Plastikler, modern endüstride ve günlük yaşamda geniş bir kullanım alanına sahip olan sentetik veya yarı sentetik polimer malzemelerdir. Bu malzemeler, yapısal özellikleri, üretim yöntemleri ve kullanım amaçlarına göre çeşitli sınıflara ayrılır. Plastiklerin sınıflandırılması, onların fiziksel ve kimyasal özelliklerini anlamak, doğru uygulama alanlarını belirlemek ve geri dönüşüm süreçlerini yönetmek açısından büyük önem taşır. Genel olarak plastikler; termoplastikler, termosetler ve elastomerler olmak üzere üç ana grupta incelenir. Her bir grup, kendi içinde farklı polimer türlerini ve özelliklerini barındırarak çok çeşitli mühendislik ve tüketici uygulamalarına olanak tanır.
Plastikler, modern endüstride ve günlük yaşamda geniş bir kullanım alanına sahip olan sentetik veya yarı sentetik polimer malzemelerdir.
Isıya Karşı Gösterdikleri Davranış Şekillerine Göre Plastikler
Termoplastikler: Isıtıldıkları zaman yumuşayan, soğutulunca sertleşen ve geri dönüşüm özelliklerine sahip plastiklerdir. Termoplastikler birbirleri ile bağ oluşturmayan uzun zincirli makromoleküllerden oluşur. Erime sıcaklıklarının üzerinde ısı ve basınç altında şekillendirilirler, ısı ve basınç kalktıktan sonra soğuyarak katı hâle gelirler. Bu işlem sonsuz olarak tekrarlanabilir. Fakat her ısıl işlemden sonra yaşlanmaya bağlı olarak fiziksel özelliklerinden bir miktar kaybederler. Termosetler: Termosetlerin molekül yapıları çapraz bağlıdır. Makromolekülleri şekillendirme sırasında kimyasal tepkimeye girer ve bunun sonucunda termosetler oluşur. Bir defa şekillendirildikten sonra ısı ve basınç altında tekrar şekillendirilme olasılıkları yoktur. Epoksi ve polyester bu sınıfa girer. Termoplastik Elastomerler: Modifiye edilmiş doğal plastikler veya sentetik olarak üretilmiş plastiklerdir. Sınırlı çapraz bağlara sahiptirler. Termoplastik malzemelerin kolay işleme ve geri dönüşüm özellikleri ile termoset kauçukların fiziksel özellikleri olan esneklik/ elastiklik bir araya gelerek çok yönlü bu malzeme grubunu oluşturmuştur. Termoplastik ve termosetlerden ayrılan en önemli özellikleri, dış etkiler ve yük altında deforme olmalarıdır. Üzerlerindeki yük kalktıktan sonra eski şekillerini geri alırlar. Naturel (NBR) ve sentetik (SBR) bu sınıfa girer.
Fiziksel Yapılarına Göre Plastikler
Molekül zincirlerinin birbirlerine göre düzenlenme şekilleri, plastiklerin fiziksel yapısını meydana getirir. Bu bakımdan amorf ve yarı-kristalin olmak üzere iki esas yapı vardır: Amorf plastikler: Molekül zincirleri gelişigüzel şekilde birbiri içine girmiş yün yumakları şeklindedir. Moleküller kendi aralarında rastgele bağlanmış olup, kristalleşme ya da çapraz bağlar yoktur. Bu dizilim spagettiye de benzetilebilir. Bu tip polimerler cama benzerler ve saydamdırlar (örneğin, polimetilmetakrilat). Yarı-kristalin plastikler: Polimerik yapının bazı bölümleri kristalin, bazı bölümleri amorf yapıdadır. Aynı kimyasal bileşime sahip, fakat lineer ve dallanmış molekül zincirleri olan polimerlerdir. Örneğin polipropilen, hem amorf hem de kristalin, yani yarı-kristalin yapıdadır. Yarı-kristalin plastikler ısıtılınca, öncelikle yarı-kristalin yapıları bozularak amorf yapıya dönüşürler. Atomların artan titreşimi moleküllerin birbirinden uzaklaşmasına yol açar. Birbirlerinden uzaklaşan moleküller daha kolay hareket ederler ve bu nedenle de şekillendirilmeleri daha kolaydır.
“Plastik sektörü, çok hızlı bir şekilde gelişmektedir. Ülkemizde en çok gelişen sektörlerin başındadır. 2023 verilerine göre Türkiye’de plastik hammadde kullanımı 10 milyon tonu aşmıştır."
Plastiklerin Renklendirilmesi
Plastik malzemelere, kullanıldıkları alanlara göre estetiklik veya örtücülük kazandırmak için renklendirme yapılır. Plastikler, renklendirilerek kullanıldıkları her alana ve bulundukları ortama uyum sağlayabilen mükemmel malzemelerdir. Renklendirilmeleri kolay, her tür renklendirmeye uygundurlar. Plastik renklendiriciler bileşik üreticiler tarafından Masterbach (boyar madde) olarak boya pigmentleri (toz boyalar) ve taşıyıcı olarak natürel plastikler kullanılarak granül edilip kullanıma sunulur. Renklendiriciler plastiklere üretim sırasında belli oranlarda katılır (%1-4 oranlarında). Enjeksiyon üretiminde makina üzerlerine dozajlama üniteleri monte edilerek bu oranlar ayarlanabilir. Dozajlama ünitesi yok ise, özel karıştırıcılar veya mikserlerle karıştırılarak da makinaya yüklenebilirler.
Plastiklerin Takviyelendirilmesi
Saf hâlde üretilen plastiklerin kullanım alanları çok sınırlıdır. Yapılan bilimsel çalışmalar sonucunda, molekül yapıları uyumlu olan saf plastiklerin birbirleri ile belli oranlarda karıştırılmasıyla yeni özellikler kazandırılmış (modifiye edilmiş) ham maddeler üretilebilmektedir. Örneğin, %80 ABS ile %20 PC karıştırılıp ABS+PC olarak yeni özellikler kazandırılmış şekliyle piyasaya sürülmektedir. Bu örnekte % 80 ABS ile % 20 PC’nin karışımından, ABS’ten daha güçlü, PC’den daha zayıf ara bir ham madde elde edilmiş olmaktadır. Aynı zamanda müşterilerin sürekli taleplerini karşılamak için de AR-GE çalışmaları yürütülmektedir. Önemli olan, ürünün müşteri beklentisini karşılamasıdır. Müşteri beklentilerine uygun olarak farklı oranlarda yeni özellikli birçok malzeme elde edilebilmektedir. Yine saf plastikler içerisine doğadan kolay elde edilebilen takviye, dolgu, katkı maddeleri karıştırılarak yeni özellikler kazandırılmış plastik malzemeler de üretilmektedir (bileşik üretimler). Dolgulara talk ve mineraller, takviyelere cam elyaflar, katkılara ise UV’ler, kaydırıcılar ve antistatikler örnek verilebilir. Örneğin, PP içerisine takviye olarak % 10-60 oranında cam elyaf (GF) veya % 10-40 oranında dolgu (talk) ilavesi yapılarak farklı özelliklerde yeni malzemeler üretime sunulmaktadır. Aynı zamanda malzemelere, çalışma kolaylığı için kaydırıcılar, güneşten korumak için UV katkıları yapılmaktadır. Araçların ağırlığını azaltma yönünde metallerin yerini tutabilecek cam elyaf takviyeli kompozit parçalar üretmek için yoğun AR-GE faaliyetleri yürütülmektedir. Bunların dışında, maliyeti düşürmek amacıyla da katkılar kullanılmaktadır. En yaygın kullanılan takviye, dolgu ve katkılar; cam elyaf, talk, mineraller, kaydırıcılar ve UV’lerdir. Ayrıca görsel, çalışma koşullarını iyileştirici kaydırıcılar, sürtünmeyi azaltıcı, boya yayılımını, akışını kolaylaştırıcı ajanlar ve antistatik katkılar da sıkça başvurulan katkı maddeleridir.
İçerisine Eklenen Dolgu, Takviye ve Katkıların Plastiklere Kazandırdıkları Özellikler
Kimyasallara karşı dayanımını, sıcaklıklara karşı formunu korumak, elektrik izolasyonunu arttırmak, ısı yalıtımını sağlamak, darbe ve çekme dayanımını arttırmak, sertlik (rijitlik), tokluk vermek, sürtünmeyi azaltmak, elektrik veya ısı iletkenliğini arttırmak, tozlanmayı engellemek, suya dayanıklılığını arttırmak, işleme ve renklendirme kolaylığı sağlamak, yağlara karşı dayanım kazandırmak, güneş ışınlarından korumayı sağlamak, parça kullanım ömrünü tamamladıktan sonra doğaya daha hızlı karışmasını sağlamak, belli süreler içerisinde dış ortamlara karşı dayanımını yükseltmek gibi özellikleri sıralayabiliriz. Aşağıdaki tabloda plastiklere ilave edilen bazı dolgu ve takviye malzemelerinin kazandırdığı özellikler yer almaktadır.
