813590 POLİMERLERİN ANALİZİ VE KAREKTERİZASYONU ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ 813590 POLİMERLERİN ANALİZİ VE KAREKTERİZASYONU Hazırlayan : Prof.Dr. Meral KARAKIŞLA ŞAHİN 1

Polimer KimyasındaTemel Kavramlar

Kimya tekstil, fizik, tıp, inşaat, makine, Taşımacılık, Enerji üretimi ve taşınması, Gıda teknolojisi, Eczacılık Bu alanlarda polimerlerin tüketimi lifler, filmler, kompozitler, viskoz sıvılar, granüller ve tozlar halindedir Endüstriyel önemi yüksek mühendislik ve uzay sanayinde polimerlerin kulllanımı hızla artmaktadır. Bu durumda kendilerinden çok daha üstün performans beklenen bu polimerlerin özelliklerini karekterize etmek için basit kalite kontrol testlerinin yetmeyip birçok tekniğin bir arada değerlendirilmesi gerektirmektedir. Ayrıca bu malzemelerin pek çoğu homopolimer olmayıp, kopolimer, terpolimer veya kompozit-blend şeklindedir..

Dallanmış polimerlerin doğrusal polimerlerle karşılaştırılması doğrusal polimerlerin çözündüğü çözücülerde çözünebilirler çözeltilerinin viskozitesi doğrusal polimerlerinden farklıdır ışık saçma özellikleri doğrusal polimerlerinden farklıdır kristallenme eğilimleri zayıftır

Polimer zincir yapısında tek bir tür monomer bulunan polimer homopolimer, iki veya daha fazla monomer türünü içeren polimerler ise kopolimer olarak adlandırılır. Kopolimerlerin fiziksel özellikleri kendisini oluşturan monomerlerin homopolimerlerinden farklıdır. Rastgele Kopolimer Ardışık Kopolimer Blok Kopolimer Aşı Kopolimer

Rastgele Kopolimer Ardışık Kopolimer Kopolimeri oluşturacak monomerlerin reaktivite oranlarının birbirine yakın veya eşit olması durumunda oluşacak kopolimer türüdür. (r1 = k11/k12 r2 =k22/k21) Ardışık Kopolimer Kopolimeri oluşturacak monomerlerin her ikisinin de reaktivite oranının sıfıra eşit veya sıfıra yakın değerde olması durumunda oluşan kopolimerdir.

Reaktivite oranının sıfır olması monomerin kendisinden daha çok diğer monomerle polimerizasyona yatkın olmasıdır. Böylece ardışık kopolimer zincirinin oluşumu sırasında zincire katılacak her yeni monomer zincir ucundaki monomerden farklıdır ve sonuçta zincirdeki monomer dizilişi monomerlerin birbiri ardına düzenli olarak sıralanmış şeklindedir. Blok Kopolimer Kopolimeri oluşturacak monomerlerin her ikisinin de reaktivite oranının 1’den çok büyük olması halinde oluşan kopolimer türüdür.

Reaktivite oranlarının birden çok büyük olması monomerin diğer monomerle polimerizasyona yatkın olmadığını belirtir. Bu nedenle bu türden iki monomerle elde edilecek kopolimer zincirinde monomerler bloklar halinde bulunur. Aşı Kopolimer Aşı kopolimer, farklı iki polimer zincirinin zincir sonları haricinde bir yerden birbirine bağlanması sonucu oluşan kopolimer türüdür.

Aşılanmamış Selüloz Aşılanmış Selüloz

Termoplastik Isı etkisiyle eritilerek yeniden şekillendirilebilen polimerler için kullanılan genel bir kavramdır. Plastik kelimesini karşılayan polimer grubunu oluşturur ve kullanım alanları geniştir. Polyacetal (POM or Acetal) Polyacrylates (Acrylic) Polyacrylonitrile (PAN) Polyamide (PA or Nylon) Polybutylene terephthalate (PBT) Polyethylene terephthalate (PET) Polylactic acid (PLA) Polypropylene (PP) Polystyrene (PS) Polyvinyl chloride (PVC) Polyester Polyethylene (PE)

Termoset polimer ve reçine Zincirleri arasında yoğun çapraz bağ bulunan, ısı ile eritilemeyen polimerlerdir. Çapraz bağlı yapıları nedeniyle serttirler, çözücülerde çözünmezler, yeterince yüksek sıcaklıklarda bozunurlar. Fenol-formaldehit, Üre-formaldehit, Melamin-formaldehit Telefon kutuları bilgisayar klavyesi televizyon kabinleri mutfaklarda kullanılan melamin tabaklar sentetik tekstil lifler zamklar yüzey kaplamalar

Elastomer Kauçuk özellikleri gösterebilen maddelere verilen genel addır. Çekme ile yüksek oranda uzarlar, çekme kuvveti kalktığında hızla ilk boyutlarına dönerler. elastomer malzemeler zor kristallenir camsı geçiş sıcaklığı üzerindedirler amorf yapıdır. Poliizopren, polibütadien, poliizobütilen, poliklorpren SBR kauçuğu (%40) NBR Hevea brasiliensis

Doğal kauçuk, üstün özellikleri nedeniyle standart elastomer olarak kabul edilir. Doğal kauçuk, [cis-poliizopren, poli(cis-izopren) veya poli(cis-1,4 izopren)] un kükürt ile çapraz bağlanabilir (vulkanizasyon). Normalde yapışkan ve kendi ağırlığının etkisiyle akabilen doğal kauçuk, vulkanizasyon işleminde kütlece %1-3 dolayında kükürt kullanılırsa elastomer özellik kazanır. Fazla kükürt alınması halinde ise doğal kauçuk ağ-yapılı termoset davranışa geçer ve sertleşir (ebonit).

İnorganik Polimerler Silikon Silikon polisiloksanlar olarak da adlandırılır. Silisyum ve oksijen arasındaki bağ çok güçlüdür fakat çok esnekdir. Böylece silikonlar bozunmaksızın yüksek sıcaklıklara dayanabilirler, fakat çok düşük çamsı geçiş sıcaklığına sahiptirler. Çoğu zaman kauçuk ile ayırt edilmesinde sıkıntı yaşanabilir. Polisilan

polydimetilgerman polydimetilstannan polyfosfozen

Mol kütlesi Polimerlerin mol kütlesi ve dağılımı en özemli özelliklerinden birisidir. Mol kütlesinin büyüklüğü, polimerlerin fiziksel özelliklerini etkileyen ve doğrudan kullanım yerlerini belirleyen önemli bir kriterdir. ısıya karşı gösterdiği direnç camsı geçiş sıcaklığı, yapışma kuvveti kırılganlık çözelti özellikleri viskozitesi, ergime akışı gerilme kuvveti modül korrozif özellikleri Ticari poli(vinil klorür) 100 000 poliamitler 15 000 polistirenin 300 000 poli(etilen teraftalat) 20 000 Normal doğrusal polietilenin 300 000-500 000 arasında ultra-yüksek mol kütleli polietilen 3 000 000 - 6 000 000

Bu nedenle, bir polimerin karekterizasyonu yapılırken bulunması gereken ilk özelliklerinden birisi mol kütlesinin sayısal değeri olmalıdır. Polimerlerin mol kütleleri, polimer çözeltilerinin herhangi bir özelliği uygun bir yöntemle izlenerek bulunur. sayıca-ortalama mol kütlesi (Mn), kütlece-ortalama mol kütlesi (Mw), viskozite-ortalama mol kütlesi (Mv) z-ortalama mol kütlesi (Mz)