Polimerler nerelerde kullanılır ?

Tekstil 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. Bu doğal ipliklerin tekstil alaninda kullanımı hala sürerken, son yıllarda gelişen teknoloji ve bilim ile birlikte çeşitli polimerlerden üretilen sentetik iplikleri de hemen hemen her türlü tekstil alanında görmek mümkündür. İnsan yapımı olan polimer bazlı sentetik ipliklere; yanmazlık, su geçirmezlik, kirlenmemek, elastikiyet gibi istenilen özellikler eklenebilir ve ileri teknoloji tekstil malzemeleri üretilebilir. Tekstil sanayisinde kullanılan en yaygın sentetik iplikler poliester ya da poliamid (naylon) bazlıdır. Poliesterden yapılmış iplikler her türlü giyecek üremitinde ya tek başına ya da pamuk gibi doğal ipliklerle birlikte kullanılır. Örneğin Dacron, esnemeye dayanıklı ve kırışmaz, poliester bazlı bir ipliktir. Kazak üretiminde kullanılan sentetik ipliklerde çoğunlukla akrilik ipliği karşımıza çıkar. Genelde suni yün ya da ipek olarak da kullanılır. Akrilik bazlı bu sentetik polimerler poliakrilonitril ya da Rayon®dur. Vücuda oturan esnek kumaşların üretiminde ise Spandex® denilen özel bir poliüretan kullanılır. Mayolar, bisiklet şortları ve dalgıç kıyafetleri gibi spor ürünlerinde de bu ozel iplikler kullanılır. Ayakkabılara ek olarak çoraplar da sentetik ipliklerden üretilebilir. Çoğunlukla poliester ve naylon ipliklerden üretilen çoraplar, son yıllarda Bamboo ağacından üretilen polimer ipliklerinden de üretilmeye başlanmıştır. Çorap üretiminin yanı sıra, su gecirmeyen tekstil üretiminde de naylon ipliği çok yaygın kullanılır. Şemsiye, yağmurluk, halı, perde, diş fırçası, tarak gibi ürünler de naylon polimerinin kullanıldığı diğer ürünlerdir. Elektronik 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. Elektronik eşya denilince akla ilk gelen malzeme bakır gibi iletken metaller ya da silikon gibi yarı-iletken malzemelerdir. Polimerlerin birçoğu yalıtkan olmakla beraber elektronik sektöründe çok geniş kullanıma alanına sahiptir, çünkü iletken bakır telleri güvenle kullanmak için yalıtkan kablolarla kaplamak gerekir! Bu sebeple kablo üretiminde polietilen ya da polivinil klorür (PVC) kullanılır. Eğer kullanılacak kablonun yüksek sıcaklıklara dayanıklı olması gerekirse poli(vinilidin florürür) (PVDF) polimerinden üretilmesi tercih edilir. CD’ler, CD kapakları, teyp ve müzik seti çerçeveleri de polikarbonat, polistiren ya da ABS denilen yaygın ticari plastiklerden üretilir. CD çalıcılar ve bilgisayar anakartları da gene yaygın olan başka bir ticari polimerden, epoksilerden üretilir. Ses sistemlerine baktığımızda ise, hoparlör konisinin kağıttan yapıldığını görürüz. Kağıt da aslında selüloz bazlı başka bir doğal polimerdir. Eger yüksek kalite hoparlörleri incelersek bu koninin polipropilen denilen sentetik bir plastikten üretildiğini görürüz. Polipropilen ticari polimerler içinde baş sıralarda yer alır. Dünyada üretimi ve kullanımı en yaygın olan üçüncü polimerdir. Sadece elektronik endüstrisinde değil, birazdan inceleyeceğimiz gibi otomotiv endüstrisinde çok önemli bir yere sahiptir. Yalıtkan elektronik eşyaların yanı sıra, ileri teknoloji aktif elektronik malzemelerde, ya da diğer ismiyle “akıllı malzemeler”de de plastikleri görmek mümkündür. Mesela piezoelektrik bir polimer olan poli(vinilidin florür) (PVDF) yüksek frekanslı hoparlörlerin (tweeter) üretiminde kullanılır. PVDF dediğimiz plastiğin en önemli özelliklerinde biri, elektrik alanın içine sokulduğunda plastik şekil değişimine uğramasıdır (piezo etki). Hoparlör kullanımında ise bu şekil değişiminin yarattığı titreşimlerden ses oluşturulur. Bilgisayarlar gibi cep telefonlarının da dış kabı plastikten üretilir. Devamlı elimizden düşen ama bir türlü kırılmayan bu çerçeveler yüksek darbeye dayanıklı polistirenden (HIPS) üretilir. HIPS (high-impact polystyrene), polistiren-polibütadiyen graft kopolimerinden oluşur. Kendi başına kırılgan olan polistiren, kauçuğumsu polibütadiyen ile birleşince daha tok bir malzeme ortaya çıkar. Bu plastik çerçeveler ABS (Poli(akrilonitril-ko-bütadiyen-ko-stiren))denilen başka bir polimerden de üretilebilirler. Otomotiv Sanayi 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. Özellikle Türkiye’de oto yan sanayisinin ve yan sanayi parça üretiminin yüksek olduğu düşünülürse, otomotiv plastikleri sektörü ülkemizde önemli bir sanayi dalıdır. 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. Ayrıca lastikleri güçlendirmek için lastiğin içine çelikten ya da polimerden yapılmış kordlar konur. Polyester, naylon ve Kevlar® sentetik polimer kordlarin başında gelir. Kauçuğun kullanıldığı bir başka araba parçası da cam silecekleridir. Çoğunlukla poliisoprenden üretilirler. Darbeye karşı dayanıklı olan ABS polimeri araçların daha hafif üretilmesini ve bu sebeple yakıt tüketiminin düşmesini sağlar. Tampon, çamurluk gibi parçaların üretiminde kullanılır. Araç farları şeffaf bir polimer olan polikarbonattan üretilir. Bu polimere şekil verilerek far lensi olarak kullanılıir. Araç içinde kullandığımız plastik paspaslar genellikle naylon ya da poliüretandan üretilmektedir. Dünyada en çok üretilen polimerlerin başında gelen polipropilen de otomotiv sanayisinde çok sık kullanılır. Otomotivin üretildiği ülkeye göre, bir araç içinde 50 ile 70kg arasında kullanılan polipropilen, özellikle araç içi parça imalatında tercih edilen bir polimerdir. Son günlerde plastik sektöründeki üretim tekniklerinin ilerlemesi ve özellikle otomotiv sektörünün maliyeti düşürme çabaları, sadece araçlardaki kozmetik parçaları değil, kaput altında bulunan diferansiyel ve motor gibi metal ağırlıklı elemanların da bir takım parçalarının plastik malzemelerden yapılmasını sağladı. Mesela, Sabic Plastik Şirketi ve Hyundai’nin ortak çalışması olarak tamamen plastikten üretilmiş bir prototip araç üretildi. Her ne kadar bu araç şu anda (2009) bir prototip aşamasında olsa da yakın gelecekte yollarda görebileceğimiz büyük bir teknolojik adımdır. Sağlık Tıbbi malzeme endüstrisinde plastik kullanımı yaygınlaşmaktadır. Cam ve metal gibi geleneksel malzemeler, tek kullanımlık plastik malzemelerle hızlı bir şekilde yer değiştirmişlerdir. Şırıngılar, eldivenler, bandajlar ve gözlükler bunlardan sadece birkaçıdır. Plastiklerin tek kullanımlık olma özelliği, kullanıcı açısından enfeksiyon riskini azalttığı gibi; üretim ve maliyet açısından bakıldığında ise sterilizasyon basamağını neredeyse ortadan kaldırmaktadır. Laboratuvar ve ameliyat ortamında kulanılan eldivenler genellikle lateksden üretilmiştir. Lateks, kauçuk bazlı sentetik bir polimerdir. Tek kullanımlık şırıngalar tıbbi malzemelerin başında gelir ve genellikle polietilen denilen plastikten ya da camdan üretilir. Kimyasallara karşı dayanıklılığı sayesinde bilimsel araştırma yapan laboratuvarlarda da kullanılır. Polietilen üretilirken ve proses edilirken kullanılan yumuşatıcı ya da plastikleştirici (plasticizer) diye adlandırılıan kimyasal katkı maddeleri, bu şırıngaların uzun süreli kullanımını kısıtlar; zaten bu sebeple tek kullanımlıktırlar. Tek kullanımlık laboratuvar şırıngaları polistirenden de üretilebilir. Bandajların genellikle elastik olmaları istendiğinden pamuğun yanısıra içlerine spandex ya da elastan da konulabilir. Elastan oldukça elastik bir tekstil polimeridir ve ticari adı Lycra® ya da Dorlastan® olarak geçer. Yapışkan bandajlar ise poliisobütilen ve polibüten karışımlarından üretilir. Gözlük camı üretimi plastiklerin kullandığı geniş alanlardan bir diğeridir. Aramızda organik cam diye tabir ettiğimiz camlar aslında plastiktir ya da plastik bazlıdır. Her üreticinin tercih ettiği bir polimer formülü ya da karışımı vardır ancak genellikle polikarbonat ya da polimetilmetakrilat (PMMA) temelli karışımlar kullanılır. Bu şeffaf plastiklerin gündelik hayatımızda yarattığı en büyük fark, camdan yapılan gözlük camlarının ağırlığından bizleri kurtarmasıdır. Polikarbonatın ve PMMA’nın kırılma indisi camınkinden daha yüksek olduğu için büyük numara gözlüğe ihtiyacı olan göz hastaları kalın camlardan kurtulup, ince plastiklere geçmişlerdir. Gözlük takmayı sevmeyen insanları rahatlatan bir başka plastik ürün de kontak lenslerdir. İlk çıktığı zamanlarda sert bir plastik olan PMMA‘dan üretilen lensler günümüzde çok daha yumuşak poliakrilamidlerden ve silikon bazlı polimer hidrojellerden üretilmektedir. Yeri gelmişken belirtmek gerekir ki, gündelik hayatta bizim çok sık kullanmadığımız, ancak yaygın olarak araştırma amaçlı kullanılan mikroskop ve benzeri optik aygıtların içinde poli(dimetilsiloksan)‘dan (PDMS) üretilen lensleri görmek mümkündür. Kişisel bakım ürünlerinin hemen hepsinin bir parçasinda ya da fomülünde polimerleri görürüz. Mesela şampuanların içinde polietilenglikol (PEG) sıkça bulunur. PEG-100 ya da PEG-250 gibi numaralarla karşımıza çıkan bu polimerin adının sonuna konan sayı onun polimer zincirinin büyüklüğünü temsil eder. Silikon bazlı polimerleri, mesela PDMS’i, şampuanlarda görebiliriz. Saç spreyleri ve jölelerinde de PEG’i ve poli(vinilpirolidon) polimerlerini bulabiliriz. Poliüretanı köpük şeklinde üretmek mümkün olduğu için ayakkabıların içlerine konan tabanlar bu plastikten üretilir ve daha sağlıklı ayaklara sahip olmamızı sağlar. Bu arada hatırlatmak gerekir ki poliüretan köpükleri aynı zamanda birer yapı malzemeleridir. Otomotiv sanayinde koltuk yapımında da kullanılırlar. Poliüretan köpüğü değişik sertliklerde ve yapıda üretilebildiği için farklı sektörlerde kullanmak mümkündür. Yapı Malzemeleri 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. Yani bütün bir su tesisatı alt yapısını tamamen plastik elemanlardan inşaa etmek mümkündür. Ayrıca, PVC polimerini çatı ve yer kaplaması olarak da kullanabiliriz. Evlerin içine baktığımızda ise duvarlarda plastik ürünlerinin hızla yayıldığı boya sektörüyle karşılaşırız. Plastik bazlı boyalarda akrilikler, poliüretanlar, poliesterler, epoksiler ve melamin reçineleri bulunabilir. Bu kimyasallar boyanın duvarlara ve birbirine daha iyi tutunmasını sağlamakla birlikte boyaya daha güzel bir son görünüm kazandırırlar. Son yıllarda artan bilimsel araştırmalar sayesinde ise bu polimerler nano-parçacıklarla geliştirilerek, su tutmayan, kendi kendini temizleyen ya da UV ışınlarından koruyan ileri teknoloji ürünü boyalar piyasaya çıkmıştır. Önümüzdeki 10 sene içinde güneş enerjisi depolayan duvar boyasını görürsek de şaşırmamak gerekir… Düşük maliyet ve uzun süreli kullanım sağlayan, polyester fiberlerle güçlendirilmiş ve epoksi reçine ile kalıplanan su depoları, evyeler ve banyo küvetleri de yapı endüstrisinde kullanılan plastiklerdir. Özel kalıplama teknikleriyle sandalyeler, banklar, çöp kutuları gibi gündelik hayatımızda her an karşımızda duran parçalar da plastikten üretilebilir. Bu tür yapı malzemeleri üretirken polyesterden polipropilene, epoksiden poliakriliğe farklı plastikler kullanılabilir. Hangi plastiğin ve hangi güçlendirme elyafının kullanılacağını, üretilen parçanın maruz kalacağı fiziksel ya da kimyasal etkenler belirler. Yiyecek-İçecek Endüstrisi Son yıllarda plastiğin insan sağlığına olan zararları hakkında çok sık yazılıp çizilse de plastik malzemeleri mutfaklarımızda hala görmekteyiz. Mesela plastik tepsiler genellikle polietilenden üretilir. Sebillerden su içmek için kullandığımız bardaklar ise polipropilen, polietilen ya da polistirenden üretilir. Yemekleri sarmak için kullandığımız şeffaf plastikler ise ticari adı Saran® olan poli(vinildin klorür) (PVDC) denilen polimerden üretilir. Yiyecek ve içeceklerin paketlenmesinde üretilen plastikler apayrı ve çok büyük plastik alt-sanayi oluşturmuştur. Su ve gazlı meyve suları gibi içecekleri barındıran plastik şişeler genellikle poli(etilen teraftlat)‘tan (PET) yapılır. Hala bu konularda endüstriyel araştırmalar yapılmakta ve saklanan yiyeceğin ya da içeceğin raf ömrünün arttırılmaya çalışılmaktadır. Polimerlerin gaz geçirgenliği problemi tam olarak çözülmemiş olsa bile, günümüzde (2009) plastikten yapılmış şarap ve bira şişeleri de görebiliriz. Spor Eşyaları Yukarıda tekstil malzemeleri kısmında da bahsettigimiz gibi polimerler spor eşya üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kullanım alanı sadece giyecekle kısıtlı kalmayıp; dayanıklı ve hafif spor malzemelerinde de polimerler kullanılır. En yaygın kullanılan polimerler arasında poliüretan, naylon, akrilik, epoksi, PVC, polipropilen ve poliesterleri sayabiliriz. Özellikle spor ayakkabılarda kullanılan plastikler içinde naylon ve poliüretan en yaygınlarıdır. Ayakkabı tabanlarında genelde SBS ya da Poliüretan polimerleri kullanılır. Ayakkabı bağcıkları da naylon’dan ya da pamuktan üretilir. Pahalı ayakkabıların çoğu deriden üretilmesine rağmen, PVC’den ya da farklı kopolimerlerden üretilen ucuz ayakkabıları da piyasada görmek mümkündür. Son yıllarda çok moda olan yağmur çizmeleri genellikle, gene doğal bir polimer olan ancak kimyasal olarak da üretilen, Poliisopren’den yapılır. Bunun yanında, bir kalıp gibi ayağın şeklini alan ayakkabılar da gözenekli yapıya sahip özel polimerlerden üretilmektedir. Ayakkabının yani sıra top (fulbol, basketbol, voleybol, tenis, golf), raket, yüzmede bone, gözlük gibi ürünlerin üretimi de plastik malzemelerle yapılmaktadır. Örnek vermek gerekirse fulbol toplari eskiden deriden üretilirken günümüzde daha hafif olmalari açısından poliüretan ya da naylondan üretilmektedirler. Ayni örnek golf ve voleybol topları için de geçerlidir. Tenis raketleri eskiden tahtadan üretilirken günümüzde sağlamlık ve hafiflik açısından karbon elyafla takviye edilmiş epoksiden üretilmektedir. Karbonun yerine cam ya da titanyum elyafı da kullanılmaktadır. Eskiden hayvan bağırsağından üretilen raket iplikleri günümüzde naylondan üretilmektedir. İleri teknoloji kullanılan sporların hemen hepsinde polimer bazlı malzemeler, özellikle kompozitler, kullanılır. Yelkenli yarış teknelerinin gövdeleri karbon elyafla güçlendirişmiş epoksiden yapılırken, yelken malzemesi olarak da karbon elyafla güçlendirilmiş Kevlar örgüler kullanılır. Formula 1 yarışları gibi yüksek performans isteyen araçların gövdeleri karbon elyafla güçlendirilmiş epoksiden yapılırken, motor elemanlarının içinde de poli(eter eter keton) gibi yüksek ısıya dayanıklı, hafif polimerler kullanılır.