amorf polimerler

Report
POLİMERLER
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-kobütadien) 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 (2,6diizobutil 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 (Na₂CO₃)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 (CaCO3), MgO ise dolomitinin
(MgCO3) cam formülüne katılması ile sağlanmış
olur.
Bu iki maddenin ısıtılması ile bünyelerindeki CO2
çıkar ve geriye oksitler kalır.
CaCO3 = CaO+ CO2 gibi.
Sodyum karbonat = (Na₂CO₃ → Na₂O+ CO₂)
Potasyum karbonat =(K₂CO₃ →K₂O+ CO₂)
3- Yardımcı Bileşenler
Bu bileşenler genelde adi camın formülüne
girmezler, ancak değişik cam türlerinde değişik
etkiler sağlamak üzere kullanılan oksitlerdir.
•
•
•
•
Mangan dioksit (MnO2); camın rengini açar,
Arsenik (As2O3); renk verir, saflaştırır,
Sülfür (Na2SO4); redükleyicidir,
Potasyum nitrat (KNO3); camın saydamlığını
giderir.
BİÇİMLENDİRME
Ana maddelerin hazırlanması ve eritme evrelerinden
sonra sıra dinlendirilmiş cam hamurunun
biçimlendirilmesine gelir. Cam malzeme, yedi yöntemle
biçimlendirilir;
a) Üfleme (Şişirme) Yöntemi
b) Dökme-Silindirleme Yöntemi
c) Çekme Yöntemi
d) Yüzdürme Yöntemi
e) Presleme Yöntemi
f) Lif Haline Getirme Yöntemi
g) 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
Al2O3 , n SiO2 , p H2O genel kimyasal bileşim formülü ile
ifade edilen kil, çok saf olduğu zaman Hidrate Alümin Silikat
(kaolinit) adını alır . Kaolinit’in kimyasal formülü, Al2O3
.SiO2. 2H2O 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 SiO2
ve çeşitli silikat bileşikleri halinde bulunur.
2KOH +SiO₂
potasyum oksit silisyum dioksit
K₂SiO₃ + H₂O
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: Na2SO4 (Glamber tuzu), CaSO4.2H2O (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 Na2SO4 ile
birleşerek CaSO4, 2H2O meydana getirir. Bu da
çiçeklenmeye sebep olur.
• Linyit kömürü ile pişen tuğlalarda, dumanda bulunan
kükürtlü gazlar tuğlada Na2SO4(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.
• Na2SO4 ‘den oluşan çiçeklenmeler su ile yıkanarak
giderilir.
• Karbonatlara bağlı olan çiçeklenmeler asitlerle
temizlenebilir.
2) Seramik Malzemede Kireç Ve Manyezi Bulunması:
• Pişmiş toprak hamurunda bulunan CaCO3 ve MgCO3 kilin
pişmesi sırasında CaO ve MgO‘e dönüşür.
CaCO3
CaO+CO2 (Dolomit)
MgCO3
MgO+CO2 (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+H2O
Ca(OH)2 ve MgO+H2O
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 Al2O3 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

similar documents