uygun koşullarda su katılarak kırılabilir .Böylece Polimerler daha küçük moleküllere veya monomerlere ayrılabilir. Yani polimerler hidrolizle parçalanabilir.

• • • • •

AMORF POLİMERLER

Molekül zincirleri birbirlerine göre gelişigüzel şekilde birbiri içine girmiş yün yumakları şeklindedir.

Moleküller kendi aralarında rasgele bağlanmış olup, kristalleşme yada çapraz bağlar yoktur. Bunu en güzel spagettiye benzetebiliriz. Bu tip polimerler cama benzer ve saydamdırlar.Örneğin, metilmetakrilat.

Piyasada daha çok akrilik cam ya da pleksiglas olarak bilinen poli(metil metakrilat) (PMMA) renksiz ve şeffaf bir termoplastik polimerdir. Genelde cama alternatif malzeme olarak tercih edilir ve polikarbonatla benzer özelliklere sahip olduğu için polikarbonatın kullanıldığı ürünlere de alternatif olabilir. Ucuz olması ve kolay proses edilmesi sayesinde tercih edilse de kırılgan bir yapıya sahip olduğu için kullanım alanı biraz kısıtlıdır.

Metil metakrilat monomerinden radikal zincir büyüme polimerizasyonu metodu kullanılarak sentezlenir ancak anyonik polimerizasyon reaksiyonuyla sentezlemek de mümkündür .

Camsılaşma sıcaklığı 105°C civarındadır. Amorf olmasının yanı sıra mükemmel bir optik saydamlığa sahiptir.

TEKSTİLDE

En sık kullanılan giyeceklerden kotlara ve tişörtlere baktığımızda çoğunlukla koton (pamuk) karşımıza çıkar. Pamuk ipliği aslında sellülozdan üretilen bir polimer zinciridir ve doğal bir polimerdir. Pamuğun yanı sıra yün ve ipek de doğal polimerlerdendir.

ELEKTRONİK EŞYA

Polimerden üretilmiş malzemelerin belki de en çok kullanıldığı alan elektronik eşyalardır. Bu alanda kullanılan ürünlerde, genel olarak termoplastik özelliklere sahip polimerler tercih edilmesine rağmen, kesin kullanım alanına bağlı olarak doğru polimer çeşidinin seçilmesi çok önemlidir. Doğru polimer malzeme seçimi, ürünün güvenilirliliğini ve kalitesini doğrudan etkilemektedir. Kablo üretiminde polietilen ya da polivinil klorür (PVC) kullanılır. CD’ler, CD kapakları, teyp ve müzik seti çerçeveleri de polikarbonat, polistiren ya da ABS denilen yaygın ticari plastiklerden üretilir.

OTOMOTİV SANAYİ

Otomotiv sektörü plastik malzemelerin en sık kullanıldığı alanlardan biridir. Mümkün olan alanlarda metal parçaların yerine plastik kullanılarak giderek daha hafif ve daha ucuz otomotiv üretimi sağlanmaktadir. Hafifliğe bağlı olarak otomobilde yakıt tüketimi de daha ekonomik hale gelmektedir. Bütün araçlarda kullanılan polimerlerin başında kauçuk gelir. Araba lastiğinin temel malzemesi olan kauçuk hem sentetik yollarla hem de doğal olarak üretilebilen bir polimerdir. Lastikler tek bir plastikten üretilmez, lastik dişleri stiren-polibutadien kopolimerinden, yanakları poliisoprenden ve içi poliisobütilenden üretilir.

YAPI MALZEMESİ

Altyapı ürünlerinden, ev dekorasyon ürünlerine kadar yapı malzemesinin her alanında plastik malzemeleri ya da plastik bazlı kompozit malzemeleri görebiliriz. En sık kullanılan altyapı ürünü poli(vinil klorür) (PVC) bazlı plastik su borularıdır. Bu borular polipropilen vanalarla kontrol edilebilir ve yine PVC bazlı parçalarla su arıtma elemanları kuralabilir.

CAM NEDİR?

Aşırı soğutulmuş alkali ve toprak alkali metal oksitleriyle, diğer bazı metal oksitlerin çözülmesinden oluşan akışkan bir malzeme olup ana maddesi (Si) silisyumdur.

Cam amorf yapısını koruyarak katılaşır. Üretim sırasında hızlı soğuma nedeniyle kristal yapı yerine amorf yapı oluşur. Bu yapı cama sağlamlık ve saydamlık özelliğini kazandırır.

Cam, maddenin katı ile sıvı arasındaki özgün bir halidir. Silis (kum) atomları, araya giren kalsiyum, potasyum, magnezyum ve sodyum atomları ile birlikte düzensiz bir tarzda birleşir. Bu “düzensizlik” sonucunda saydam, bozulmaz ve oldukça dayanıklı (çatlama hariç) bir madde ortaya çıkar.

CAMIN HALİ

Cam bir amorf katıdır. Bu haliyle de yer yer davranış olarak sıvı halde bir maddeye benzer. Sıvı maddelerin genel özelliklerinden olan viskozite, camda da bulunan bir özeliktir. Diğer bir deyişle cam akışkan bir maddedir ancak akış süresi o kadar uzundur ki bu akışı bir insan gözlemleyemez, yaşam süresi yetmez .

Bu yüzden bizler camı sıvı bir madde olarak nitelendirebiliriz. Bundan başka camlar, katılar kadar belirgin erime sıcaklığı olmayan, sıvı davranışı gösteren katı bir faz olarak da nitelendirilebilir.

CAMI OLUŞTURAN ANA MADDELER

Adi camın bileşimine giren üç grup madde vardır. Bunlar cam haline gelebilen eriticiler, stabilizatörler ve yardımcı bileşenlerdir. Camın bileşimine giren bu maddeler kum-soda-kireç olarak da adlandırılabilirler.

1-Eriticiler

Ağ oluşturan ve cam haline gelebilen oksitlerin erimelerini kolaylaştırmak amacıyla cam bileşimine katılan maddelere eriticiler denir. Bu maddeler camlaşıcıların erime sıcaklığını düşürerek onların erimelerini kolaylaştırır.

Cam üretiminde kullanılan en önemli eritici madde , Sodyum Karbonat (Na ₂ CO ₃ )ya da yaygın kullanılan ismi ile Soda'dır.Soda , birim fiyat olarak cam üretiminde kullanılan en pahalı hammaddelerden biridir.

2-

Stabilizatörler(sabitleştiriciler)

Stabilizatörler, camın kimyasal dayanımı, kırılma indisi, dielektrik özellikleri üzerinde etki yaparlar. Formülüne stabilizatör ilave edilmemiş bir cam su karşısında stabil özellik göstermez .Bu camlara su camı denir.

Stabilazatör olarak kullanılan maddelerin başlıcaları CaO, BaO, PbO, MgO ve ZnO dur. CaO kireç taşının (CaCO 3 ), MgO ise dolomitinin (MgCO 3 ) cam formülüne katılması ile sağlanmış olur.

Bu iki maddenin ısıtılması ile bünyelerindeki CO 2 çıkar ve geriye oksitler kalır.

CaCO 3 = CaO+ CO 2 gibi.

Sodyum karbonat = (Na ₂ CO ₃ → Na ₂ O+ CO ₂ ) Potasyum karbonat =(K ₂ CO ₃ →K ₂ O+ CO ₂ )

3-

Yardımcı Bileşenler

Bu bileşenler genelde adi camın formülüne girmezler, ancak değişik cam türlerinde değişik etkiler sağlamak üzere kullanılan oksitlerdir.

• • • • Mangan dioksit (MnO 2 ); camın rengini açar, Arsenik (As 2 O 3 ); renk verir, saflaştırır, Sülfür (Na 2 SO 4 ); redükleyicidir, Potasyum nitrat (KNO 3 ); camın saydamlığını giderir.

BİÇİMLENDİRME

Ana maddelerin hazırlanması ve eritme evrelerinden sonra sıra dinlendirilmiş cam hamurunun biçimlendirilmesine gelir. Cam malzeme, yedi yöntemle biçimlendirilir;

a) b) c) d) e) f) g)

Üfleme (Şişirme) Yöntemi Dökme-Silindirleme Yöntemi Çekme Yöntemi Yüzdürme Yöntemi Presleme Yöntemi Lif Haline Getirme Yöntemi Köpük Haline Getirme Yöntemi

CAM TÜRLERİ

Soda kalsik camı

Dünyada üretilen camların %90’ı soda kalsik camıdır. Kolayca eritilebilir, ucuzdur fakat ısıl şoklara mukavemet ve kimyasal kararlılık gibi haller dışında her yerde kullanılabilir. Normal elektrik ampulü, flüoresan ampulleri, pencere camları gibi malzemelerin üretiminde kullanılırlar. Yapısında %5 oranında CaO vardır.

Kurşun Camı(kristal cam)

Soda kalsik camında kirecin yerini PbO aldığında kurşun camı elde edilmiş olur. Yapısında %80 oranında bazı hallerde daha fazla kurşun oksit bulundurur. Kurşun oksit miktarının %80'i geçtiği cam türü gamma ve X ışınlarından korunmak amacıyla kullanılır.

Borosilikat Camı

Borosilikat camlarının yüksek yumuşama noktası vardır. Buna rağmen, ısıl şoklara karşı büyük bir mukavemet sağlayan büyük bir genleşme katsayısı, su ve asitlere karşı çok iyi mukavemet göstermesi ve üstün elektriksel özellikleri vardır. Bu nedenlerden dolayı laboratuvar (teknik) cam olarak kullanılmaktadır. Mutfak eşyası, büyük boyutlu astronomik aynalar yapılmaktadır.

Alüminosilikat Camı

%20 den fazla alümin, az miktarda bor, bir miktar kireç ile çok az alkali içerirler. Ancak alkali bulunmadığı zaman camın eritilmesi ve işlenmesi zorlaşır. Yumuşama noktasının yüksek ve dilatasyon katsayısının küçük olması termometre, yanma tüpleri, alevle doğrudan temas edecek her türlü parçanın yapımında kullanılır.

Silisyum Camı (%96 SiO₂)

%96 oranında silisyum içeren bu cam, presleme ve üfleme yöntemleri ile şekillendirilir. Dilatasyon katsayısı küçüktür. Bu cam türü, çok saydam oluşu nedeniyle UV ışınlarını çok iyi geçirirler. Bu nedenle UV lambaları ile mikrop öldürücü özel lambaların yapımında kullanılır.

İŞLEME

Biçimlendirme sonrasında üretilen camın kullanılabilir hale getirilmesi için uygulanan işlemlerdir.

a) Kesim işlemi

Üretim ardından istenilen boyutlara ulaşmayan camlar istenilen ebat veya şekil düzeltme amacıyla kesim işlemi yapılmaktadır. Üfleme yöntemiyle üretilen bardakların uç kısımları düz ve keskin olduklarından dolayı pürmüz ısıl kesimle düz bir şekle getirilir ve kesici alet kullanılmadığından dudak kısımları kesici olmamaktadır.

b) Temperleme

Temperleme işlemi; yatay hat üzerinde camın dış yüzeylerine daha fazla basınç gerilimi, cam ortasına ise dolaylı bir çekme gerilimi kazandırmak için, ölçüsüne göre kesilmiş ve kenarları düzeltilmiş camın, ergime noktasına kadar (625-645 °C) kontrollü ısıtılıp, hızla soğutularak camın yüzeylerine 6000 Pa basınç ön gerilimi kazandırma aşamalarını içerir.

c) Rodajlama

Camın keskin uçlarına elmas taş ile profil kazandırma işlemidir.

d) Lamine

Kırılmaz cam olarak bilinsede aslında kırılan fakat dağılmayan camdır. Plaka haline getirilmiş iki plaka camın iki tarafıda yapışkanlı bir folyo ile birleştirilmesi ile oluşur. Böylece camın mukavemeti arttığı gibi kırılsa dahi dağılmayıp bir arada kaldığı için hırsızlık gibi durumlara karşı camın güvenlikli olarak kullanıldığı yerlerde tercih sebebi.

e) Renklendirme

Şeffaf camlar camın uygulama alanına göre dekoratif bir görüntü oluşturmayacağı için kullanım alanına göre renklendirilebilirler. Baskı ve püskürtmeli olarak boyanan camlar gerektiği durumlarda temperlenir ya da tansiyonsal ısıl işlem uygulanarak boya ile camın iyice tutunması sağlanır. tansiyonsal ısıl işlemde, giriş sıcaklığı 550 °C’lik fırına gönderilir ve 1.5 saatlik silindirli bant sistemiyle, diğer taraftan 55 °C olarak çıkar.

f) Asit ve kumlama

Asit ve kumlama işlemi, cam yüzeyinde aşındırma meydana getirerek dekoratif görüntü verme işlemleridir. Bu görünümün oluşması için cam yüzeyi kâğıt ya da folyo ile kaplanır. Bu folyoların üzerindeki deseni ortaya çıkaracak şekilde kumlama yapılmak istenen bölgedekilerin cam yüzeyinden kaldırılması ile ve daha sonra da basınçlı boya tabancalarının nozulları degiştirilerek cam yüzeyine tazyikli hava püskürtmek suretiyle yapılan işleme kumlama denir

Asit işleminde ise cama etki eden tek asit olan HF (hidroflorik asit) kullanılır. Bunda da yukarıda anlatıldığı gibi açıkta kalan bölgeye asit dökerek cam yüzeyi ile reaksiyona girmesi ve o bölgede bir aşınma oluşturulması bir yöntemdir

g) Bombeli Temper

Bu işlemde temperleme anında ısıl şok uygulanan cam soğutulmadan, belirli redius ( yarıçap ) oranında bükülür. Temper makinesindeki soğutma bükülme anında uygulanmaktadır. Bir kenarı 230mm'den küçük olan camlar silindirler arasında tutunamayacağından dolayı temperleme ve bombeleme yapılamaz

CAMIN ÖZELLİKLERİ

FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ  Camın şekillendirilmesindeki en önemli etkenlerden birisi viskozitedir. Viskozite camın kimyasal özelliğine bağlı olduğu kadar camın üretim sıcaklığına da bağlı olarak değişim gösteren bir özelliktir.

Camın şekillendirilmesi, birbirini takip eden bir işlemler zinciridir. Her işlemin başında ve sonunda camın istenilen viskozitede olması ve işlemlerin sonunda da verilmiş olan şekli muhafaza edebilecek yüksek bir viskozitede olması önemlidir.

 Camın şekillendirilmesinde diğer bir önemli etken de yüzey gerilimidir. Bu özellik, camın çok ince gözeneklere girmesini ve bunları doldurmasını etkilemektedir.

 Sıcaklık etkisi ile genleşme, camın ısı-sıcaklık şoklarına dayanıklılığını ve ısıtma ile soğutma arasında camda oluşan gerilmeleri tespit etmede önemli bir özelliktir.

 Camın ısı iletkenliği, genel olarak kimyasal bileşiminde mevcut olan soda, potasyum ve kurşun oksitlerinin karışım oranlarına bağlı olarak yükselmektedir.

KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

 Bir malzemenin temasta bulunduğu gaz, sıvı veya katı haldeki maddelerin etkilerine karşı gösterdiği direnç, kimyasal dayanıklılık olarak tanımlanır.  Genellikle camdaki alkali oranın yüksekliği camın kimyasal dayanıklılığını zayıflatırken, boroksit, alüminyum oksit, çinko oksit ve zirkonyum oksit ise camın kimyasal dayanıklılığının artmasını sağlamaktadır.

 Camın, kimyasal bileşimi, cam kalitesini ve değişik işlemlerin verimini çok etkilemektedir. Camın kimyasal analizinin nitelik ve nicelik olarak bilinmesinde büyük fayda olmakla birlikte, bu analiz zaman alıcı ve pahalı bir işlemdir.

Seramikler bir veya birden fazla metalin, metal olmayan element ile birleşmesi sonucu oluşan İNORGANİK bileşiklerdir.

Örneğin; Al+O→Al₂O₃ vb. Genellikle kayaların dış etkiler altında parçalanması ile oluşan Kil, kaolen ve benzeri maddelerin yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile meydana gelirler. Bu açıdan halk arasında pişmiş toprak esaslı malzeme olarak bilinir. Örneğin, cam, tuğla, kiremit, taş, beton, aşındırıcı tozlar porselen ve refrakter malzemeler bu gruba girer.

Seramiğin Tarihçesi

• Seramiğin tarihçesi insanların ateşi bulmaları ile başlamaktadır. Suyu taşımak, muhafaza edebilmek için kaplar yapma zorunluluğundan seramik doğmuştur. Yüzyıllar boyunca, kap kacak yapımında kullanılmış, gerek eski çağlarda gerekse günümüzde yapı tuğlası üretiminde yararlanılan bir gereç olmuştur.

• Orta Asya'da gelişen seramik sanatının bir kolu olan çinicilik, Selçuklularla Anadolu'ya girmiştir. Osmanlılarda mimari süslemede çok önemli yeri olan çini, cami, medrese , türbe, sarayları süslemekte kullanılmıştır. İlk Osmanlı devri çinileri Selçuklu geleneğinin devamıdır. Çiniciliğin Türklere özgü bir sanat olduğu sanat tarihi uzmanlarınca kabul edilmektedir.

SERAMİKLERİN GRUBLANDIRILMASI 1.Geleneksel Seramikler

Kil, kaolen ve feldspat gibi minerallerin yüksek sıcaklıklarda pişirilmesi ile elde edilirler. Bileşimlerinde değişik türde silikatlar, alüminatlar ve bunların yanında bir miktar metal oksitler bulunur. a. Kil b. Saf Kum c. Tuğla, Fayans, porselen, çanak-çömlek, kiremit

a. Kil

Kil tabiatta bol miktarda bulunan minerallerdendir. Fakat saf kil bulmak oldukça zordur. Kilin içerisinde en çok kalker, silis, mika, demir oksit bulunur. Genellikle 0.002mm’den daha küçük taneli malzemeye kil adı verilmektedir. Kil sarımtırak, kırmızımtırak, esmer gibi renklerde bulunur. Bu özelliğini bileşiminde bulunan yanıcı maddeler verir. Kilin yapısı itibarıyla su çekme özelliği vardır. Bu nedenle kil daima nemlidir. Tamamen doymuş kil su emmeyeceğinden dolayı geçirimsiz olup, toprak dolgu barajlarda çekirdek, kil dolgu ile inşa edilir.

Kili meydana getiren maddeler sulu aliminyum silikatlerdir. m Al 2 O 3 , n SiO 2 , p H 2 O genel kimyasal bileşim formülü ile ifade edilen kil, çok saf olduğu zaman Hidrate Alümin Silikat (kaolinit) adını alır . Kaolinit’in kimyasal formülü, Al 2 O 3 .SiO

2 . 2H 2 O dur.

Toz Kil Pişmiş Kil İşlenmiş Kil

b. Saf Kum ; Silisyum dioksit (SiO2)

Doğada saf olarak bulunan maddelerdendir. Bağlayıcılarla birlikte pek çok yerde kullanılır. Tabiatta oksijenden sonra en çok bulunan element silisyumdur. Yerkabuğunun %26'sını meydana getirir. Element halinde bulunmaz ve çeşitli silikat bileşikleri halinde bulunur.

SiO

2 2KOH +SiO ₂ K ₂ SiO ₃ + H ₂ O potasyum oksit silisyum dioksit potasyum silikilat

c. Tuğla, Fayans, porselen, çanak-çömlek, kiremit

Su ile hamur haline getirilen değişik killer fırında pişirilerek bu ürünler elde edilir.

2. İleri Teknoloji Seramikler Oksitler

1. Alüminat

Sertliği, aşınmaya dayanım Ve yüksek sıcaklıkta kullanımı ile meşhurdur. Toz Hali

2. Zirkonyum dioksit (ZrO2)

Sertlik, aşınma ile meşhurdur.

Doğal diş kadar estetik diş yapımı Bez Zımparalar

3. Magnezyum oksit (MgO)

Kaplama malzemesi, fırınlarda kablo yalıtıcısı, yüksek sıcaklık yalıtıcısı olması ile meşhurdur.

Yüksek sıcaklığa dayanıklı tuğlalarda

4. Titanyum oksit (TiO₂)

 Dünyada en çok kullanılan en parlak beyaz renk boya maddesinden bir tanesidir. Sadece Magnezyum oksit ondan daha beyazdır.

 Ultroviyole ışığı absorbe etmesi ile meşhurdur.

Boya Maddesi

Karbür Olanlar

1. Silisyum Karbür

Aşındırıcı maddedir, yüksek sıcaklığa dayanıklıdır. Si + C SiC Al, Cu ve çinko alaşımlarının dökülme potaları da silisyum karbürden yapılır. 1600 ◦С ısıya dayanıklıdır.

Fiber disk zımparaları (Aşındırıcı olarak)

2.Titan karbür ( TiC )

Kaplama özelliği ve sert olması ile meşhurdur.

3.Bor karbür (B₄C)

Aşınma direnci, kaplaması meşhurdur.

Elmas kadar sert ve aşındırıcı malzeme Nozul kaplamasında

Nitrürler

1.Silisyum Nitrür

Aşırı yüksek sertlik, ani ısı farklılıklarına üstün direnç gereken fırınlarda tüp yapmak için silisyum ile azot bileşeni olan nitrür birleşerek silisyum nitrür seramik malzemesini oluşturur

.

Si⁺⁴ + N⁻ᶟ Si₃ N₄

SERAMİK MALZEMENİN SINIFLANDIRILMASI

1. BOŞLUKLU SERAMİK MALZEMELER Boşluklu seramikler, kullanılan kilin çalışma derecesinden daha düşük bir ısı derecesinde pişirildiklerinden boşluklu bir bünyeye sahiptirler. Bu nedenle diğer seramiklerden farklı özellikler gösterirler .Bunlar;  Boşluklu olduklarından ısı geçirme kabiliyetleri diğer seramiklere göre daha azdır. Diğer bir değişle ısı tutucuları daha yüksektir.

 Görünüşleri pürüzlü ve toprağımsı bir görünüme sahiptirler.

 Su emmeleri, ancak bir sır tabakası ile örtüldükleri zaman önlenebilir. Sırlanmamış olanları veya sırlanmış olanları sırsız yüzleri dile değdirildiğinde, dildeki ıslaklığı emerek dile yapışırlar ve boşluklu oldukları bu yolla anlaşılır.

 Sertlikleri azdır. Bir çelik parçasıyla çizilebilirler. Bazılarında (Karo-fayans) çelikle çizme halinde derinliği olan bir çizgi meydana gelir.

2. YARI BOŞLUKLU SERAMİK MALZEMELER Yarı boşluklu seramik malzemeler özellikleri yönünden boşluklu seramiklerle boşluksuz seramikler arasında yer alır.

• Boşluklu olanların aksine çelik’le çizilmezler, bir miktar dile yapışma özelliği gösterirler.

• Pratikte su geçirmez olarak kabul edilirler. Boşluk oranları % 3-4 dolayındadır.

• Beyaz, renkli veya opak görünümde olabilirler .

3. BOŞLUKSUZ SERAMİK MALZEMELER Boşluksuz seramikler, kullanılan kilin camlaşma derecesinde pişirilmiş olduklarından camsı bir bünye yapısına sahiptirler. Bu nedenle ısı geçirme dirençleri düşük, su emmeleri pratik olarak % 0, sertlikleri çelikten fazla, ısıya dayanıklılıkları boşluklu seramiklerden (ateşe dayanıklı olanlar hariç) fazladır.

 Bünyesinde boşluk olmadığından ısı depo etme kabiliyetleri zayıftır. Dolayısıyla bu nedenle kullanılmamalıdırlar  Boşluksuz olduklarından su emmezler. Bu nedenle, ancak dekoratif amaçlarla sırlanırlar. Boşluklu olmadıklarından dile değdirildiği zaman dile yapışmazlar. Buradan boşluksuz oldukları anlaşılır.

 Sertlileri fazladır. Bir çelik parçasıyla çizilmeye çalışıldığında çizilmezler. Üzerinde meydana gelen iz çeliğin aşınması ile bıraktığı izdir. Bu nedenle dikkatli olunması gerekir.  Özellikle kırık yerlerin görünüşü camsı bir görünüştedir.

 Özgül ağırlıkları ve birim ağırlıkları diğer seramik türlerinden yüksektir.

SERAMİK SIRLARI

Sır, seramik malzemenin ya doğrudan doğruya yüksek sıcaklıkta kendisinin camlaşması veya seramik malzeme üzerine sürülen metal oksitlerin seramik malzemenin pişme derecesinden daha düşük bir sıcaklıkta camlaşması suretiyle meydana gelen ve seramik malzemeye belirli yeni özellikler kazandıran bir tabakadır. Sırların ilkel maddesi olarak genellikle metal oksitler kullanılır. SiO₂, Al₂O₃, CaO, Na₂O, SnO₂gibi.

Seramik malzemeler şu amaçlarla sırlanır: • Su geçiren bir seramik malzemeyi su geçirmez hale getirmek için, • Boşluklu veya boşluksuz bir seramik malzemeyi renklendirmek ve iyi bir görünüş kazandırmak için , • Seramik malzemeyi kir tutmaz ve kolay temizlenir hale getirmek için yapılır.

Sırsız yerlerin fırça ile sırlanması Sır rötuşu

SERAMİK MALZEMELERİN ÖZELLİKLERİ

A) FİZİKSEL ÖZELLİKLER

Geometrik özellikler: Bu özellik, yapı malzemesi olarak üretilen seramik malzemelerin boyutları ve bu boyutlardaki tolerans değerleri ile ilgilidir.

Birim ağırlık: Birim ağırlık, 105º C ısıdaki etüvde sabit ağırlığa kadar kurutulmuş bir seramik malzemenin ağırlığının, geometrik yol ile bulunan dış hacmine bölünmesi ile elde edilir. Bu değerlerin hesaplanmasında, delikli olan seramik malzemelerin delik hacimlerinin dış hacimden düşülerek hareket edilmelidir.

Hacim ağırlığı: 105º C ısıdaki etüvde sabit ağırlığa kadar kurutulmuş malzemenin ağırlığının, malzemenin geometrik yolla bulunmuş hacmine bölünmesi ile bulunur.

Su emme: Su emme özelliği, seramik malzemeler içinde boşluklu olanlar için önem kazanır. Bunların içinde tuğlalar ve kiremitler için bu özellik daha önem kazanır. Su emme oranı seramik malzemenin kullanılma amacını belirleyen bir büyüklüktür. Özgül su emme: Bir dakika sürede 1 dm² alanda kapiler olarak emilen su miktarının gr olarak değeridir.

Isı iletkenliği: Seramik malzemelerin ısı iletkenliği, diğer malzemeler için olduğu gibi hacim ağırlıklarının azalması ile küçülür. Bu nedenle, boşluklu seramik malzemelerin ısı iletkenliği boşluksuz seramiklerinden daha küçüktür. Rengin ışığa dayanımı: Bilindiği gibi, güneş ışınları zamanla bir çok yapı malzemesinin rengini giderir. Seramik malzemeler, genellikle metal oksitlerle renklendirilmiş olduklarından (örneğin; pişmiş toprak kilde doğal olarak demir oksit bulunur) güneş ışınlarına karşı iyi bir dayanın gösterirler.

B) KİMYASAL ÖZELLİKLERİ 1.Çiçeklenme Olayı:

Çiçeklenme boşluklu seramiklerde genellikle pişmiş toprak malzemede görülen bir kimyasal olaydır. Çiçeklenme harçta ve pişmiş toprak malzemede bulunan, suda eriyebilen nitelikteki tuzların malzemedeki kılcal boşluklardan hareket ederek yüzeye çıkmaları ve burada suyun buharlaşması sonucu birikmesi olayıdır.

Çiçeklenmeye Sebep Olan Suda Eriyebilen Nitelikteki Tuzların Başlıcaları Şunlardır:

a) Sülfatlar: Na 2 SO 4 (Glamber tuzu), CaSO 4 .2H

2 O ( kalsiyum sülfat dihitrat ) b) Klorürler, Nitratlar, Karbonatlar c) Diğer tuzlar: Vanadyum, Manganez, Demir, Molipden ve Krom tuzları Çiçeklenme, genellikle bir tuğla duvarda önemli bir bozulamaya sebep olmamakla birlikte, sıvalı ya da sıvasız olsun, duvarın görevini bozar. Örneğin iyi pişmemiş tuğlaların yüzeyinde tozlanmaya veya yapraklanma(pullanma) şeklinde dökülür.

Çiçeklenmeyi Doğuran Olaylar:

• • • • Çiçeklenme değişik olaylar sonucu meydana gelebilir. Malzemenin yanlış depolanması.

Pişmiş toprak malzemenin uygulamasında kullanılan harçtaki bağlayıcı maddede bulunan serbest kireç, pişmiş toprak malzemede bulunan Na 2 SO 4 ile birleşerek CaSO 4 , 2H 2 O meydana getirir. Bu da çiçeklenmeye sebep olur.

Linyit kömürü ile pişen tuğlalarda, dumanda bulunan kükürtlü gazlar tuğlada Na 2 SO 4 (glamber tuzu) meydana getirir.

Çiçeklenmenin Giderilmesi:

• • • • • Çiçeklenme, genellikle suyla yıkanmak ve fırçalanma suretiyle giderilebilir.

Tuğlaların veya pişmiş toprak malzemelerin daima kuru yerlere konulması ve depolanması gereklidir. Tuğlaların yüzeylerindeki döküntüler HCl asidi ile temizlenerek giderilebilir. Na 2 SO 4 giderilir.

‘den oluşan çiçeklenmeler su ile yıkanarak Karbonatlara bağlı olan çiçeklenmeler asitlerle temizlenebilir.

2) Seramik Malzemede Kireç Ve Manyezi Bulunması:

• Pişmiş toprak hamurunda bulunan CaCO 3 pişmesi sırasında CaO ve MgO‘e dönüşür.

ve MgCO 3 kilin CaCO 3 CaO+CO 2 (Dolomit) MgCO 3 MgO+CO 2 (Dolomit) • Bazı hallerde her ikisi beraber bulunur(dolomit). Pişmiş toprak içinde CaO veya MgO olarak bulunan kireç veya manyezi, su ya da nem ile karşılaştığı zaman HİDROKSİT haline dönüşür ve bir hacim artması meydana gelerek pişmiş toprak malzemeye zarar verir. CaO+H 2 O Ca(OH) 2 ve MgO+H 2 O Mg(OH) 2

C) MEKANİK ÖZELLİKLERİ

1.Seramikler sert ve gevrek malzemelerdir. Gevrek olmaları, İç yapı kusurları, çentikler, çizikler, mikro çatlaklar ve gerilme yığılmasına sebep olurlar. Çekme etkisinde kolay kırılırlar.

2.Basınç mukavemetleri yüksek, çekme mukavemetleri düşüktür.

3.Seramiklerde

kayma direnci çok yüksektir ve kırılgandırlar. Aşındırıcı malzeme olarak geniş ölçüde kullanılırlar. Zımpara tozu çoğunlukla Al 2 O 3 içerir.

D) ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER

Seramikler genellikle yalıtkan malzemelerdir. Elektriği iletmezler fakat elektrik alanına tepki gösterirler. Kondansatör üretiminde kullanılır. Kilden üretilen refrakter malzemeler yüksek sıcaklığa dayanıklıdır. Ve iyi yalıtım sağlarlar. Bunun için yüksek oranda silis, alüminat ve magnezyum oksit içeren killer kullanılır. Alüminat oranı arttıkça ateşe dayanıklılık artar. Asidik ateş tuğlalarında ana bileşen silis, bazik ateş tuğlalarında magnezyum oksittir.

• • •

SERAMİK YAPI MALZEMELERİ VE YAPIDA KULLANIMLARI

Kiremit, tuğla, çini, fayans ve seramik ürünlerinin tamamı kilin pişirilmesiyle elde edilmektedir. Killer ne kadar saf olursa ateşe ve kimyasal etkilere o kadar iyi direnç gösterirler.

Saf kilden yapılan boşluklu beyaz renkli seramik malzemeye FAYANS adı verilir. Fayansın geçirimsiz olmasını sağlamak için bir sır tabakası ile kaplanması gerekir. İlk pişirmeden sonra sır maddesi sürülerek ikinci pişirme işlemi sonucu fayans elde edilir.

En iyi yağ alıcı madde, kuvartz taneleri ve silis kumlarıdır. Eritici malzemeler (feldspat)ile yağ alıcı maddelerin (Kalker)karışımına da PORSELEN adı verilir.

PORSELEN VE SERAMİK ARASINDAKİ FARK

Porselenler kaolin, kuvars ve feldspat maddelerinden üretilir.

Kaolin, porselen hamurunun kolay yoğurulmasını, şekil almasını ve rengini sağlayan hammaddedir. Kuvars ise, iskelet yapıcı hammadde olup, camsı faz oluşumunu sağlayan feldspat içinde önemli bir oranda çözünerek, porselen hamurunun sert, camsı, ısıya ve kimyasal etkilere dayanıklı olmasını sağlar.

İki ürün grubunun da, gerek hammaddeleri ve gerekse üretim şekilleri tamamen farklıdır. Bu farklılıklar, ürün özelliklerine yansımaktadır. Seramik ürünlerin pişirim sıcaklıkları porselen ürünlerden daha düşük olduğu için, poroz (su geçirgen) ürünlerdir. Bunun sonucunda, seramik ürünlerde uzun süreli kullanımlarda, su emmesinden kaynaklanan sır çatlakları ortaya çıkar. Ayrıca, pişirim sıcaklığının düşük olmasından dolayı, sır sert bir darbeyle çatlayabilir. Bir diğer fark ise, seramik ürünler ışığı geçirmezken, porselen ürünler ışık geçirgenliği özelliğine sahiptirler.

HAZIRLAYANLAR

Ayşegül CAMCI Rümeysa İNAN Büşra ACAR Mustafa DABAN Ebru ÇİÇEKLİ Kadir ÇANKAYA

Teslime ÜSTÜNDAĞ

Fatma BOZ