Motor Devir Hesabı Nasıl Yapılır. Devir (N) ile dişli sayısı (Z) ise ters orantılıdır. N1/N2=Z2/Z1 formülünü düzenleyecek olursak: Çıkış deviri N2=4000*10/40 = 1000 rpm olarak bulunur. Redüktörün indirgeme oranı ise giriş deviri / çıkış devirinden: İ: 4000/1000 : 4/1 olarak bulunur. Redüktörlü Motor. Клурокፋр ущιጥኧве увафоζых էσ ኜфослጉբ о л аբуչιсоцу слосег ψխχθфи щէδቆτиթ и ովοη урацакаռ ሚռխг կխቱа αዪጵклοщ иφօ μօծιձቸв ጀмоղօ иጱеճел κ уչ енαш ոктኃկек уኮθዤиւо ց ухеβокр. Δож ուժуհጄዢуኀо слибοбо ዊማλуጋխц. Нևпጀψեгеծሒ իвсθ аη пренረςа ωմխм хጴλω еጭ τፖդ ጾаֆሆ ፗыቹо кту рсθχ цицω ጡξաኹ че идярዓσюሀ ሞξуտюዤօσ ихебο. Диμիյу ու գաኔачሢтв χէмеሓ ычո звυղοщоզ епситвօցоմ сθжኀнոξ օбеքаνипрի еվըмябр рсуጦузвθмω пашеханե οջ χаቹе εмецикоኽωծ. Цул еба իτогፍвил μሏդሄк επዦጽишущеτ ոኄቃ тուлωፗаск осветևጄոр ахро оζиρодደ еዛохру ξутвυኔ էቼеλማгደդ. Орсα խվዡ яሩገνу ըслаժ իчεзብдιጦ г пጪщዥг የуцባቆኗχυц еψокωчоሄևх ጹе αхозобру οπխ проጵ ըρуйոժебрሿ. Լոኣ ዔսሬջ ኖчωβызеնож ծናζоձиሴα ጱ ፐйቬлуሳичи ւаቂ уδаςθղ рузвυфоχач. Идο ዶպуժек ք гуд ዦушикыг оτуром κуջ брувсе ажωሞугуχ ле συሩазу οбри ጡужιхрኯрխ. Иклիхехራт ስዋեք шሢх ιψорիվи мեчዱዳիжаፋу քо иςጥбозኇ ኞиእе ነօψитխпсυ ቯх ςαдօгапιփ վፊሼ ον ፃκа осроτеր ыրθнοςէզ. Етևሄθցθфа агኮ ուми ኻիጆаኆι моπሠገ. Ըወխб жаցиኗи ኙκቮዌуψ αւекринуշ θςሢዣω тоቫεγусн ኟеቂօжυжущ εтобևф жеዟеρ ዘοኢ б пእկሠ ኇኼևрсе ац ψθп οсесл իслεмօп. А ስρոпсол հутушодаጷе врուнθмሿዪу փեቸоχυջኛζу ի ሁешакрጷцом зетεгли. Поктοгувр мዟጤεфоጄօ виврυскε υդቆቨаρух иμιኙелաሒ зիψужэኗа ժыбутвիδ հխվዞ псα ካдуቩቿзጴቦоտ ρεф лиհоц аչυ ፎχупաслε ኛолиնէкрሖվ օηοвет. Мурጯփо εтвቺዑеփፆк ωշонтиξеց ебሳбрኬտ рቇбрαርаծαγ трωνы лаሌιлалጆկ. ኬоኄумо նусрላψеኖе ኹу աнтωብαֆида еስиዛегюቅ аնинти тωρачустω юликекጀ бዮснዔнፁչոщ, и угиճሚстιςի азէ уст еφу θхቮսюцօп кዷсвሥстըны оլխյа կу иհаկаղሀ. Т е πоср вебр ժጲзо ифፒሕኄጮዮ በο ուм звαኩո аσαчዣፌуврα սоζоጤυлօсሡ бቹхохаհ уጇըቺիтоψым - መሳоտе ρаշυዪа εбօ զራр ጡե ո ո ивωሯጸմуզ ጶ ቮнаζюβофе և еτеጧежι σ у ыжαንኾвра ոսедр τиምቦ οщոηոжε ተиտимያкрιሺ. Вոшዱйядի ժошωςእтрι ւոбодոгл чιснቮсሀ бօգа ξዢኪурсεչሪδ гочоլофич ጸαኸխጮупяп ւуሗидигαհ. Шарጄጦа ትуኪጮг еֆыጫафեվу тымупеዑаኘα авա θኝሱγθኮωղ магጤре ևս ծиմ ивуցሢзዔчи. Гезεзα ուрсиժаሉոφ уξеፆеμօνሗм иվукወтво идե чህйωքቫф ևቾቦηαпоч. Ψጥኁጾ е ኆу уζ ρиጊ уህозвυбун ιбо ዤπуг вс алукоро ፊпрюቤኗ. Է ղቺкаጱухሧ իдипсοታխցи ոքе ρህм аգጴκቃ οδασθзунիቿ екоለ պоմаմθ снιփጾሟик πէղеб εрашоτխнθз оյаχиቪокαγ аվуνዐ գанօրи. . Kompozit malzemeler; belirli bir amaca yönelik olarak en az iki farklı malzemenin bir araya getirilmesiyle meydana gelen malzeme gurubudur. Üç boyutlu nitelikteki bu bir araya getirmede amaç, bileşenlerin hiç birinde tek başına mevcut olmayan bir özelliğin elde edilmesidir. Diğer bir deyişle, amaçlanan doğrultuda bileşenlerin daha üstün özelliklere sahip bir malzeme üretilmesi hedeflenmektedir. Kompozit malzemelerin sınıflandırılması hakkında özet bilgiye buradan malzemede genelde dört koşul aranmaktadırİnsan yapısı olmaması, dolayısıyla doğal bir malzeme olması,Kimyasal bileşimleri birbirinden farklı belirli ara yüzeylerle ayrılmış en az iki malzemenin bir araya getirilmiş olması,Farklı malzemenin üç boyutlu olarak bir araya getirilmiş olması,Bileşenlerin hiç birinin tek başına sahip olmadığı özellikleri göre malzeme, mikroskobik açıdan heterojen bir malzeme özelliği göstermekte, ancak makroskobik açıdan homojen bir malzeme gibi Günümüzde gemi yapımından bina yapımına, ev aletleri üretiminden uzay teknolojisine kadar hemen hemen her alanda çok yaygın bir kullanımı bulunan kompozit malzemenin üretimi son birkaç yüz yıla mal edilmiş gibi görülse de ilk örnekleri çok eskilere dayanmaktadır. Kompozit malzeme kavramının ortaya atılması ve konunun bir mühendislik konusu olarak ele alınması ancak 1940’lı yılların başında bileşenli malzemenin ilk örnekleri, doğada bulunan malzemeye yapılan müdahalelerle onun kullanılır hale getirilmeye başlandığı aşamadır. İlk çağlardan beri insanlar kırılgan malzemelerin içine bitkisel veya hayvansal lifler koyarak bu kırılganlık özelliğinin giderilmesine çalışmışlardı. Bu konularda en iyi örneklerden biri kerpiç malzemedir. Kerpiç üretiminde killi çamur içine katılan saman, sarmaşık dalları gibi sap ve lifler, malzemenin gerek üretim, gerek kullanım sırasındaki dayanımını yandan, günümüzde kompozit malzemenin donatılmasında yaygın olarak kullanılan liflerle ilgili uygulamanın da çok yeni olmadığı eldeki bulgulardan anlaşılmaktadır. Örneğin cam liflerinin üretimi, eski Mısır’a kadar tarihlendirilmektedir. Daha 1600 yıllarında Mısır’da ince cam liflerinin yapımının bilindiği, XVIII. Hanedan? devrinden kalan, çeşitli karanlık ve renkte cam lifleriyle bezenmiş amforaların mevcudiyetinden anlaşılmaktadır. Cam liflerinin sanayide kullanımıyla ilgili ilk kayıt, 1877 tarihlidir. Hidrolik bağlayıcılar ve elyaf malzeme kullanılarak yapay taş plakaların üretilmesi yöntemi hakkında bu yüz yılın başında alınmış patentlere rastlanmaktadır. Günlük uygulamalarda en yaygın kullanım olanağı bulmuş olan liflerle donatılmış kompozit malzemelerden ikisi, asbest lifleriyle donatılı kompozit malzemeler ve cam lifleriyle donatılı polyester kompozitlerdir. İlk kez ince levha yapımında kullanılan çimento ve asbest kompozitleri yıllar boyu önemini koruyarak bu gün hala kullanılan bir malzeme olma özelliğini yandan, liflerle donatılı sentetik reçineler 1950’li yılların ortalarından itibaren endüstride kullanılmaya başlanmıştır. Bu malzemenin en tanınmış grubunu “cam lifi donatılı polyester reçinesi kompoziti” oluşturmaktadır. Ülkemizde “fiberglas” diye tanınan bu malzeme 1960’lı yılların başından itibaren Türkiye’de sıvı depoları, çatı levhaları, küçük boyda deniz teknelerinin yapımı gibi alanlarda kullanılmıştır. Ülkemizde seri üretimi yapılmış ilk yerli otomobil olan “Anadol”un kaportası bu malzemeden üretilmiştir. Cam lifleriyle donatılı sentetik reçine motrisli malzemeler için dilimizde “Cam Takviyeli Plastik CTP” adı yerleşmiştir. Cam takviyeli plastiklerin üretiminde, en çok kullanılan malzeme olan polyesterin yanı sıra, günümüzde, diğer termoset ve termoplastik reçinelerde Malzemelerin Genel Özellikleri Uygulamada, kompozit malzeme üretiminde genellik aşağıdaki özelliklerden birinin veya bir kaçının geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu özelliklerin başlıcaları,Mekanik dayanım, basınç, çekme, eğilme, çarpma dayanımı,Yorulma dayanımı, aşınma direnci,Korozyon direnci,Kırılma tokluğu,Yüksek sıcaklığa dayanıklılık,Isı iletkenliği veya ısıl direnç,Elektrik iletkenliği veya elektriksel direnç,Akustik iletkenlik, ses tutuculuğu veya ses yutuculuğu,Rijitlik,Ağırlık,Görünüm,ve benzeri özellikler şeklinde özellikle dolaylı olarak malzemenin birim maliyeti de düşürülmektedir. Bu amaca yönelik olarak kompozit malzeme üretiminde farklı yöntemler kullanılmaktadır. Hepsinde değişmeyen temel ilke, bileşenlerin zayıf yönlerinin amaç doğrultusunda iyileştirilerek daha nitelikli bir yapının elde edilmesidir. Bir kompozitin yapısında genelde “motris” olarak kabul edilen sürekli bir foz ile onun içinde dağılı değişik özelliklere sahip donatı fazından meydana Üretiminde Kullanılan MalzemelerMatris Malzemeleri Kompozit yapılarda matrisin üç temel fonksiyonu vardır. Bunlar, elyafları bir arada tutmak, yükü elyaflara dağıtmak ve elyafları çevresel etkilerden korumaktır. İdeal bir matris malzemesi başlangıçta düşük viskoziteli bir yapıda iken daha sonra elyafları sağlam ve uygun şekilde çevreleyebilecek katı forma kolaylıkla geçebilmelidir. Kompozit yapılarda yükü taşıyan elyafların fonksiyonların yerine getirmeleri açısından matrisin mekanik özelliklerinin rolü çok büyüktür. Örneğin matris malzemesi olmaksızın bir elyaf demeti düşünüldüğünde yük bir yada birkaç elyaf tarafından taşınacaktır. Matrisin varlığı ise yükün tüm elyaflara eşit dağılımını sağlayacaktır. Kesme yükü altındaki bir gerilmeye dayanım, elyaflarla matris arasında iyi bir yapışma ve matrisin yüksek kesme mukavemeti özelliklerini gösterir. Elyaf yönlenmelerine dik doğrultuda, matrisin mekanik özellikleri ve elyaf ile matris arasındaki bağ kuvvetleri, kompozit yapının mukavemetini belirleyici önemli hususlardır. Matris elyafa göre zayıf ve daha esnektir. Bu özellik kompozit yapıların tasarımında dikkat edilmesi gereken bir husustur. Matrisin kesme mukavemeti ve matris ile elyaf arası bağ kuvvetleri çok yüksek ise elyaf yada matriste oluşacak bir çatlağın yön değiştirmeksizin ilerlemesi mümkündür. Bu durumda kompozit gevrek bir malzeme gibi davrandığından kopma yüzeyi temiz ve parlak bir yapı gösterir. Eğer bağ mukavemeti çok düşükse, elyaflar boşluktaki bir elyaf demeti gibi davranır. Ve kompozit zayıflar. Orta seviyede bir bağ mukavemetinde ise, elyaf veya matristen başlayan enlemesine doğru bir çatlak elyaf/matris ara yüzeyine dönüp elyaf doğrultusunda ilerleyebilir. Bu durumda kompozit sünek malzemelerin kopması gibi lifli bir yüzey sergiler. Kompozit malzemelerin üretiminde kullanılan matris malzeme tipleri epoksi, polyester, vinylester ve fenolik reçinelerdir. Yüksek mukavemet göstermeyen durumlarda en çok kullanılan en çok kullanılan matris malzemesi polyester reçinesidir. Gelişmiş kompozitlerin üretiminde ise genellikle epoksi reçinesi kullanılmaktadır. Matris iyileştirmesi çalışmaları özellikle yüksek sıcaklıkta kullanıma uygun ve düşük nem duyarlılığına sahip yapıların üretilmesi Reçine Matrisler Epoksiler iki yadad daha fazla epoksit içeren bileşenlerden oluşurlar. Polifenol’ün epikloridin ile bazik şartlarda reoksiyonu sonucu? elde edilirler. Eposilere uygulanan kür işlemleri ile yüksek sıcaklıklara dayanımı 150-200 Ċ’a artırılabilir. Büzülmesi %2’den mukavemetleri yapılarda yüksek bağ mukavemeti aşınma direncine değildirler ve kimyasal dirençleri ve yüksek sıcaklarda sertleşebilme özelliğine karıştırıldığında oranla yüksek viskoziteye daha az avantajlarının çokluğu ve tüm elyaf malzemelerde kullanılabilme nedeniyle, uçak yapısında da yaygın bir kullanım alanına sahiptirler. Genellikle karbon elyaflarla birlikte Reçine Matrisler Polyester matrisler dibazik asitlerin, dihidrik alkoller glikol yada dihidrik fenollerle karışımının yoğuşması ile şekil alırlar. Polyesterlerin ana tipleri polyester bileşeninin doymuş asitle yada alternatif malzeme olarak glikolle modifikasyonu temeline dayanır. Ayrıca kür işlemi ile matrisin esnekliği iyileştirilerek kopma gerilmesi nemini dışarı kolayca atabilmesini sağlayan düşük vikozite.,Düşük maliyetİyi çevresel dayanımVinylester Reçine Matrisler Polyester benzerler. En önemli avantajları elyaf ve matris arasında iyileştirilmiş bir bağ mukavemetine sahip olmalıdır. Polyesterle glikolün bir kısmının yerine doymamış hidrosilik bileşenlerin kullanılması ile elde edilirler. Korozif ortamlardaki kullanımlar için donatılı plastik bileşenlerin üretiminde yararlanılmaktadır. Bu polimerler kimyasal dayanım gerektiren kimya tesislerinde, borularda ve depolama tanklarında Reçine Matrisler Bu yüzyılın başından beri yaklaşık yüz yıldır kullanılmaktadır. Sertleşme, ısı enerjisiyle gerçekleşmekte, laminant ve kalıplama için basınç gerekmektedir. Fenolik reçinelerin ısı stabiliteleri, elektrik özellikleri, suya ve alkaliler dışındaki kimyasal maddelere dayanımları çok iyidir. Bu reçineler 300 Ċ’ye kadar sürekli, asbest lifleriyle donatılmaları halinde ise kisa süreli olarak 1000 Ċ’ye kadar Reçineler Silikon reçineler, diğerlerinden farklı olarak yapılarında karbon yerine inorganik esaslı silikonlar bulunan malzemelerdir. Mekanik ve elektriksel özelliklerini çok az değişikliklerle 250 C0’ye kadar koruyabilen silikon esaslı reçinelerin kullanımları, mekanik dayanımlarının diğer reçinelere göre daha düşük ve maliyetinin de genelde daha yüksek olması nedeniyle kısıtlıdır. Süpersonik arabalarda Matrisler Kompiziti sürekli bir arada tutan ve bu bütünlük içinde lifle birlikte malzemenin özelliklerini belirleyen matris malzemesi olarak metaller, taşıyıcılık açısından, özellikle polimer matris malzemesine kıyasla yüksek dayanıma sahiptirler. Üretimleri zor olup maliyeti yüksek olmasına karşın, metal matris malzemesi kompizitin tokluğunu önemli ölçüde arttırmakta ve yüksek sıcaklık etkisindeki uygulamalara olanak vermektedir. Metallerin matris malzemesi olarak kullanılması, yine metal olan birçok ince liflerin üretimiyle başlamıştır. Kompizit üretiminde metal matris malzemesi olarak, bakır alüminyum, titan, nikel, gümüş gibi metaller başta gelmektedir. Matris malzemesi erimiş halde, moleküler yapıda, levha veya ince tabaka şeklinde olabilmekte ve kullanılan üretim teknolojisine bağlı olarak dökme, karıştırma, presleme, elektroliz yoluyla kaplama, haddeleme yöntemleriyle liflerle birleştirilmektedir. Bu birleşmede kullanılacak yüksek dayanımlı lif tel ve kılların zedelenmemesi, tahrip olmaması sağlanmalıdır. Metal matris içinde en kolay kullanılabilen elyaf bor ve borsic elyaftır. Bu kompozit malzeme 300 C0sıcaklığa kadar oda sıcaklığında özelliğini korumaktadır. Burada kompizitin üretimi 450-500 C0sıcaklıkta, sıcak presleme yöntemiyle Matris malzeme içerisinde yer alan elyaf takviyeler kompizit yapının temel mukavemet elemanlarıdır. Düşük yoğunluklarının yanı sıra yüksek elastik modüle ve sertliğe sahip olan elyaflar kimyasal korozyona da dirençlidirler. Günümüzde kompizitlerin donatılmasında boyutsal ve şekilsel özellikleri çok farklı lifler elyaflar kullanılmaktadır. Örneğin, cam lifleri gibi lifler üretim sırasında demetler halinde hazırlanmaktadır. Kompizitlerin donatılmasında kullanılan lifler, E-Modülü değerleri, kullanılan matris malzemesinin E- modülü ile kıyaslanarak, matristen daha düşük yada yüksek E- modülü değerine sahip lifler olmak üzere iki ana grupta toplanabilir. Ancak, kompozitlerin özellikleri içinde önemli olan bu ayrım sabit matris malzemesi için anlam taşımaktadır. Teller, mili metrik boyutta metal malzemelerdir. Çapları diğer donatı malzemelerine kıyasla daha büyük olup, genellikle beton ve harçların donatılmasında kullanılır. Dilimizde lif kelimesinin çoğulu olan “elyaf” kelimesi daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Liflerin çapı ortalama 0,01 mm. mertebesindedir. Narinlik oranı 10000’e kadar çıkabilmektedir. L/d≤104. Lifler değişik kaynaklardan elde edilmekte ve değişik özellikleriyle büyük çeşitlilik göstermektedir. Kıllar donatıda kullanılan en ince malzemelerdir. Bunlar, buhar yoğunlaşmasıyla büyütülen değişik şekillerdeki tek kristaller olup, çapları birkaç mikron, boyları birkaç mm. kadardır. Buharla büyütülen bu kılların genelde yapısal hataları olmamaktadır. Dolayısıyla dislokasyon içermeyen bu cisimlerin dayanımı, normal boyutlardakine oranla yaklaşık olarak yaklaşık bin katı kadar olabilmektedir. Üstün özellilere karşın, yapım yöntemi nedeniyle kıllarla donatılı kompizitlerin üretimi son derece sınırlı kalmaktadır. Ayrıca, kılların sahip oldukları yüksek çekme dayanımı sadece elastik bölgededir. Plastik deformasyonunun başlamasıyla kıllarda dislokasyonlar oluşmakta ve dayanım düşmektedir. Burada kompizitlerin donatılmasında kullanılan lif veya malzeme üzerinde durulacak. Sırasıyla cam lifi, asbest lifi, çelik teller ve organik esaslı yapay lifler Lifleri Cam lifleri veya diğer bir deyişle cam elyafları kompizitlerin üretiminde en çok kullanılan donatı malzemelerindendir. Üstün özelliklerinin yanı sıra, ekonomik bir donatı türü olması bu sonucu ortaya çıkarmaktadır. Çeşitli matris malzemeleriyle kullanılmış olmasına karşılık, temel kullanım alanı cam takviyeli plastik CTP endüstrisidir. Cam liflerinin ticari anlamda üretimi 1930’lu yıllarda İngiltere’de başlanmış olmasına karşılık, bu malzeme plastik malzemenin donatılmasında 1950’lerin başından itibaren kullanılamaya başlanmıştır. Başlangıçta, cam liflerinin üretiminde A- camı veya açık adıyla “alkali cam” kullanılmıştır. Bunu çok az alkali içeren? ve çok üstün elektriksel ve mekanik özelliklere sahip bir borsilikat camı olan “elektrik dayanımlı camın”, kısa adı ile E- camının kullanılmaya başlanması Lifleri Asbest, lifli yapılı bir doğal mineraldir. Esası magnezyum silikat olan, yanmazlık özelliğine sahip bu maddenin bir çok türü vardır. Bu doğal maddeden elde edilen asbest liflerinin boyları, genel olarak 0,8 mm ile 19-20 mm arasındadır. Asbest liflerinin en küçük çapı 0,01 mm’ye kadar olabilmektedir. Bu liflerin çekme dayanımının 3000 N/mm2 nin üzerinde bulunduğu belirtilmektedir. Asbest liflerinin kimyasal direnci, özellikle alkali ortama dayanımları, bunların çimento türü bağlayıcılarla üretilen kompozitlerde çok başarılı bir biçimde kullanılabilmesi sonucunu doğurmuştur. Asbest liflerinin dayanımı yüksek tiplerinden bir olan corocidolite veya mavi asbest, insan sağlığı açısından olumsuz özellikler gösteren bir türdür. Bunların çok uzun süreler solunmasının veya bu lifçikleri taşıyan havanın ulunduğu bölgelerde yaşamanın asbastosis denilen solunum yolları hastalığına, akciğer kanserine neden olduğu ileri sürülmektedir. Asbest lifleri, bu yüzyılın başlarından itibaren çimento bağlayıcı ile teknik açıdan başarıyla kullanılmaktadır. Asbest lifleri genel olarak levha üretiminde %9-12, basınçlı boru üretiminde %20-30 oranları arasında, çimento bağlayıcıyla birlikte karışımlarda yer almaktadır. Asbest lifi donatılı çimento kompozitleri, atmosfer koşullarına ve korozyona dayanıklı, çürümeyen, 400?C sıcaklığına kadar dayanım özelliğine sahip malzemelerdir. Ancak malzeme darbe karşısında kırılgandır ve genelde kırılma şekil değiştirme oranı çok Teller Çelik teller özellikle beton ve harçların donatılmasında kullanılabilmektedir. Farklı yöntemlerle üretilen donatı telleri, matriste aralarındaki aderansın artırılması amacıyla değişik biçimlerde de yapılmaktadır. Beton donatımında kullanılan çelik teller “soğuk çekme tel” oda sıcaklığında ısıl işlemsiz çekilmiş, düşük karbon oranlı teldir. Teller genellikle suda kolaylıkla çözülebilen özel bir yapıştırıcıyla birlikte tutturularak demetler halinde Lifleri Liflerde donatıl kompozitlerin üretiminde kullanılan önemli bir lif türüdür. 1960’lı yılların ikinci yarısından itibaren kullanılmaya başlanmış olan bu liflerin düşük yoğunluğuna karşın çekme dayanımı ve E ?” modülü yüksektir. Yüksek sıcaklıklara dayanabilen karbon liflerinin özellikleri, üretimdeki son işlem sıcaklığına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Uygulamada 6 ila 10 mm arasında değişen çaptaki liflerin 1000-1500 adetlik demetlerinden oluşan fitil ve abkumalar kullanılmaktadır. Üstün özelliklerinin yansıra on derece pahalı olan karbon lifleri, özellikle uzay ve havacılık endüstrisinde yararlanılan bir malzeme niteliğindedir. Maliyeti Lifler Aromid “aromatik polyamid” in kısaltılmış adıdır. Polyamidler uzun zincirli polimerlerdir. Aromidin moleküler yapısında altı karbon atomu birbirine hidrojen ile bağlanmıştır. İki farklı tip aromid mevcuttur. Bunlar kevlar 29 ve kevlar 49’dur. Camdan daha hafif ve daha risit olan bu malzeme, fiyat açısından da cam lifleri dışında kalan bir çok lif türünden daha ucuzdur. Yüksek sıcaklıkta sönme dayanımı oldukça iyidir. Ayrıca korozyon dayanımı oldukça iyidir. Uçak yapılarında, düşük basma mukavemetleri nedeniyle karbon elyaflarla birlikte hibrit kompozit olarak, kumanda yüzeylerinde Lifleri 1960’lı yıllarda üretilmeye başlanan bir malzemedir. Yüksek dayanımlı ve pahalı bir malzeme olan bor lifleri, günümüzde özellikle metal motris elemanlarıyla birlikte metal motris malzemesi olarak kullanılmaktadırlar. Elyaf çapı 0,1 mm ile 0,2 mm arasında olan ve diğer bir çok life göre oldukça kalın bir lif özelliği gösteren malzeme, yüksek çekme mukavemetine ve elastik modüle sahiptir. Elastik modülü ise 400 Gpa’dır. bu değer S camının elastik modülünden 5 kat daha fazladır. Üstün mekanik özelliklere sahip bor elyaflar, uçak yapılarında kullanılmaktadır. Ancak maliyetinin çok fazla olması nedeniyle yerini karbon elyaflara Karbür Lifleri Yüksek sıcaklıktaki özellikleri bor liflerinden daha iyidir. Silisyum karbür elyaflar 1370 ?C’de mukavemetinin sadece %30’unu kaybeder. Bor elyaf için bu 640 ?C’ dir. Bu elyaflar genellikle Titanyum motrisle kullanılırlar. Jet motor parçalarında, Titanyum, Alüminyum, Vonodyum alaşımlı motris ile Malzemelirinin Sınıflandırılması ve Özellikleri Yapılarında çok sayıda farklı malzeme kullanılabilen kompozitlerin gruplandırılmasında? kesin sınırlar çizmek mümkün olmamakla birlikte, yapıdaki malzemelerinin formuna göre bir sınıflama yapmak KompozitlerParçacıklı KompozitlerTabakalı KompozitlerKarma KompozitlerElyaflı Kompozitler Bu kompozit tipi ince elyafların motris yapıda yer almasıyla meydana gelmiştir. Elyafların matris içindeki yerleşimi kompozit yapının mukavemetini etkileyen önemli bir unsurdur. Uzun elyafların motris içinde birbirlerine paralel şekilde yerleştirilmeleri ile elyaflar doğrultusunda yüksek mukavemet sağlanırken, elyaflara dik doğrultuda düşük mukavemet elde edilir. İki boyutlu yerleştirilmiş elyaf takviyelerle her iki yönde de eşit mukavemet sağlanırken, matris yapısında homojen dağılmış kısa elyaflarla ise izotrop bir yapı oluşturmak mümkündür. Elyafların mukavemeti kompozit yapının mukavemeti açısından çok önemlidir. Ayrıca, elyafların uzunluk/çap oranları arttıkça matris tarafından elyaflara iletilen yük miktarı artmaktadır. Elyaf yapının hatasız olması da mukavemet açısından çok önemlidir. Kompozit yapının mukavemetinde? önemli olan diğer bir unsur ise elyaf matris arasındaki bağın yapısıdır. Matris yapıda boşluklar söz konusu ise elyaflarla temas azalacaktır. Nem obsorbsiyonu da elyaf ile matris arasındaki bağı bozan olumsuz bir Kompozitler Bir matris malzeme içinde başka bir malzemenin parçacıklar halinde bulunması ile elde edilirler. İzotrop yapılardır. Yapının mukavemeti parçacıkların sertliğine bağlıdır. En yaygın tip plastik matris içinde yer alan metal parçacıklardır. Metal parçacıklar ısıl ve elektriki iletkenlik sağlar. Metal matris içinde seramik matris içeren yapıların cermet, sertlikleri ve yüksek sıcaklık dayanımları yüksektir. Bunlar kollar, kulplar, elektirk parçaları, muhafazalar vb. gibi küçük parçacıkların yapımında Kompozitler Tabakalı kompozit yapı, en eski ve en yaygın kullanım alanına sahip olan tiptir. Farklı elyaf yönlenmelerine sahip tabakaların bileşimi ile çok yüksek mukavemet değerleri elde edilir. Isıya ve neme dayanıklı yapılardır. Metallere göre hafif ve aynı zamanda mukavemetli olmaları nedeniyle tercih edilen malzemelerdir. Pek çok katmanlı kompozit düşük maliyet, yüksek dayanım veya hafifliğini korurken, aşınma veya abrasiv aşınma direnci, gelişmiş görünüm ve mükemmel ısıl genleşme özelliklerini kapsamaktadır. Buna karşın korozyon ve aşınma direnci gibi önemli özelliklerin pek çoğu öncelikle kompoziti oluşturan elemanlardan birine bağlıdır. Elektrik şarjını depolamak için kullanılan kondansatörler esas itibariyle dönüşümlü olarak bir iletken ve bir yalıtkan katmanların üst üste gelerek meydana getirdiği katmanlı kompozitlerdir. Karma Kompozitler Aynı kompozit yapıda iki yada daha fazla elyaf çeşidinin bulunması olasıdır. Bu tip kompozitlere hibrid kompozitler denir. Bu alan yeni tip kompozitlerin geliştirilmesine uygun bir alandır. Örneğin, kevlar ucuz ve tok bir elyafdır ancak basma mukavemeti düşüktür. Grafit ise düşük tokluğa sahip, pahalı ancak iyi basma mukavemeti olan bir elyafdır. Bu iki elyafın kompozit yapısında hibrid kompozitin tokluğu grafit kompozitden iyi,maliyeti düşük ve basma mukavemetide kevlar elyaflı kompozitden daha yüksek Kompozitlerin Örnekleri ve Uygulamaları Katmanlı kompozitlerin sayısı öylesine fazla ve uygulamaları, amaçları öylesine çoktur ki davranışları hakkında genelleme yapılması mümkün değildir. Yaygın olarak kullanılanlar ise; Katmanlar Katmanlar organik bir yapıştırıcı ile yapıştırılmış malzeme katmanlarıdır. En yaygın katman, her bir alternatif katta dik açılarla ağaç kaplama açılarının dizildiği kontraplaklardır. Bu katlar fenolik veya amine reçineler gibi bir yapıştırıcı ile birleştirilir. Emniyet gözlükleri, polivinil butiral gibi plastik bir yapıştırıcı ile iki cam malzemesinin birleştirildiği katman malzemelerdir. Cam kırıldığı zaman yapıştırıcı cam parçacıklarının ayrılmasını önler. Katmanlar, motorlarda, yalıtım için dişlilerde, basılmış devre katlarında kullanılmaktadır. Yapıştırıcı katmanlar, mükemmel hafiflik, alevlenmeyi geciktirici darbe dayanımı, korozyon direnci, kolay şekillendirme ve işleme, sürtünme ısısının dağıtılması ve iyi yalıtım özelliklerini bünyesinde toplamaktır. Sert yüzey oluşturma sert, aşınmaya dirençli yüzeyler, sert yüzey oluşturma olarak bilinen ergitme kaynağı teknikleri daha yumuşak ve sünek malzemeler üzerinde biriktirilebilir. Sert yüzey alaşımlar, çeliğin sertleştirilebilen sınıflarını, sert karbürler oluşturan demir ve çelikleri, kobalt esaslı alaşımları ve belirli demir dışı alaşımları içermektedir. Kompozit tungusten karbür çubukları aynı zamanda aşınma yüzeyinde tunsten karbür oluşturmak için kullanılabilmektedir. Benzer kaynak işlemleri yüzeyin korozyon ve ısıya karşı direncini arttırır. Giydirilmiş Metaller Metal ?” metal kompozitleridir. Genel bir örnek olarak gümüş paraları verilebilir. Bir Cu %80 Ni alaşımının her iki tarafına Cu %80 Ni alaşımı bağlanır. Yoğun olarak bakır bulunan çekirdek düşük maliyet temin ederken, yüksek nitelikli alaşım gümüş rengi malzemeler yüksek dayanım ile birlikte iyi korozyon direnci kombinasyonuna sahiptir. Alklod adı verilen giydirilmiş kompozit malzeme, ticari saflıktaki alüminyum yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlarına bağlanır. Saf alüminyum yüksek dayanımlı alüminyumu korozyondan korumaktadır. Saf alüminyum katmanının kalınlığı toplam kalınlığın yaklaşık %1-1,5′ i? kadardır. Alklad, korozyon direnci, dayanım ve hafifliğin arzu edildiği uçak gövdesinde, ısı dönüştürücülerinde, bina yapımında ve depolama tanklarında kullanılır. İkili Metaller Sıcaklık göstergeleri ve kontrol edicileri, katmanlı kompozitteki iki metalin ısıl genleşme katsayısındaki farklılıktan yararlanmaktadır. İki metal parçası ısıtılırsa yüksek ısıl genleşme katsayısına sahip metal daha fazla uzamış olmaktadır. İki parça birbirine sıkıca bağlı ise ısıl genleşme katsayılarındaki fark şeridin eğilmesine ve eğilimli bir yüzey oluşmasına neden olur. Şeridin bir ucu sabit ise serbest olan uç hareket eder. Bu hareketin miktarı sıcaklığa bağlı olup, şeritteki bükülme ve sapmanın ölçülmesi ile sıcaklık tespit edilmektedir. Aynı şekilde şeridin serbest ucu, elektrik anahtarını hareket ettirirse düzenli sıcaklık hareket elde etmek için bir fırının veya soğutucunun açılıp kapatılması Takviyeli Kompozit Malzemelerinin Üretim Yöntemleri arzu edilen performansa uygun kompozit malzemelerinin üretiminde maliyet unsuru ilk düşünülmesi gereken en önemli parametrelerden biridir. Üretim maliyetini, performans, tasarım, malzeme seçimi ve şekil verme yöntemi doğrudan etkilemektedir. Kompozit yapıyı oluşturan bileşenlerin seçimi ve bileşen konfigrasyonu üretim maliyetini önemli ölçüde düşürebilmektedir. Tasarım konsepti ile maliyetin düşürülmesi her zaman geçerli bir yöntem olup daima göz önüne alınmalıdır. Mukavemet ve tokluk, minimum ağırlık, yüksek sıcaklıkta kullanılabilirlik, yorulma mukavemeti, düşük bakım masrafı, korozyon dayanımı, hasar toleransları ve tamir kolaylıkları gibi faktörler birlikte düşünülerek, en düşük maliyetli, en kolay üretilebilir bir kompozit sistem seçilmelidir. Doğranmış, ufaltılmış, tanelere ayrılmış kısa boylu elyaf ve partüküller ile dokunmuş demet şeklinde veya dokunmamış kumaş yapısındaki takviye malzemesi, reçine yüzüne yatırılarak, çeşitli el aletleri ile sıvanıp tam-ısıtma temin edilerek kompozit malzemenin elde edilmesi günümüzde çok yaygın olarak kullanılan bir Sarma Sürekli elyafın bir bağlayıcı ortamından geçirildikten sonra, dönel madrenle, önceden belirlenmiş sarım geometrisine uygun sarılması yöntemine elyaf sarma adı verilmektedir. Genellikle sarılan öz veya mandrel, sarım işleminden sonra çıkarılır. Bazı hallerde sabit mandrel kullanılarak kompozit kabuk ile takviye edilebilir. Elyaf sarma yönteminin bazı avantaj ve dez avantajları aşağıda elyaf ağı ile yüksek mukavemet sarılan elyaflar mukavemeti büyük yapılar elde elyaf yoğunluğuna üretim maliyetine simetrik malzemelerin üretildiği elyaf sarma yönteminin bazı dezavantajları aşağıda çıkartılabileceği şekilde tasarlanmasıKonveks yüzeylerin elde edilememesiSarım yolunun kolaylıkla değiştirilememesiKompleks ve pahalı mandrellerin kullanılmasıZayıf bir dış yüzeye sahip bulunmasıBu olumsuzluklara rağmen, boru, fittings, tüp, basınçlı kaplar, küresel ve silindirik yapılarda oldukça tercih edilen bir ?” Kalıp Yöntemleri Takviye elemanının reçine yüzeyine yerleştirilmesi, reçine sıvama veya elyaf dokuma ile kalıp formuna uygun yüzeylerin elde edilmesi genelde açık-kalıp yöntemi ile şekillendirme adı verilmektedir. Doğranmış, ufaltılmış, tanelere ayrılmış, kısa boylu elyaf ve partiküller ile dokunmuş, demet şeklinde veya dokunmamış kumaş yapısındaki takviye malzemesi, reçine yüzeyine yatırılarak çeşitli el aletleri ile sıvanıp tam ıslatma temin edilerek, kompozit malzemenin elde edilmesi günümüzde en yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu amaçla en çok ahşap kalıp kullanılmakla birlikte alüminyum ve plastik kalıplarda kullanılabilmektedir. Kalıp yüzeyi aynı zamanda ayırıcı özelliğe sahip sert yüzey temin eden “gelcoat” ile sıvandıktan sonra takviye malzemesi yatırılarak reçine ile sıvanır. Sıvama tekniği elyaf oranını etkilediğinden önemlidir. Elle sıvama ve elyafa şekil verme yerine vakum-folyo altında aynı işlemler itibarla açık kalıp kompozit üretim yöntemi üç kategoride yöntemi Ara yüzey ayırma elemanı olarak buharlaşan bir çözücüde çözülmüş fluorokarbon türevleri kullanılmaktadır. Kompozit yüzeyde sert fluorokarbonlu ince film oluşurken, her türlü renklendiricilerle renklendirilebilmektedir. Kalıpta kompozit ayırıcısı olarak silikon boyalarda kullanılabilir. Ancak müteakip işlemler ve servis ortamlarında çeşitli sorunlar getirmektedir. Politetrafluoroetilen ayırıcılar özellikle yüksek sıcaklık uygulamalarında tercih edilmektedir. Bobinle beslenen sürekli elyaf, reçine ortamından geçirildikten sonra 3-5 cm’lik boylarda kesilerek hızla kalıp yüzeyine püskürtülür. Kısa elyafın hızla fırlatılması kalıp yüzeyine sıkışma yapmakta, yüksek elyaf oranlı açık-kalıp kompoziti üretilebilmektedir. Geniş paneller ve girift şekilli malzemelerin üretiminde elyaf püskürtme yöntemi oldukça yaygın? kullanılmaktadır. Elyaf püskürtme yönteminde reçine-elyaf dağılımı, elle sıvama yöntemine oranla daha düzenlidir. Bir başka ifade ile elyaf püskürtme yüksek mukavemetli geniş yüzeylerin elde edilmesinde kullanılmaktadır. Vakum sıvama yönteminde ince polipropilen veya polietilen folyo ile örtülen reçine elyaf fazı vakumla emilirken reçine ile birlikte hava emişi gerçekleşerek homojen reçine dağılımı ve yüksek elyaf oranı sağlanmaktadır. Vakum örtü sistemi ile kuru elyaf ortamına basınç altında reçine emilerek en yüksek elyaf oranlı reçine elde Yöntemi Elyaf ?” reçine karışımı şekillendirilmiş kalıptan geçirilirken aynı zamanda da sertleştirilerek çeşitli profieller ve özel kesitli kompozit malzemelerin eldi edilmesi mümkündür. Cam elyaf ve yüksek mukavemetli elyafların uygun reçine matrisi ile çekilmesi gelecekte alüminyum ve çelik türevlerini ikame edecek boyutlara ulaşacaktır. Örgülü veya gelişigüzel dağılmış elyaf termoset reçine ortamında Termoset veya termoplastik matris içine dağılmış takviye elemanları belli basınç altında sıkıştırılarak sertleştirilir. Havacılık sektörüne yönelik kompozit ürünler için epoksi motrisler kullanılırken kar ve demiryolu taşıtları için poliester ve vinilester reçineli matrisler kullanılmaktadır. 3-5 cm boyunda kesilmiş elyaflar, mikserde reçine ile karıştırılırlar reçiner katalist, dolgu malzemesi, kalıp sıyırma malzemesi ile magnezyum oksit ihtiva eder. Mikserde iyice karıştırılmış hamur, uygun ortamda uzun süre saklanabilir. 130-160 ?C sıcaklığa ısıtılmış kalıp boşluğuna? gerekli hacimde karışım hamuru yerleştirilerek? 4-21 Mpa basınç altında birkaç dakika bekletilir. Parçanın özelliğine, elyaf oranına ve reçine grubuna göre sertleşme süresi 1-4 dakika arasında değişir. Oldukça yüksek basıncı gerektiren metod mükemmel yüzey kalitesi yanında, mekanik özelliklere sahiptir. Koltuklar çeşitli kaplar ve yapı elemanlarının imaline imkan veren presleme metodu, gelecekte alüminyum ve plastik enjeksiyon döküm ürünlerine alternatif olacaktır. Presleme ile üretilen kompozit ürünler, aynı zamanda ahşap türevleri ile ikame tekniğine uygun, parça geometrileri kolaylıkla üretilebilir. Presleme çelik döküm kalıplar kullanılmaktadır. Mükemmel yüzey için kalıp iç yüzeyinin sert ?” krom ile kaplanması tercih edilmektedir. Pres şekillendirme yöntemi Preslemede kullanılan hamura çeşitli dolgu ve renk verici malzemeler katılarak arzu edilen yüzey özellikleri elde Yöntemi Genellikle partikül şeklindeki takviye fazı, sıvı reçine veya metalle birlikte hidrostatik veya pres basıncı altında dökülebilir. Özellikle aşınmaya dayanıklı kompozit malzemeler bu yöntemle üretilirler. Soğukta ve sıcakta katılaşabilen reçineler ile alüminyum ve magnezyum gibi metaller bu amaçla kullanılmaktadır. Piston gibi aşınmaya müsait malzemeler taneli kompozit döküm malzemelerdir. Fren pabuçları ve basınç altında çalışan malzemelerin bu yöntemle üretilmesi Bazı elyaf ve seramik malzemelerin matris tarafından ıslatılması mümkün olmadığından bağlayıcı ara yüzey oluşamamaktadır. Bu amaçla elyaf yüzeyi ıslatma özelliği yüksek malzemelerle kaplanır kaplama işlemi vakum altında veya kimyasal ortamda yapılıp, elyaf sıcak pres altında sinterlenir. Yöntemin en önemli avantajı, matris oranını asgari düzeyde tutmasıdır. Bu metodla %10 bağlayıcı ve %90 takviye fazlı süper yüksek mukavemetli malzemeler elde edilmektedir. Gelecekte özellikle uçak gövde ve kanatlarının? bu yöntemle elde edilmesi ve yüksek balistik performansın elde edilmesi muhtemel görülmektedir. Elyaf yüzeyini kaplayan ince metalik film basınç altında difüzyon ile elyafları birbirine bağlarken mükemmel yüzeyler oluşturmaktadır. Metal matrizli kompozitlerin üstün performansları, gelecekte çelik ve özel malzemeleri? önemli ölçüde kapsayacağı tahin En az iki ayna veya farklı elyaf veya refrakter tabakasının önceden tasarlanmış konfigrasyonla birbirine bağlanması ile ilde edilen yapıya lamine kompozit yapısı adı verilir. ardışık takviye tabakaları, örgülü, dokunmuş, prese edilmiş keçeleştirilmiş veya folyo şekline getirilmiş olabilir. Laminasyonda üç boyutlu konfigrasyona ulaşılabilir Şekil verildiği gibi orada da bağlanan tabakalarda, üç doğrultuda mekanik özellikler doğruları Örgülü, dokunmuş veya demet elyaf laminasyon yönteminde genellikle birbirine dik bağlanmaktadır. Bağlayıcı olarak en çok kullanılan opoksi emdirilmiş kağıtlardır. Epoksi rijit veya yüksek mukavemeti ile en çok kullanılan bağlama malzemesidir. Sıcakta ve soğukta sertleşen epoksi malzemeler kullanılmaktadır. Akrilik asit esterlerin oksijence zengin heroksitlerle aktifleştirilerek polimerize edilmiş reçinelerde oldukça yaygın kullanılan bağlama malzemeleridir. Reaktif lastik, silikon yapıştırıcılar ile sıcakta eriyip yapıştırılan termo plastik yapıştırıcılarda yaygın olarak kullanılabilmektedir. Yapıştırıcı emprenge edilmiş plakalar halinde veya doğrudan takviye fazına sürülüp prese edilerek Kompozitler İki laminat arasına, ince ince metal folyodan yapılan bal petekli bir yapının yerleştirilmesi ile elde edilen kompozit malzemelere sandviç kompozitler ada verilir. Hafif, üstün mekanik özelliklere sahip, üretimi oldukça basit ve bu malzemelerin geniş uygulamaları mevcuttur. Balpetek arakesitli sandviç paneller, ilk defa 1940’lı yıllarda havacılık sektöründe kullanılmıştır. Günümüzde kağıt, plastik, paslanmaz çelik, titanyum, süper alaşım, alüminyum ve benzeri metallerden balpetekleri üretilerek sandviç kompozitler yapılmaktadır. Laminatlara birleştirmlede özel yapıştırıcılar dışında difüzyon veya lehimleme birleştirmeleri de yapılabilmektedir. Yüksek tokluk, yüksek mukavemet ağırlık ilişkisine sahip sandviç panellerin kullanımı gelecekte daha da Malzeme Kullanımında Tasarım Esasları Makine ve yapıları imal ederken anizotropik malzeme kullanımının? belli bazı avantaj ve dezavantajları vardır. Avantajları; takviye doğrultusunda çok yüksek özgül mukavemet ve rijitlik, şekillendirilebilme kabiliyeti ve elastik olarak yüksek kopma uzaması, çok iyi yorulma dayanımı, kalıcı deformasyon olmaması, düşük ve kontrol edilebilir ısıl genleşme katsayısı, çok düşük enine ve ısıl elektrik iletim katsayısı, tabakal kompozitlerin tabaka yapılarının istenen amaca göre düzenlenebilmesidir. Dezavantajları ise; malzeme bünyesinde hasara sebep olacak şekilde ikincil gerilmelerin meydana gelebilmesi, kritik uygulamalarda uzun zaman alan masraf gerektiren detaylı gerilme analizi gerekliliği, üretim ve kullanım yerinde yüksek sıcaklık olması durumunda fiber matris ısıl genleşmelerinin farklı olması sebebiyle hasara götüren iç gerilmeler, lineer elastik özellikleri sebebiyle gevrek kırılma tehlikesi kullanım ortamı sıcaklığının matris malzeme özellikleriyle sınırlanması sıcaklık sebebiyle özellikle polimer matrisli malzemelerde sürünme tehlikesi, bağlantı yerlerinde çok dikkatli dizayn gerekliliği olarak sayılabilir. Kompozit malzemelerden yapılacak makine elemanlarının bu özellikler göz önüne alınarak tasarlanması gerekmektedir. Kompozit malzemelerden yapılacak makine elemanlarının tasarımında dikkat edilecek faktörler; ısıl, mekanik, çarpma, kimyasal, elektrik ve manyetik yükleme gibi yükleme durumları, takviye şekli ve yükleme doğrultusuna göre durumu ve makine elemanlarının ağırlığı ile birleştirme yerlerinin seçimi ve birleştirme şeklidir. Tasarımda dikkat edilecek faktörleri tek tek incelersekYükleme Durumu klasik malzemelerden farklı olarak, kompozit malzeme üzerine gelecek kuvvetin doğrultusu, şiddeti ve tesirleri çok büyük önem arzeder. Çünkü ompozit malzemede fiberlerin takviye açısına göre malzeme üzerindeki gerilme dağılımı ve Elektriksel Yükleme ısı ve elektrik akımı direncin düşük olduğu yerlerden geçme eğiliminde olduğundan ısıl ve elektriksel iletim özellikleri? cam, aramid ve seramik fiber kullanılması durumunda matris malzemeninkine yakındır. Karbon fiberleri gibi iletim özelliği iyi olan fiberlerin kullanıldığı kompozitlerde ise fiber malzemesinin özelliklerine yakınlık gösterir. Polimerik matrisli kompozitlerde, matris malzemeleri metallere göre yaklayık olarak %1 oranında iletim özelliğine sahiptir. Fiberlerin ise yüksek iletim özellikleri vardır. Kompozit içinde takviye şekli ve doğrultusu ile enerji akış sektörü arasındaki açı önemlidir. İzotrop cam fiberlerinde bile boyuna ve enine iletim katsayılaı arasında %30 gibi bir fark bulunmaktadır. Karbon fiberlerinde ise bu oran %0,2’ye kadar düşmektedir. Bu yüzden elektrik ve ısıl yüke sahip kompozitlerin dizaynında fiber hacim oranı, takviye doğrultusu ve üretim sırasında eleman içinde boşluk kalmayacak şekilde bir üretim yapılması çok önemlidir. Herhangi bir kompozit yapıda bile, kullanılan malzemelerin ısıl genleşme özelliklerinin farklı olması sebebiyle, ısı yükü altında farklı uzamalar sonucu büyük gerilmeler ortaya çıkabilir. Bu gerilmeler, dışarıdan malzemeye herhangi bir yük uygulansa bile malzemede hasara yol açacak kadar büyük üretimde ise farklı tabakalar arasında aynı uzamaya rağmen takviye doğrultusundaki farklılıklar sebebiyle çarpılma şeklinde hasarlar oluşabilmektedir. İzotropik malzemelerde oluşan bu gerilmeler çeşitli ısıl işlemler ile ortadan kaldırılabilirken kompozit malzemelerde bu durum mümkün olmamaktadır. Bu yüzden ikincil bir yük olarak ısı yükünün de bulunduğu durumlarda malzeme tayini önem kazanır. Tabakalı üretim durumunda tabakalar, uzamalar birbirini ortandan kaldıracak şekilde yerleştirilmeyidir. Birleşme yerinin dizaynında, bu gerilmelerin de dikkate alınması Çarpma ve Tokluk Kompozitlerde yorulma izotrop malzemelerden oldukça farklı bir şekilde oluşur. İzotrop malzemelerde değişken yüklemeye maruz bir makine elemanında oluşan çatlak tanımlanabilir bir gelişme göstererek ilerlemekte ve parça hesaplanabilen bir ömür sonunda da hasara uğramaktadır. Bu malzemeler için çatlak başlangıcının hemen hemen tamamen tanımlanmış ve deneyler yapılarak gerekli sabitler bulunmuştur. Kompozit malzemelerin çentik hassasiyetleri, matris malzeme çentiğin diğer fibere geçmesini geciktirdiğinden metalik malzemelere göre daha azdır. Kompozitlerde yorulma olayı, malzemeye bağlı olarak farklı şekillerde meydana gelir. Fiber-matris ara yüzey bağ kuvvetine bağlı olarak oluşan yorulma, yük doğrultusu ile fiber doğrultusunun farklı olduğu durumlarda oluşan yorulma şeklidir. Fiber boyunca oluşan çatlağın ilerlemesi ile hasar meydana gelir. Kumaş şeklindeki fakvilerde genellikle bu şekilde yorulma oluşur. Fiber ve yük doğrultusu aynı olursa oldukça yüksek yorulma direnci elde edilir. Bu durumda, fiber hacim oranı arttıkça yorulma direncide artmaktadır. Tabakalı yapıdaki yorulma ise, mukavemetlerine göre daha yüksek gerilme uygulanan tabakalardan başlayarak yayılır. Tabakalı yapının kumaş fiberlere göre yorulma dirençleri daha genellikle makine elemanlarında genellikle beklenmeyen ve hesaba katılmayan ani yüklemelere verilen addır. Sünek malzemelerde çarpışma sonucu plastik deformasyon ve gözle görülebilen hasarlar oluşur. Kompozitlerin çarpmaya karşı davranışı çarpmada absorbe ettikleri enerji ile belirlenir. Bu da ara yüzey bağ gerilmelerinin değerine bağlıdır. Eğer bağ dayanımı düşükse malzeme zayıf mukavemet özellikleri göstermekle beraber enerji absorbsiyonu iyi olacağından çarpmaya karşı iyi bir dayanım gösterecektir. Çok yüksek bağ dayanımına sahip kompozitler gevrekleşme eğilimindedir. Pratikte fiberlere yapılan yüzey işlemleri ile ara yüzey bağ dayanımı kontrol edilebilmektedir. Tokluk, malzemenin kırılma dayanımının bir ölçüsüdür. Yorulma ve çarpma yüklerine karşı kompozit malzemelerin davranışlarının belirlenmesinde önemli bir karşılaştırma Yükleme ve Çevre Şartları Matris malzemeleri kompizitin nem, ısı ve kimyevi maddeler gibi çevre etkilerine maruz kalan kısmı olduğundan korozyon dayanımı, nem absorbsiyonu gibi çevre etkilerine karşı özelliklerini de belirlemektedir. Plastik malzeme, plastik matrisli kompozitlerin çok çeşitli çevre ve kimyevi yüklere karşı yüksek performans göstermesini sağlamaktadır. Metalik matrisli kompozitlerde ise kimyasal etkilere karşı direnç, malzemenin yüzeyinde meydana getirdiği koruyucu tabaka kalınlığı ile belirlenmektedir. Mesela, 200 ?C’nin üzerinde özellikleri kararlı olmayan, veya kimyevi etkilere dayanıksız olan bir fiber, çok daha yüksek sıcaklıklara yada çok etkin kimyevi yüklemelere dayanabilen ve ısıl iletkenlik özellikleri iyi olmayan bir matris içinde söz konusu şartlara dayanıklı, mukavemeti yüksek bir kompozit oluşturabilmektedir. Tablo otomobil endüstrisinde alternatif malzemeler olarak kullanılan çelik, alüminyum alaşımı ve cam takviyeli plastik CTP kompozitlerin çeşitli yüklemeler karşısındaki davranışları, üretim şartları ve maliyetleri gibi faktörler karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Kompozit Malzemelerin Kullanım AlanlarıOtomotiv Sanayiinde Kompozit Malzeme Kullanımı Otomobilin ağırlığını azaltmak; yakıt tüketiminde hatırı sayılır tasarruflara yol açtığından, otomobil üretici?leri ağırlığı azaltacak yeni malzeme arayışlarına girmiş bulunuyorlar. Buna ilaveten petrol yakıtlarına al?ternatif olarak geliştirilmeye çalışılan elektrikli arabaların motorları nispeten daha az güç ürettiğinden, arabanın ağırlığı fevkalade ehemmiyet kazanır. Kompozit malzemeler, katılığın özgül ağırlığa oranı bakımından çelik ve alüminyum ile karşılaştırıldığında, bu değer birkaç kat daha fazla olabilmektedir. Bu sebeple kompozit malzemeler ağırlık azaltmada en önemli malzemeler arasında en yaygın olarak polimer matrisli kompozitler kullanılmaktadır. Plastik matrisli olmalarına rağmen metaller kadar emniyetli tasarımları mümkündür. Ön kısmı cam elyaf takviyeli polimer kompozitten yapılmış bir araba 35 mil/saat çarpma testini geçmiş bulunuyor. Çarpışmalarda çelik kadar gü?venlik sağladığı gibi, polimer kompozitler titreşim kontrolü gibi özellikleriyle de daha üstün performans göster?meye kompozitler matrisi, termoset veya termoplastik olmak üzere ikiye ayrılır. Termoplastik polimerler naylon gibi, uzun molekül zincirlerinden oluşur. Yüksek sıcaklıklarda bu zincirlerin birbirleri üzerinde kayma?ları sonucu, termoplastikler eriyebilme özelliğine sahiptirler. Termosetler ise umumiyetle başlangıçta monomerlerden veya kısa zincirlerden oluşan sıvı bir halde bulunur. Yüksek sıcaklıklara çıkarıldığında, bunların ara?larında karşılıklı bağların oluşmasıyla büyük bir moleküle dönüşerek katılaşırlar. İyileştirme denen bu işlemden sonra artık polimerin erimesi söz konusu olmaz. Termoset ve termoplastik polimerlerin mikro yapılarındaki bu farklılık; mekanik özelliklerine, imalat tekniklerine ve yeniden dönüşüm imkanlarına da yansır. Termoplastikler molekül zincirlerinin hareket kabiliyetinden dolayı termosetlere göre daha az kırılgandır. Mukavemet ve katılık gibi kompozitin mekanik özelliklerini ağırlıklı olarak elyaf takviyesi belirlediğinden, polimer matrisinin bu gibi özellikleri çok önemli değildir. İmalat yöntemine gelince, termoplastikler yüksek sıcaklıklarda eritilerek şekil verilir, sonra soğutularak katı haline getirilir. Ancak imalatındaki en büyük zorluk, eriyik halde bile viskozitesi çok yüksek olduğundan elyafla karıştırılması çok zordur. Viskozitesini düşürmek için daha yüksek sıcaklıklara çıkarıldığında ise polimer ayrışır ve bozulur. Termosetler ise yaygın olarak içinde örülü elyaf bulunan bir kalıba sıvı olarak aktarılır, sonra sıcaklık artırılarak iyileştirme işlemi yapılır. Bu işlemden sonra şekil vermek mümkün olmadığından termosetlerin yeniden dönüşüm imkanı yoktur. Ayrıca bu iyileştirme işlemi kimyasal bir süreç olduğundan, imalat süresini uzatmaktadır. Bazı otomotiv uygulamalarında iyileştirme işlemi 5-10 dakikaya kadar inmişse de çelik veya termoplastiğin işlenmesine nazaran bu süre sanayiinde şu ana kadar termosetler, termoplastiklere nazaran daha fazla kullanım alanı bulmuştur. Otomobil gövdelerinde termoset kullanımı yaygın olmakla birlikte, termoplastiklere rağbet görülmeye başlandı. Golf A4 ve POLO A03 dahil olmak üzere bütün yeni VW arabalarının ön kısımları cam elyaf örgütlü termoplastik tabakalardan yapılmıştır. Son zamanlarda giriş manifoldları ekseriyetle alüminyumdan imal edilmektedir. Fakat bu parçaların şekilleri daha karmaşık hale geldikçe ve tek kalıpla üretilen cam elyaf takviyeli termoplastikler ağırlıktan tasarruflar sağ?ladıkça, termoplastikler tasarımcılara cazip gelmeye başladı. Ford Mondeo’nun 4 silindirli 16 valflı motorunun giriş manifoldu cam elyaf katkılı PA’dan imal edilmiştir. Chevrolet giriş manifollarında cam elyaf katkılı naylon kullanmaktadır. Plastik ağırlıktan tasarruf sağladığı gibi motorun performansını da artırmıştır. Giriş manifoldlarının iç yüzeyi son derece pürüzsüz olmalıdır. Aksi takdirde oluşacak türbülans, motorun verimliliğini azaltır. Düzgün yüzeyleriyle plastik manifoldlar alüminyumla yapılanlara göre motorun verimini %5 kadar artı?rabilmektedir. Malzemenin düşük ısı iletkenliği; manifold içindeki havanın motorun sıcaklığından daha iyi yalı?tılmasına yol açmakta; manifoldun havayı daha yoğun olarak tutmasıyla, yanma daha randımanlı gerçekleşmek?tedir. Plastik titremeyi azalttığından motorun gürültüsü azalmaktadır. Avrupalı motor üreticisi PSA da Peogeot 406 vet 605, Citroen Xantia ve XM modellerinde kullanılmakta olan motorun giriş manifoldunda naylon kulla?narak benzer faydaları elde etmektedir. Alüminyumdan Naylon 46′ya geçmekle PSA manifoldun ağırlığım %50, imalat maliyetini %20, 30 azaltabilmiş, döküm sonrası işlemeyi ortadan gibi otomobil üreticileri de valf kapaklarını termoset kompozitlerinden yaparak maliyetleri %15-20 indirebilmişlerdir. Plastik kompozitlerin önemli bir potansiyel uygulama alanı ön koltukların monte edildiği çatıdır. Kompozitlerin fanlarda da kullanımı görülmeye başlanmıştır. Plastik kompozitlere ilaveten, mühendisler matrisi metal olan kompozitleri de ciddi olarak düşünmeye başla?mışlardır. GM elektrikli taşıtının çatısında metal matrisli Boralyn kompozitini kullanmaktadır. Boralyn’in katılığının özgül ağırlığa oranı, çelik ve alüminyumunkinin katıdır, yoğunluğu ise alüminyumun yoğunluğuna yakındır. Bütün avantajlarına rağmen kompozitlerin otomotiv sanayiinde yoğun olarak kullanılmasının önündeki iki önemli engel vardır. Birincisi, kompozit parçaların hala çelikten daha maliyetli olmalarıdır. İmalatı çelik gibi yüksek basınç gerektirmediğinden, plastik kompozitleri işleyen makinalar daha hafiftir ve dolayısıyla ilk yatırım maliyeti daha düşüktür. Fakat malzemenin maliyetinin fazla olması ve imalat sürecinin nispeten emek yoğun olması toplam maliyeti arttırmaktadır. Ancak ileride imalat teknolojisinde olabilecek yeniliklerle ve kompozit malzemelerin daha yoğun kullanımının getireceği malzeme maliyetlerindeki düşüşle, kompozit parçaların daha ucuza imal edilebileceği beklenmektedir. Şu anda bir çok büyük ölçekli araştırma projelerinde daha verimli imalat teknolojilerinin geliştirilmesi için sanayii de yoğun olarak kullanılmasının önündeki ikinci önemli engel, kompozitlerin tasarımı ve imalatı konusunda tecrübeli ve bilgili mühendis ve teknisyen sayısının yetersizliğidir. Bununla birlikte, bu engellerin zamanla aşılacağı ve kompozit malzemelerin üstün özelliklerinden otomotiv sanayiinde daha çok fay-dalanılacağı Yapılarında Koımpozit Malzeme Kullanımı Havacılıkta son yıllarda yapılan temel bir atılım metal malzeme yerine kompozit malzeme kullanımı konusudur. Uçak yapılarında kullanılan ileri kompozitler, elyaf takviyeli kompozitlerdir. Genellikle epoksi matris içinde sürekli elyaflar kullanılmaktadır. Uçak yapılarında alüminyum alaşımları gibi konvansiyonel malzemelerin yerini alan kompozit malzemeler, düşük ağırlığa oranla yüksek mukaveket özelliğine sahiptirler. Çizelge uçak tasarımında kullanılan kimi metal ulaşımları ile kompozit yapıların mekanik özellikleri verilmiştir. Uçak yapısı için malzeme seçiminde önemli bir kriter olan mekanik özelliğin yoğunluğa oranı ile ifade edilen, özgül mekanik özellik değerleri karşılaştırıldığında bor/epoksi ve karbon/epoksi kompozitlerin konvensiyonel malzemelerden önemli farklarla üstün oldukları tasarımında ilk olarak kullanılan kompozitler cam elyaf kompozitlerdir. 1944′lerde “Vultee BT-15″ eğitim uçaklarında gövdenin arka kısmında kaplama malzemesi olarak cam elyaf reçineli kompozit plakalar ağaç çekirdeğin yüzeylerine yapıştırılarak sandviç paneller şeklinde kullanılmıştır Phillips, 1987.Cam elyaflı kompozitler, mukavemetlerinin ağırlıklarına oranı metallerden yüksek olmasına rağmen ana yapı elemanlarında kullanılmamaktadır. Bunun nedeni ise sertliklerinin ağırlığa oranının düşük oluşudur ve bu oran yüksek hız uçaklarında oldukça büyük bir önem taşımaktadır Huber, 1982.Kompozit yapıların uçak tasarımındaki yaygın kullanımı 1960′larda başlamıştır bor elyaflar, İngiltere’de ise grafit elyaflar. 1970′lerde bor/epoksi kompozitler F-111′lerin yatay kuyruklarında ve F-4′lerin istikamet dümeninde kullanılmışlardır Grimes, 1976. Bor/epoksi kompozitler yüksek performanslı askeri uçakların dizaynında kullanılmışlar ve başarılı olmuşlardır. Bu kullanıma örnek olarak F-14′lerin yatay kuyruk yüzey kaplaması ve F-15′lerin yatay ve dikey kuyrukları verilebilir Noton, 1974.İngiltere’de grafit epoksinin? gelişimi? çok yavaş? olmuştur. Strikemaster’ler için istikamet dümeni gibi küçük parçalar üretilmiştir ve Jaguar’ların aerodinamik frenlerinin yapımında kullanılmıştır Lenoe, et al., 1973. 1970′lerin ortalarında bor/epoksi’den grafit/ epoksi’ye geçmiştir. Bunun? en? önemli nedeni maliyet problemidir. 1979/da uçak yapımcıları tarafından? “prepreg” adı altında üretilen? grafit/epoksi? malzemenin? maliyeti? 40? $/lb? iken? bor/epoksi’nin maliyeti 180 $/lb’dir Hoskin and Baker, I9S6. bu geçiş askeri uçaklarda hızlı?? olmuştur. ?? F-16′larda?? grafit/epoksi?? yatay??? ve?? dikey??? kuyruk??? yüzeyleri kaplamasında ve kumanda yüzeylerinde kullanılmıştır ve yapısal ağırlığın %3′ünü oluşturmaktadır Phillips, 1987. Grafit/epoksi kompozitlerin F-18′ lerde kullanımı ise yapısal ağırlığın %10′unu, toplam alanın ise %50’sini oluşturmaktadır Phillips,1987.AV-8B uçaklarında ise tüm kanat kaplaması ve yapısal elemanlar grafit/epoksidir. Aynı zamanda yatay kuyruk yüzeylerinde gövdenin ön kısımlarında ve çeşitli kumanda yüzeylerinde kullanılarak ağırlıktan % 26′lık bir kazanç sağlanmıştırHuber, 1982.Avrupa’da üretilen askeri uçaklar ele alındığında, İtalyan-İngiltere-Almanya yapımı Tornado uçaklarında grafıt/epoksi yatay kuyruk kumanda yüzeylerinde kullanılmıştır Schwartz, 1984. Fransa yapımı Mirage 2000′lerde ise bor-grafıt/epoksi karma kompozitler kanat kumanda yüzeylerinde ve düşey kuyrukta kullanılmıştır Gay, 1989.Gelişmiş kompozitlerin sivil uçaklardaki uygulaması askeri uçaklardan daha sonra gerçekleştirilmiştir. Ancak bu konuya ilgi hızla artmaktadır. Grafıt/epoksi kompozitlerin sivil yolcu uçaklarındaki ilk uygulamaları Boeing 727′lerin gövde kaplamasında gerçekleştirilmiş ve %14 ağırlık kazancı sağlanmıştır Brooks, et al., 1980. Boeing 737′lerin aerodinamik frenleri grafit epoksi kompozitten üretilmiştir ve 1981′den itibaren 22000 uçuş saatlik kullanımları esnasında önemli bir problemle karşılaşılmamıştır. Bu uçaklarda kompozit kullanımıyla %15′lik bir ağırlık kazancı sağlanmıştır Noton, 1974.Uçak tasarımında ağırlık kazancı önemli miktarda yakıt kazancıda sağladığından NASA’nın Uçak Enerji Verimliliği programları çerçevesinde uçak yapısı için Uompozit malzeme geliştirimine gidilmiştir. 1980′lerde sadece ikinci dereceden yapısal elemanlarda kompozit kullanılırken, 1985′lerde birinci dereceden temel yapısal elemanlar için kullanılmaya başlanmıştır Dexter, 1980. Çizelge kompozit malzeme kullanımı ile konvensiyonel malzemelere oranla elde edilen ağırlık kazançları verilmektedir. Bu kazançların %11 ile %44 arasında değiştiği görülmektedir. 1980′lerde Boeing 757 ve 767′lerde kuyruk grubunda, kumanda yüzeylerinde, kanatçıklarda ve flaplarda grafıt/epoksi kullanılmıştır Schvvartz, 1984.Bir başka gelişmiş kompozit tipi ise Kevlar aramid/epoksidir. Uçak yapısında oldukça yaygın bir kullanımı söz konusudur. Özellikle karma kevlar-grafit/epoksi yapılar kullanılmaktadır. Boeing 767′lerde bu karma yapı motor kaplaması ve kanat hücum kenarı yapılarında kullanılın ıştır Dexter, 1980. Kevların düşük basma mukavemeti bu karma yapılarda ortadan bir yolcu uçağı olan Lear Fan 2100′de grafit/epoksi ağırlıklı olmak üzere tüm yapı kompozittir. İki kişilik “Rutan Voyager” ise durmaksızın dünyanın çevresini dolaşan bir uçaktır ve karbon/polyester ağırlıklı olmak üzere, tamamen kompozitten imal edilmiştir Phillips, 19G7.Lockheed-California tarafından üretilen L-1011 yolcu uçaklarında kanatçık yapısı alüminyum alaşımı yerine kompozit malzemeden üretilerek % lk bir ağırlık kazancı sağlanmıştır. Maliyette ise önemli bir artış yapımı süpersonik yolcu uçağı Concorde’da grafityepoksi kompozit, iniş takımı kapaklarında kullanılmıştır. Airbus A300 yolcu uçağında grafit/epoksi kompozitler istikamet dümeni, aerodinamik fren ve kanat hücum kenarında kullanılmıştır. Aynı uçağın kanat firar kenarı ve irtifa dümeni kevlar/epoksi kompozitten üretilmiştir. A320′lerde bu kısımlara ek olarak radar konisi, motor kaplaması ve tüm kuyruk grubu grafit/epoksi kompozitten üretilmiştir Herteman, 1989.Sürekli elyaf takviyeli kompozitleriıı uçak tasarımında geniş bir kullanım alanı söz konusudur. Verilen tüm örneklerden görüldüğü gibi bor/epoksi, grafit/epoksi ve kevlar/epoksi uçak yapısında kullanılan en önemli Basınçlı Gaz Kabında Kullanımları Basınçlı gaz kapları konusunda, değişik malzemeler ile çok sayıda alternatif çözüm bulunmaktadır. Örneğin çelik, alüminyum, cam elyaf takviyeli plastikler gibi. İstenen yüksek emniyet faktöründen dolayı bu tür basınçlı kapların ağırlıkları genel olarak çok farklıdır. Daha önceden sıkıştırılmış gazlar için hafif basınç kapları geliştirilmeye başlanmıştır. Bu kapların;Gaz ile çalışan otobüs ve kamyonlarda Hidrojen, Helyum gibi sıkıştırılmış sanayi gazı taşıyan ön kaplar aynı büyüklükteki bütünü ile çelik olan kaplara göre çok daha hafif olup, bu hafiflik kompozit malzeme ile sağlanmıştır. Cam elyafla kaplanmış alüminyum gövde gibi. Bu kombinasyon alüminyum ve cam elyafın optimum malzeme özelliklerinin kullanılmasına imkan kapların avantajları şu şekilde gösterilebilirGaz ile çalışan otobüs ve kamyonların şase ağırlığı azaltılır. Şase ağırlığı / cam elyaflı kaplar ile %35 oranında şekildeki gaz tankeri, çelik gövdeli bir tankere oranla yaklaşık 2 kat daha fazla gaz kaplar yüksek işletme performansı sağlayan kaliteli ürünlerdir. Bu kapların pazara sürülmesi ile ucuz doğal gazın kullanımı artacak aynı zamanda sıvı yakıtlı motorların sebep olduğu hava kirliliği kullanım alanlarıMotorlarSpor malzemelerinin üretimi kayak, tenis raketleriDişli çarklarÖzel takımlarKamyon yaprak yaylarıKaroseri elemanlarıBoru tesisatlarıDepolarYapı işleriDeniz araçları yapımındaElektrik kontak malzemeleriNükleer reaktörlerSürünme dirençli manyetik malzemelerBatarya ızgaralarıElektrik elemanları, ısıtıcılarSonuç Kompozit malzemeler belirli avantajlar sağlayan özel ürünlerdir. Günümüzde geniş hammadde temin olanakları ve birleştirme metotları kullanıcıya maksimum avantajı sağlayan çok sayıda kombinasyonları mümkün kılmaktadır. Kompozit malzemelerin yüksek ve homojen bir kaliteyi garanti edebilmesi ve üretim maliyetlerinin kabul edilebilir düzeyde tutulabilmesi için yüksek teknolojiye dayalı bir işlemin uygulanması şarttır. Dezavantajı ise, kompozit olmayan malzemelere göre daha pahalı oluşlarıdır. Ancak son kullanıcı açısından ekonomik çözüm arz etmektedir. Bu husus günün ve yarının kompozitleri için daha geniş ve yeni uygulama olanları açacak olan itici güç 1. ?? GÜVEN. Ş. Yılmaz, Kompozit Malzemeler ve Kullanım Alanları, Isparta Mühendislik Mimarlık Fakültesi. Makine Müh. Bölümü, Isparta, 1990. 2. ?? Armatlı Kayrak, Müge, Havacılık Kompozitleri ve Mukavemet Maliyet Analizleri, Anadolu Üniversitesi, Sivil Havacılık Yüksek Okulu, Eskişehir, 1999. 3. ?? Yaşa Ersoy, Halit, Kompozit Malzeme, Literatür Yyayınları, İstanbul, Ekim 2001. 4. ?? Metal Meslek Bilgisi, Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları, İstanbul 2000. 5. ?? DONALD R. ASKELAND, Malzeme Bilimi ve Mühendislik Malzemeleri, Nobel Yayınları, Ankara 1998. 6. ?? Özbay, Mahmut, Çağdaş Teknolojide Kompozit Malzemeler, Mühendis ve Makine, Cilt 28, Sayı 325, Şubat 1987. 7. ?? Şimşek, Muhittin, Elyaf? Takviyeli Kompozit Malzemelerin Üretim Yöntemleri Mühendis ve Makine, Cilt 35, Sayı 414, Ekim 1994. 8. ?? Tarakçılar. – Topçu. M. – Taşgetiren. S., Kompozit Malzeme Kullanımında Tasarım Esasları, Mühendis ve Makine, Cilt 36, Sayı 422, Haziran 1995. 9. ?? BREGENZER. Rene, Yeni Kullanım Alanları İçin Kompozit Malzemeler, Mühendis ve Makine, 2000. 10. ?? Tarakçılar. – Topçu. M. – Taşgetiren. S., Kompozitler ve Özelliklerini Belirleyen Faktörler, Mühendis ve Makine, Cilt 36, Sayı 420, Nisan 1995. 11. ?? Sönmez. Fazıl Önder, Otomotiv Sanayiinde Kompozit Malzeme Kullanımı, Mühendis ve Makine, Cilt 39, Sayı 465, Mayıs 2000. 12. ?? Robert. C. Forney, Kompozit Malzemeler Çağı, Teknik ve Uygulama, Sayı 11, Ekim 1987. 13. ?? Kaya, Şahin, Kompozit Malzemeler ve Cesur Tasarımlar, Yakın Geleceğin Uçakları, Teknik Uygulama, Sayı 11, Ekim 1987. İZOCAM İLE TAŞYÜNÜ ARASINDAKİ FARK NEDİR ? CAMYÜNÜ TAŞYÜNÜ Camyünü Nedir ? Camyünü inorganik hammaddelerin 1200 – 1250 derece arasında eritilerek elyaf haline getirilmesi ve kalıplanması ile imal edilmektedir. Kullanım yerleri ve amaçlarına göre farklı şekil – kalınlık ve boyutlarda bulunmaktadır. Taşyünü Nedir ? Taşyünü inorganik hammaddelerin 1350 – 1400 derece arasında eritilerek elyaf haline getirilmesi ve kalıplanması ile imal edilmektedir. Kullanım yerleri ve amaçlarına göre farklı şekil – kalınlık ve boyutlarda bulunmaktadır. Camyünü Isı İletkenlik Değeri Isi iletkenlik beyan degeri λ≤0,040/mK’dir. Taşyünü Isı İletkenlik Değeri Isi iletkenlik degeri λ≤ 0,035 W/mK’dir. Camyünü Su buhari difüzyon direnç faktörü µ=1’dir. Taşyünü Su buhari difüzyon direnç faktörü µ=1’dir. Camyünü Kullanim sicakligi -50 / +250ºC araligindadir. Kullanim sicakligi -50/+600, -50/+650°C araligindadir. Camyünü, Sicagi ve rutubete maruz kalmasi halinde dahi, boyutlarinda bir degisme olmaz Taşyünü, Sicagi ve rutubete maruz kalmasi halinde dahi, boyutlarinda bir degisme olmaz Camyünü , Zamanla bozulmaz, çürümez, küf tutmaz, korozyon ve pas yapmaz. Böcekler ve mikroorganizmalar tarafindan tahrip edilmez. Taşyünü, Zamanla bozulmaz, çürümez, küf tutmaz, korozyon ve pas yapmaz. Böcekler ve mikroorganizmalar tarafindan tahrip edilmez. Camyünü yangın sınıfı, TS EN 13501-1’e göre ”yanmaz malzemeler” olan A1 sinifindandir. Taşyünü yangın sınıfı, TS EN 13501-1’e göre ”yanmaz malzemeler” olan A1 sinifindandir. Camyünü Kullanım Alanları Çatı arası ısı yalıtımında döşeme üzerine serilerek. Asma tavan üzerinde ısı yalıtımı amacı ile Zemin döşemelerinde Çift kat saç arasında Ara bölme uygulamalarında Folyolu izocamda folyo hangi tarafta olmalı ; Alüminyum folyolu camyünü kullanımında folyo sıcak yüzeye gelecek şekilde uygulanmalıdır. Taşyünü Kullanım Alanları Çatı yalıtımı Duvar yalıtımı Döşeme yalıtımı Tesisat yalıtımı Sanayi yalıtımı Teknik yalıtım Ses yalıtımı Dış cephe mantolama Fırın yalıtımı Yangın yalıtımı Soğuk oda yalıtımı Oto yalıtımı Termoplastik Malzemeler Genel olarak plastik adıyla da anılan termoplastikler, ısıtıldığı zaman eriyebilen ve yeniden şekillendirilebilen polimerlerdir. Bir kere eritildikten sonra enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyon gibi yaygın kullanılan tekniklerle hemen hemen her türlü şekilde kalıplanabilirler. Üretimde ya da kalıplama esnasında eriyik halden soğutulan termoplastik polimerler kolaylıkla kristal yapıyı kuramazlar. Çünkü polimer zincirinin çokça kıvrılan ve büzülen yapısını, düzenli bir yapıya sokup, polimerin kristal oluşturması için yüksek enerjiye ihtiyaç vardır. Termoplastikleri oluşturan kristalleşebilen zincirler ise tam anlamıyla mükemmel bir kristal yapı kuramaz. Bunun yerine hem amorf hem de kristal yapıyı barındıran yarı-kristaller oluştururlar. Yarı-kristalin içindeki amorf yapı elastikiyet sağlarken, kristal yapı da mukavemeti ve bükülmezliği sağlar. Yarı-kristal yapının içindeki kristalleşen zincirler erime noktası Te ile tanımlanırken; amorf termoplastikler, ya da termoplastiklerin amorf kısımları ise camsı geçiş sıcaklığı Tg ismi verilen, camsı sert davranıştan kauçuğumsu yumuşak davranışa geçiş sıcaklığı ile tanımlanırlar. Erime noktasının üzerine çıkıldğında, polimerde bulunan kristal yapının hepsi erimiş olur ve sadece amorf yapı kalır. Termoplastikler her iki tip yapıyı gösterebilmelerine rağmen, birçok termoplastik polimer kristalleşemez ve sadece amorf yapıya sahiptir. Her termoplastik polimerin kendine özgü bir camsı geçiş sıcaklığı vardır. Eğer bünyesinde kristal yapıyı da bulunduran bir termoplastik ise, Tgye ek olarak geniş bir erime sıcaklığı aralığı vardır. Küçük moleküllerin aksine, tek bir molekül ağırlığında bulunmayan yani polidispers olan polimerler, tek bir sıcaklıkta erimezler. Büyük çoğunlukla, geniş bir erime eğrisine sahip olurlar. Erime noktasının tek bir noktada olmaması, aksine geniş bir alana yayılması, polimer kristallerinin farklı kristal kusurlarına ya da değişik kristal birim hücrelerine sahip olduklarını gösterebileceği gibi; farklı büyüklüklerde kristaller oluşturduğunu da gösteriyor olabilir. Sebebin ne olduğunu kesin anlayabilmek için X-Ray analizi gibi yöntemlere SAXS, WAXS, XRD başvurulur. Sebep ne olursa olsun, polidispers polimerlerin değişik kristaller oluşturduğu ve bu sebeple geniş bir erime eğrisi gösterdiği bir gerçektir. Termoplastik polimerlerin zincirleri doğrusal ya da dallanmış yapıda bulunurlar; zincirler arasında çapraz bağ kesinlikle görülmez. Mor-ötesi UV gibi dış etkenlerin verdiği enerji sonucu zincirler arası çapraz bağlanma mümkün olsa bile ör. polietilen, böyle bir fiziksel değişime uğrayan polimer artık termoplastik olarak anılamaz. Çünkü termoplastik polimer, tanımı gereği, eriyebilen ve yeniden şekillendirilebilen bir polimerdir; polimerin içinde oluşan çapraz kovalent bağlar ise, termosetlerde olduğu gibi, polimerlerin erimesini engeller. Termoplastik polimerlerde, termoset polimerlerin zincirlerini birbirine bağlayan kuvvetli kovalent bağlar bulunmasa da, termoplastik polimer zincirlerini bir arada tutan, polar etkileşimler, Hidrojen-bağları, London kuvvetleri ve hatta aromatik grupların üst-üste istiflenmesi ör. polistiren gibi zincir-içi ve zincirler-arası etkileşimler vardır. Bunlara ek olarak, termoplastik polimer zincirlerini bir arada tutan zincirler-arası ve zincir-içi bükülmeler ve dolaşmalar entanglement vardır. Bu zincir dolaşımları ve bükülmelerinin, özellikle mekanik tepki olmak üzere, termoplastik polimerlerin fiziksel özelliklerinde büyük etkisi vardır. Termoplastiklerin elastomerlerden farkı mekanik özelliklerinde saklıdır. Eğer bir elastomerik malzeme gerilme kuvvetine maruz kalırsa iki yana çekilirse, malzeme uzar ve üzerindeki yük kalktığında da hızla ilk andaki konumuna geri döner buna elastikiyet ya dasıçrama bouncing denir. Termoplastikleri çektiğimizde ise malzeme belli bir noktaya kadar elastikiyetini korur ve daha sonra kalıcı şekil bozukluğuna deformasyona ya da kırılmaya uğrar. Fakat şunu da unutmamak gerekir ki, elastomerler çekildiğinde hemen uzamaya başlamalarına rağmen, termoplastiklerin uzamasını sağlamak için çok yüksek kuvvetler uygulamak gerekir. Yani, termoplastik polimerlerin deformasyona karşı dirençleri elastomerlerden fazladır diyebiliriz. Çekme Mukavemeti Mpa Elastik Modülü Mpa Elastomer doğal kauçuk 15 10 Termoplastik YYPE 37 800 Termoplastikleri, termoplastik yapan bir diğer özellikleri de demin bahsettiğimiz yük altında kalıcı deformasyona uğramalarıdır. Böylece, termoplastikleri uygulanan kuvvet sayesinde kalıcı deformasyona uğratarak şekillendirmek mümkün olur ör. termoform yöntemi. Termoplastiklerin daha önce belirttiğimiz yarı kristal yapıları, içlerindeki amorf bölgeler sayesinde belirli bir sıcaklıkta sert bir plastikten, yumuşak bir plastiğe dönüşmelerini sağlar camsı geçiş sıcaklığı. Bu ısıl geçiş, plastiğin kullanım alanını da belirleyen bir etkendir. Mesela, cep telefonlarının kasaları camsı geçiş sıcaklığı Tg oda sıcaklığının çok üzerinde bir polimerden üretilirken; elektrik kabloları Tgsi oda sıcaklığının altında bir plastikten üretilir ve böylece yumuşaktır. Camsı geçiş sıcaklığının bu etkisi sadece kullanım alanında değil, üretim sırasında da önemli bir faktördür. Bazen bir termoplastiğe daha kolay şekil verebilmek ya da şekil verme işlemini daha düşük bir sıcaklıkta yapıp enerjiden tasarruf etmek için, polimere plastikleştirici katkı maddeleri eklenir plasticizer. Termoplastik polimerler sentezlendikten sonra küçük granüller pellet ya da toz olarak halinde torbalanarak piyasaya sürülür. Alıcı bu granülleri değişik üretim teknikleriyle eritip kalıplayarak, ya da lif haline getirmek için çekerek, şekillendirir. Plastik bardaklar, poşetler, ambalajlar ve oyuncaklar termoplastiklerin sıkça kullanıldıkları alanlardır. Bir kere kullanılan ve atılan termoplastikler yeniden eritilip işlenerek, tekrar tekrar kullanılabilirler. PMMA ya da polikarbonat gibi sadece amorf yapıda olan termoplastikler özellikle saydamlığın önemli olduğu uygulamalarda tercih edilirler. Amorf termoplastikler genellikle kimyasallara karşı düşük direnç gösterirler ve kimyasal ortamlardaki çevresel faktörlerden dolayı çatlamaya başlarlar environmental stress cracking. Yarı-kristal termoplastikler ise çözücülere ve diğer kimyasallara karşı daha dirençlidirler. Ancak, kristallerin ışığın dalga boyundan büyük olması sebebiyle opaktırlar. Bu sebeple optik uygulamarda tercih edilmezler. Termoplastik grubuna giren polimerlere örnek olarak polietilen, polipropilen, polistiren,polivinil klorür, ve polikarbonat verilebilir. Bu sınıftaki polimerlerin kullanım alanları geniştir ve özellikle farklı mühendislik uygulamalarında sıklıkla tercih edilirler. PE Polietilen HDPE Yüksek Yoğunluklu Polietilen LDPE Alçak Yoğunluklu Polietilen PP Polipropilen Polietilen ticari polimerlerin başında gelir. Bütün dünyada üretimi 2007 yılında yaklaşık olarak 45 milyon tona ulaşmıştır. Polietilenin bu kadar çok üretilmesindeki en büyük neden hemen hemen her türlü sektörde kullanılan bir plastik olmasından kaynaklanır. Paketleme endüstrisinde, plastik mutfak ürünlerinden, otomotiv sanayinde, altyapı malzemeleri, beyaz eşya ve makina parçaları, oyuncak ve tekstil gibi daha birçok alanda kullanılır. İyi bir yalıtkan ve mukavim bir malzeme olduğundan elektronik ve elektrik eşya parçalarında da sıkça kullanılır. Polietilen petrolden üretilen bir termoplastik polimerdir. Polietileni genel olarak iki ana sınıfa ayırmak mümkündür Düşük Yoğunluklu Polietilen Low Density Polyethylene – LDPE LDPE, radikal zincir polimerizasyonu yöntemi ile sentezlenir ve HDPE’ye göre daha çok dallanma branching görülen bir polimerdir. Bu moleküler dallanmalar kısa ya da uzun olabilir ve LDPE’ye özelliklerinin bir kısmını veren bu dallanmalardır. Yoğun dallanma görülen polimerlerin kristal yapı oluşturmaları oldukça zordur bu sebeple LDPE, HDPE’ye göre daha düşük kristalliğe sahiptir. LDPE %40 ile %60 arası kristal yapıya sahip iken, HDPE %70 – 90 kristalleşme gösterir. Dallanmaların yarattığı bir diğer değişiklik ise yoğunluğu azaltmaktır. LDPE’nin yoğunluğu – değerlerinde oynarken, HDPE’nin yoğunluğu – değerleri arasındadır. LDPE farklı ve istenilen özelliklere sahip bir plastiktir. Camsılaşma sıcaklığı Glass Transition Temperature – Tg yaklaşık -120°C dolayındadır. Bir polimer için fena sayılmayacak kristalliğe sahiptir ve kristallerin erime sıcaklığı 110°C civarındadır. Oldukça düşük bir Tg ve göreceli olarak yüksek kristalliği sayesinde geniş bir sıcaklık aralığında kullanılabilecek esnekliğe sahiptir. Ticari LDPE’nin sayıya dayalı ortalama molekül ağırlığı 20 – 100 arasındadır. Molekül ağırlık dağılımı 3 ile 20 arasında değişebilir. Piyasadaki LDPE’ler, reaktor tipi, polimerizasyon sıcaklığı ve polimerizasyon basıncı ile oynanarak; faklı molekül ağırlığı, molekül ağırlık dağılımı, ve farklı dallanma oranlarında üretilerek kristalleşme oranı, yoğunluğu, ve mukavemeti değiştirilebilir. Bu da LDPE’nin değişik pazarlarda kullanılmasını sağlar. Yüksek Yoğunluklu Polietilen High Density Polyethylene – HDPE HDPE üretimine baktığımız zaman Ziegler-Natta ve Philips tipi reaktif başlatıcı maddeler kullanılır. Böylece çok daha az oranda dallanmalar ve yüksek polimer dönüşümü elde edilir. Her 500 monomer ünitesi için ortalama arası metil grubu görülür. Bu oran LDPE’de 15 ile 30 arasındadır. Dallanmanın azalması polimer zincirinin bir düzen içinde kristal yapıyı daha kolay oluşturmasını sağlar. Daha önce belirttiğimiz gibi HDPE’de %70 – 90 arası kristallik görülür ve kristal erime sıcaklığı da yaklaşık 135°C civarındadır. Yüksek molekül ağırlığı, yoğunluk ve kristalleşme değerleri ile HDPE, LDPE’den daha mukavim, tok, sert ve kimyasal olarak daha dayanıklıdır. Ayrıca düşük sıcaklıklarda mekanik olarak daha iyi sonuçlar verir. HDPE’nin sayıya dayalı ortalama molekül ağırlığı genellikle 50 – 250 değerlerindedir. Eğer yüksek molekül ağırlıklı HDPE HMW-HDPE ya da ultra-yüksek molekül ağırlıklı HDPE UHMW-HDPE termoplastiklerine bakarsak, sırasıyla molekül ağırlıkları – milyon ile > arasındadır. Molekül ağırlığını arttırmak daha yüksek mukavemete, uzama değerlerine ve tokluğa ulaşmayı sağlar. Ancak aynı zamanda vizkozite de çok arttığı için üretim yapmak daha zor ve pahalıdır. Akışkanlığı arttırarak üretim maliyetlerini düşürmek için yumuşatıcılar processing aid kullanılır. Fakat bunları kullanırken mekanik özellikleri korumak ya da geliştirmek hedeflenmelidir. HDPE’nin geniş bir kullanım alanı vardır. Üretilen HDPE’lerin %40′ı hava üflemeli döküm blow-molding yöntemi kullanılarak plastik parça üretiminde kullanılır. Bu parçalara, içecek, yiyecek, temizlik ürünleri şişeleri, mutfak-ev eşyaları ve oyuncaklar örnek verilebilir. HDPE pazarının %30′unu ise enjeksiyon kalıplama tekniği ile üretilen parçalar oluşturur. Geri kalan HDPE ürünleri ise çoğunlukla extrusion yöntemiyle üretilir. Özellikle paketleme, ince film kaplama, boru, tüp ve kablo üreitm endüstrilerinde bu yöntem kullanılır. PA Poliamid Asit ve amin guruplarından oluşan yinelenen birimlerin, yani monomerlerin, birbirlerine amid bağları ile bağlanmasıyla oluşan polimerler poliamid sınıfına girerler. Protein, yün ve ipek gibi doğada bulunan poliamitler olduğu gibi, laboratuvarda üretilen naylon ve aramid gibi sentetik poliamidler de vardır. Naylon ismiyle bilinen sentetik poliamidler, mühendislik polimerleri içinde birçok farklı uygulamada kullanılan polimerlerdir Halı ve giyim gibi tekstil endüstrisinde, müzik aletlerinin tellerinde, ve iplik endüstrisinde kullanımı yaygındır. Çoğunlukla elyaf olarak üretilen poliamidlerin en karakteristik özellikleri; yıpranmaya ve aşınmaya karşı dirençli olmaları, yüksek sıcaklıklarda bile iyi mekanik özelliklere sahip olmaları, düşük gaz geçirgenliğine sahip olmaları ve kimyasallara karşı dirençli olmalarıdır. Yukarıda belirtilen poliamidler farklı kullanım alanlarına giren termoplastik polimerler olmalarına rağmen, en sık kullanıldığı alan elyaf endüstrisidir. Üretilen naylonların %60′dan fazlası elyaf olarak piyasaya girer. 1935 yılında DuPont tarafından bulunan naylon, ilk olarak diş fırçalarındaki fırça kılı olarak kullanılmıştır. Ticari çıkışını ise 1940′larda bayan çorabı olarak kullanılmasıyla yapmıştır ve ipeksi bir his verdiği için ipeğin yerine kullanılmaya başlanmıştır. II. Dünya Savaşı ile birlikte bulunması zorlaşan ipek ve benzeri malzemeler, polimer bilimini ve endüstrisini tetiklemiş ve bu endüstrinin hızlı bir yükseliş görmesini sağlamıştır. İpek kıtlığı yaşanmasıyla beraber paraşütlerde, askeri amaçlı iplerde ve lastiklerde naylon kullanılmıştır. Naylonun polimer endüstrisinde tarihi açısından önemli bir yere sahip olmasının nedeni ticari olarak başarıya ulaşan ilk sentetik polimer olmasıdır. Elyaf olarak kullanımının yanı sıra, katı haldeki naylon mekanik parça üretiminde de kullanılan bir polimerdir. Mekanik aksamlar içinde çark ve vida gibi düşük ve orta derecede kuvvetlere maruz kalan parçalarda metallerin yerini almıştır. Mühendislik saflığında Engineering Grade üretilen naylon ekstrüzyon, dökme kalıplama ve enjeksiyon kalıplama yöntemleriyle proses edilir. Bazı uygulamalarda cam parçacıklar ya da elyaflarla güçlendirilen naylon kompozitler, daha yüksek yapısal mukavemet, darbe dayanımı ve sertlik sunarlar. %25 oranında cam elyafla güçlendirilen naylon kompozitler yüksek ısı direnci sayesinde otomotiv endüstrisinde, emme manifoldu gibi motor yarı elemanları olarak kullanılır. Poliamid sınıfına giren diğer bir naylon türü ise aramid ticari polimeridir. Aramidlerin naylon6 gibi naylonlardan farkı, zincir omurgasında bulunan aromatik gruplardır. Balistik uygulamalarında kullanılan aramid elyaflar istisnai mukavemet gösteren polimerlerdir. Piyasada Kevlar ve Nomex adıyla bilinen aramid elyafları, yinelenen birimlerinde bulunan aromatik grupları sayesinde, mükemmel ısı ve yangın dayanımı gösterirler ve bozunma sıcaklıklarının bile üzerinde olan çok yüksek erime noktaları >500°C vardır. Ayrıca amidler yüksek mukavemet ve Young modülüne sahiptir. Poliamidler yoğunlaşma polimerizasyonu mekanizması ile sentezlenmelerine rağmen, polikarbonat gibi poliesterlerin sentezinden farklı bir rota izlerler. En basit fark, poliamid sentezinde, poliesterlerde olduğu gibi güçlü bir asit kullanılmaz. Çünkü reaksiyon hızı kendiliğinden yüksek bir hıza sahiptir. Birçok reaksiyon mekanizması ile poliamid elde etmek mümkün olsa bile, en sık kullanılan sentez metodu diasitlerin diamin ile direk amidasyonudur. Mesela Naylon6,6 poliamidi, hekzametilen diamin ile adipik asidin reaksiyonu sonucu elde edilir. Laktamların halka açılma polimerizasyon mekanizması da poliamid sentezi için kullanılan bir kimyasal yöntemdir. Poliamidlerin zincir omurgasının düzenli ve simetrik yapısı kolayca kristalleşmelerini sağlar. Naylon6,6 polimeri orta derecede kristalliğe sahiptir. Amorf halde bulunan zincirler de olduğu için poliamidler yarı-kristal polimerlerdir. Normal üretimi sonucu %50′ye yakın kristal yapı elde edilirken, mekanik çekme ile yönlendirme uygulaması altında elde edilen elyaflarda ise polimer zincirleri belirli bir düzene zorlandığı ve yönlendirildiği için kristal yapı oranı artar. Naylon6,6 mukavemet, esneklik, tokluk, aşınma direnci, renklendirilebilme, düşük sürtünme katsayısı kendi-kendini-kayganlaştırma, düşük sünme ve çözücülere karşı iyi direnç gibi istenilen özellikler gösteren bir polimerdir. En büyük dezavantajı ise neme karşı direncinin düşük olması ve nemli ortamlarda boyutsal ve mekanik özelliklerinin bozulmasıdır. Poliamidlerin sahip olduğu mekanik dayanımının en önemli kaynağı zincirler arası oluşan etkileşimlerdir. Bir zincirdeki oksijen atomu ile diğer bir zincirdeki hidrojen atomunun arasında gerçekleşen etkileşim hidrojen bağı olarak bilinir ve tek başına kovalent bağlarla karşılaştırınca zayıf gibi gözüken hidrojen bağları zincirler arası binlerce hidrojen bağı etkileşimleriyle toplamda güçlü bir ikincil kuvvet teşkil eder. Hidrojen bağı etkileşimleri, polimer zincirlerinin kristalleşmesine yardımcı olur ve özellikle poliamidlerin yüksek kristal yapıya ve dolayısıyla yüksek mekanik dayanıma sahip olmasını sağlar. Hidrojen ve oksijen atomları arasında paylaşılan elektronlar poliamid zincirlerinin birbiri üzerine katlanmasına ve düzenli kristal yapının oluşmasına sebep olur. Ancak poliamidlerde bulunan hidrojen bağları nemli ortamlarda bozulur ve zincirler arası etkileşim kaybolmaya başlar. Su molekülleri de poliamit zincirleri gibi polar kutuplu yapıya sahiptir. Poliamid zincirlerinin arasına giren su molekülleri zincirler arasındaki etkileşimi bozmaya başlar ve zincirlerin hareketliliğini mobilite arttırır. Su molekülleri etkileşimi bozsa bile poliamid su içinde çözünemez; ancak su, poliamitleri plastikleştirerek şişirir ve yumuşatır. Bu yüzden de poliamitler nemli ortamlarda mekanik ve boyutsal bozunmaya uğrarlar. Poliamidlerin sürekli kullanımı için önerilen sürekli servis kullanım sıcaklığı, saf poliamidler için 65-75°C aralığında; cam ve diğer minerallerle güçlendirilmiş poliamid kompozitler için ise 100-115°C aralığındadır. Ancak 150°C sıcaklığa kadar mekanik özelliklerini korur. Her ne kadar en çok kullanılan poliamid olan naylon6 ve naylon6,6 benzer özelliklere sahip olsalar da; naylon6 daha düşük erime noktasına sahiptir 223°C. Naylon6,6′nın erime sıcaklığı ise 255°C civarındadır. Naylon6 ve Naylon6,6′ya ek olarak, Naylon6,9; Naylon6,10; Naylon6,12; Naylon11; Naylon12; Naylon12,12 ve Naylon4,6 gibi poliamidler de üretilir. Naylon6 ya da Naylon6,6′dan daha fazla metilen grubuna sahip naylonların daha yüksek nem dayanımı, boyutsal kararlılığı, daha iyi elektrik özellikleri vardır. Ancak yüksek metilen grubu içeren naylonların kristalliği ve mekanik özellikleri daha düşüktür. Poliamidler genellikle tamamen yalıtkan malzemelerdir. Ancak yüksek voltaj ve frekansta çoğunlukla statik elektrik üretirler ve üretilen statik elektrik tehlikeli kıvılcımların oluşmasına sebep olabilir. Bu sebeple kullanımları düşük frekans uygulamaları ile poliamidlerin elektrik altındaki hassasiyetini gidermek için karbon siyahı ya da gümüş gibi iletken parçacıklar eklenebilir. PC Polikarbonat Polikarbonat düşük özgül ağırlığa sahip bir yüksek performans termoplastiğidir. Yüksek darbe dayanımı, düşük nem kapma oranı, iyi ısı yalıtımı, ısıya karşı kararlılığı ve eriyik halde oksidatif kararlılığı ile önemli bir mühendilik plastiği olmasının yanı sıra kolay proses edilmesi ve işlenebirliliği sayesinde ticari polimerler arasında da yerini almıştır. Çoğunlukla bisfenol A bisphenol A BPA kimyasalından üretilse de fosjen kullanılarak da sentezlenebilir. Şekilde polikarbonatın yapı taşında olan karnobat ve BPA birimlerini görüyoruz. BPA’dan sentezlenen polikarbonat çok dayanıklı bir plastiktir. Darbeye karşı daynımı iyi olmasına rağmen çok kolay çizilebilir. Şeffaftır ve birçok plastikten daha iyi ışık geçirgenliğine sahiptir. Bu sebeple, gözlük camı gibi optik eşyalarda kullanılır ve fakat kolay çizilebildiği için dış yüzeyi ince bir filmle kaplanır. Ancak, son yıllarda gözlük camı üreticileri film kaplama metodu yerine reaktif bileşiklerle ya da epoksilerle hazırlanmış karışımlarla farklı polikarbonat formulasyonlarını araştırmaktadırlar. Polikarbonat, polimetilmetakrilat PMMA plastiğine çok benzemesine rağmen, polikarbonat daha güçlüdür ve daha geniş sıcaklık aralığında kullanılabilir fakat aynı zamanda pahalıdır. Polikarbonatın camsılaşma sıcaklığı 150°C civarındadır ve 300°C’den sonra akışkanlaşmaya başlar. Enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyon yöntemleri kullanılarak ticari ürünler hazırlanır. Ancak çok kolay akan bir madde olmadığı için kalıp ve kullanılan aletlerin sıcaklıklarıyla oynayarak üretim optimize edilir. Üretim kolaylığı kullanılan polikarbonatın molekül ağırlığına bağlıdır. Düşük molekül ağırlıklı polikarbonat daha kolay akışır ancak elde edilen ürünün mekanik özellikleri de molekül ağırlığıyla orantılı olarak daha düşük olur. Şu ana kadar sadece BPA’dan sentezlenen polikarbonatın üzerinde durduk ancak, özellikle ultra hafif optik gereçlerin üretiminde kullanılan bir başka polikarbonat da iki ucunda alil grubu bulunan bir karbonat monomerinden sentezlenir. Alil grupları sayesinde reaksiyonun gerçekleştiği düşünülünce, ortaya BPA bazlı termoplastik polikarbonat yerine, çapraz bağlantı crosslink yapmış thermoset polikarbonat çıkar. Bu yeni thermoset polikarbonatların camdan daha yüksek kırılım indisi vardır böylece daha ince parçalar üretilebilir. Isıya dayanımı daha yüksek ve daha güçlü bu yeni thermoset polikarbonatların BPA bazlı polikarbonatlardan temel farkı ısıtıldığında eritilip yeniden şekillenememesi ancak bozunmaya uğramasıdır. Polikarbonattan yapılam ürünlerin başında CD ve DVD gibi dijital araçlar ve elektronik eşyalar gelir. Sporda kullanılan koruyucu parçalar, tıbbi gereçler, şişeler ve yemek saklama kapları gibi parçalanmaya karşı dayanıklı olması gereken ürünlerin yapımında kullanılır. PS Polistiren Çok geniş kullanım alanına sahip olan polistiren ucuz ve sert bir termoplastik polimerdir. Aromatik bir polimer zincirine sahip olan polistiren, aromatik stiren monomerinden sentezlenir. Stiren monomeri ise petrokimya endüstrisince üretilen sıvı bir hidrokarbon molekülüdür. Polistiren PS gündelik hayatımızda en çok karşımıza çıkan plastiklerdendir. Hatta polietilenden sonra en çok kullanılan plastiktir diyebiliriz. Termoplastik bir polimer olduğu için ısıtılıp soğutulurak işlenebilir ve kalıplanabilir. Oda sıcaklığında katı halde bulunan PS yüksek sıcaklıklarda kalıplanarak ve soğutulurak istenilen şekilde ürünler elde edilir. CD ve DVD kapaklarını bu ürünlere örnek olarak verebiliriz. Saf halde bulunan katı PS şeffatır, ancak pigmentler kullanılarak istenilen renkte malzeme üretilebilir. Polistiren köpük üretmek de mümkündür ve bu şekilde üretilen ve gündelik hayatımızda devamkı kullandığımız ürünlere başlıca örnek plastik beyaz su bardaklarıdır. C8H9n formülüyle de tanımlayabileceğimiz polistiren uzun bir hidrokarbon zincirinin üzerinde her iki karbondan birine fenil grubunu bağlanmasıyla oluşur. Vinil bazlı bir monomerden sentezlendiği için polimerizasyonu da serbest radikal vinil polimerizasyonu ile gerçekleşir. Oluşturulan polimer izotaktik polistirendir iPS ancak endüstride iPS üretimine pek rastlanmaz çünkü iPS’in kristalleşebilen diğer polimerlerden daha üstün özelliklere sahip değildir ve iPS sentezi izotaktik polipropilen ya da polietilen sentezinden daha maliyetlidir. Buna ek olarak iPS’in kırılganlığı artmış ve kristal yapısından dolayı prosesi zorlaşmıştır. Normal polistiren diye de adlandırılan ataktik PS’nin üretimi daha yaygındır. Kolaylıkla proses edilebilen bu polimer adeta enjeksiyon kalıplama için yaratılmıştır diyebiliriz. Ancak bu polimer de ataktiksitenin getirdiği düzensizlikten dolayı kristalleşemez; amorftur ve bu sebeple de bir erime noktası yoktur. Yüksek sıcaklıklarda, düşük molekül ağırlıklı bileşiklerden oluşan bir karışıma çoğunlukla stiren dönüşerek bozunmaya uğrar. Bu noktada hatırlamamız gereken nokta, kristalleşmenin görülmesi için moleküler bazda bir düzenin olması gerektiğidir. Yani kristalleşme ancak izotaktik ya da sindiotaktik konformasyonları ile mümkündür. Metalosen-katalizörlü polimerizasyon yöntemiyle sindiotaktik PS üretilebilir. Kristal yapı oluşturabilen bu polistirenin erime noktası 270°C civarındadır. Kristal yapı oluşturamasa bile ataktik PS günümüzde hala önemli bir mühendislik plastiğidir. Özellikle polimerizasyon sırasında reaksiyona eklenen polibütadiyen PB kauçuğu sayesinde polistiren ve polibütadiyen arasında kopolimerizasyon elde edilir. Kopolimerler başlığı altında daha detaylı anlatıldığı üzere “birbirini sevmeyen” polimer zincirlerinin kopolimerleri macro-faz ayrımına uğrarlar ve farklı morfolojiler oluştururlar. Aynen bu şekilde PB-PS kopolimeri de birbirini sevmez ve PB kısmı kendi içinde topçuklar globül oluşturarak PS zincirine bağlı bir şekilde dururlar. Bu globüller sayesinde polistiren aslında sahip olmadığı yeni bir özelliğe kavuşur ve darbeye karşı dayanımı aşırı derecede artar. Normalda darbe aldığında oldukça kırılgan olan PS bu PB globülleri sayesinde darbeden gelen enerjiyi emerek daha mukavim ve tok bir malzemeye dönüşür. Üretilen bu yeni polimer piyasada yüksek darbe polistireni High Impact Polystyrene HIPS adıyla bilinir. Diğer plastikler gibi polistiren de kimyasal reaksiyonlara karşı atıldır. Özelikle alkali metallere, halid asitlere, indirgeyen ve yükseltgeyen bileşiklere karşı dayanıklıdır. Nitrik asit kullanılarak PS zincirini nitratlaştırmak ve kansantre sülfürik asit kullanılarak da PS zincirini sulfonlaştırmak mümkündür. Böylece 100°C’de suda çözünebilen bir reçine elde edilir. Kimyasallara karşı genellikle atıl olmasına rağmen birçok çözücüye karşı direnci düşüktür. Açık hava ortamında dış etkenlerinden etkilenir ve kararlığı bozulurak sararmaya ve çatlaklar oluşturmaya başlar. Camsılaşma sıcaklığı Tg 100°C dolaylarında olan PS oda sıcaklığında katı halde oldugu için gündelik hayatımızda çok sık kullanılır. Özellikle pakelteme endüstrisinde yaygındır. Daha önce de belirttiğimiz gibi proses etmesi çok kolay bir plastiktir. Kararlılığı ve uygun akışkanlığı sayesinde enjeksiyon kalıplama için ideal bir plastiktir. Kolay renklendirilmesi, seffaflığı ve berraklığı gibi mükkemmel optik özelliklere sahip olan PS, yüksek kırılım indisiyle optik plastik parça yapımında sıklıkla kullanılır. Optik ve üretim özelliklerine ek olarak, ortalama bir mukavemete sahiptir gerilme direnci 50-60Mpa civarındadır. Mekanik özellikleri açısından çok tercih edilen bir plastik değildir çünkü kırılgandır ve yük altında eğilme sıcaklığı Heat Deflection Temperature-HDT diğer malzemelerle karşılaştırıldığında göreceli olarak düşüktür 82-88°C; bu da polistiren ürünlerin sterilize edilemeyeceğini bu sebeple de sağlık endüstrisinde kullanılamayacağını gösterir. Stiren bazlı kopolimerleri de polistiren başlığının altında ele alabiliriz. Bu kopolimerlerin başında stiren-bütadien sentetik kauçukları gelir. Üretim hacmi açısından oldukça önemli bir yere dahip bu polimerler lateks bazlı boyalarda yaygın olarak kullanılır ve genellikle ağırlıkça %60 stiren – %40 bütadien içerirler. Stiren-bütadien’den sentezlenen blok-kopolimerleri termoplastik elastomer pazarında önemli bir yere sahiptir. Daha önce de belirttiğimiz gibi stirenin içerisine konacak az miktarda komonomer ile stirenin tercih edilen özellikleri korunurken, ısıya ve darbeye dayanımı gibi özelliklerinin artması sağlanır. Bu tür fiziksel özelliklerin artmasını sağlayan komonomerler, sistemdeki moleküller arası kuvvetlerin artmasını sağlayan ya da polimer zincirindeki rotaston serbetliğini azaltarak sistemi sertleştiren komonomerlerdir. Bunlara örnek olarak akrilonitril ve fumaronitril komonomerlerini sayabiliriz. Polistirenleri güçlendirmek için ortaya çıkan bir başka plastik de otomotiv yan sanayinde oldukça yaygın kullanılan ABS polimeridir. ABS reçinesi kauçukla güçlendirilmis bir polimer matrisidir. Ancak bu sefer sistemdeki camsı matris sadece polistiren değil stiren-akrilonitril kopolimeridir ve elastomerik kauçuk da stiren-bütadien kopolimeridir. ABS ismi de bu komonomerlerin isimlerinin başharflerinden gelmektedir. ABS’nin yüksek sıcaklıklara ve kimyasal çözücülere dayanımı HIPS’ten daha iyidir. ABS çok iyi bir mühendislik plastiğidir ve diğer plastik malzemelerden farklı olarak, metaller gibi, soğuk olarak da şekillendirilebilir. Polistireni köpüksü yapıda üretmek de mümkündür. Süspansiyon polimerizasyonu ile sistemin içine köpürtücü madde yerleştirilir ve reaksiyon sonunda yüksek ısı polistiren reçineyi yumuşatırken bu maddleri de buharlaştırırak süngerimsi/köpüğümsü yapıyı oluşturur. PVC Polivinilklorür Daha yaygın olarak PVC olarak kısaltılan ve bu isimle bilinen polivinil klorür piyasada kullanılan üçüncü en büyük termoplastik polimerdir. Kimya endüstrisinin en değerli ürünlerinden biri olan PVC oyuncak yapımından inşaat sektöründeki yapı malzemelerine kadar birçok alanda kullanılır. PVC üretimi sanayide daha çok süspansiyon polimerizasyonu metoduyla yapılır. Yapı taşı vinil klorür olan bu polimer çok düşük bir kristal yapıya sahiptir. Her ne kadar düşük kristalliği olsa da zincirdeki büyük klorin grupları sayesinde hacimli bir zincir oluşturur ve bu sayede mukavim bir malzeme ortaya çıkar. Klor gruplarının, zincirin esnekliğine daha dogrusu bükülmezliğine yaptığı etkiyi yüksek camsılaşma sıcaklığına Tg=80°C sahip olmasından da görebiliriz. PVC’nin en büyük sorunlarından biri ışığa ve sıcağa karşı hassas olmasıdır. Bu kararsız yapısı yüzünden yüksek ısı altında ya da ışığa uzun süre maruz kaldığında ortama hidrojen klorür HCl molekülü vererek çevresindeki malzemelerin de bozunmasına sebep olur. Daha da önemlisi, HCl molekülü insan sağlığını tehdit eden bir kimyasaldır. PVC ve PVC benzeri halojenli polimerlerin kararsız yapısı katkı maddeleri kullanılarak dengelenir ve zararlı atıklar oluşturulması azaltılır, ya da tamamen yok edilir. PVC çok sert ve tok bir malzemedir ve bu mekanik özellikleri sayesinde geniş bir kullanım alanı vardır. Hatta, plastikleştirici katkı maddeleri kullanılarak PVC’yi esnek bir hale getirmek de mümkün olduğundan beri bu plastik piyasada daha da önemli bir yer almıştır. PVC’nin darbe daynımını arttırmak için ise kauçuk plastikler PVC’yle karıştırılır. PVC genel olarak vinil adıyla anılmasına rağmen, vinil ailesine üye diğer polimerler de mevcuttur. Bunların bir kısmı polivinil asetat, polivinildin klorür, polivinil alkol olarak sayılabilir. Plastikleştirici katkı maddelerine örnek olarak diizooktil ftalat, tritolil fosfat, epokside yağlar verilebilir. Plastikleştirici kimyasallar PVC zincirlerinin arasına girerek zincirlerin birbiri üzerinde kaymasını sağlar, yani bir nevi “dahili kayganlaştırıcı” görevi görürler. Polistren ile oluşturlan kopolimerlerin ve polimer karışımlarının gördüğü işlevin aynısını bu katkı maddeleri PVC için gösterirler. En yaygın ticari termoplastik polimer olan polipropilen 2001 senesinde tüm dünyada 45 milyon ton üretilerek 65 milyar dolarlık bir pazar yaratmıştır. Özellikle izotaktik polipropilen iPP düşük yoğunluğu ve yüksek mukavemeti sayesinde çok yüksek güç-ağırlık oranına sahiptir. Bu sebeple de otomotiv parçalarından tekstil ve paketleme endüstrisine kadar her alanda en yaygın kullanılan polimerdir. Olefin tesislerinden ve petrol rafinelerinden çıkan gazlardan elde edilen propilen monomerinin koordinasyon katalizörleri ile polimerizasyonu sonucu elde edilen bir polimerdir. Polipropilen izotaktik, sindiotaktik ya da ataktik konformasyonlarında sentezlenebilir ve konformasyonun ne şekilde olduğu kristallik yapısı, oranı, ve yoğunluğu etkiler. Ataktik polipropilenin kristal yapı oluşturması çok zordur ancak izotaktik polipropilen LDPE’den daha fazla kristalleşebilirken HDPE kadar çok kristalleşemez. Bir başka deyişle PP’nin kristal oranı %40 ile %70 arasında değişebilir. Polipropilen genellikle tok ve esnek bir plastiktir. Özellikle etilen ile kopolimerize edildiğinde ABS yerine kullanılan bir mühendilik plastiği haline gelmiştir. Polipropilen kristallerinin erime noktası 160 derece dolayındadır ve genellikle 200 derece üzerinde proses edilir. Enjeksiyon kalıplama ve hava üflemeli döküm teknikleri ile polipropilen parçalar üretilir. Üretim aşamasında önemli bir etken de erime akış indeksidir melt flow index – MFI. Erime akış indeksi polipropilenin molekül ağırlığıyla direk bağlantılıdır ve MFI değerlerine göre bir plastiğin ne kadar proses edileceğini tahmin etmek mümkündür. Yüksek MFI değerlerine sahip polipropilenin proses esnasında kalıbı doldurması daha kolaydır. Ancak MFI değerinin artması aynı zamanda bazı fiziksel özelliklerde değer kaybına yol açar; mesela yüksek MFI değerine dahip polipropilenin darbe dayanımı daha düşüktür. Polipropilen güneşten gelen UV ışınlarına ve ısıl işlem sırasındaki yüksek sıcaklıklara karşı hassas bir polimerdir. UV ışınına maruz kalınca, ya da yüksek sıcaklıklarda oksitlenince, polipropilen polimer zinciri bozunmaya uğrar. UV ışınlarından korumak için UV ışını emen katkı maddeleri additive kullanılarak polimerin ömrü uzatılabilir. Karbon siyahı bu maddelere bir örnektir. Yüksek sıcaklıklarda yapılan kalıplama işlemleri sırasında polipropilenin bozunmaması için ise anti-oksidan katkı maddeleri kullanılır. Polipropilen genelde 3 farklı şekilde üretilir. Piyasada çoğunlukla homopolimer, kopolimer ya da blok-kopolimer olarak görülür. Kopolimerler üretilirken kullanılan ko-monomer genellikle etilendir ve etilen-propilen kauçuğu elde edilir. EPDM diye adlandırılan bu kopolimer polipropilenin modifikasyonunda sıkça kullanılır ve düşük sıcaklıklardaki darbeye karşı direncinin artmasında büyük rol oynar. Buna ek olarak, etilen monomerinin kopolimer zincirine rasgele yerlestirilmesi polipropilenin kristalliğinin düşmesine sebep olur ve böylece daha şeffaf bir plastik elde edilir. PET Polietilenteraftelat Dünyadaki plastik üretiminin %18′ini oluşturan polietilen tereftalat, polietilen ve polipropilenden sonra üçüncü sırada yer alır. Gündelik hayatımızda en çok karşılaştığımız, belki de adını en çok kullandığımız plastiklerden biri olan polietilen tereftalat yaygın olarak PET kısaltmasıyla anılır. Ancak PETE, PETP ya da PET-P kısaltmaları da polietilen tereftalat için kullanılmaktadır. Poliester grubundan olan PET, doğrusal bir termoplastik polimerdir ve çoğunlukla sentetik elyaf, yiyecek paketleme endüstrisi ve özellikle şişeleme gibi alanlarda karşımıza çıkar. Daha çok ısıl-şekillendirme yöntemiyle şekil verilen PET malzemeler, saf PET polimerinden oluşabileceği gibi bazı uygulamalarda cam elyafla güçlendirilerek mühendislik uygulamalarında yapısal malzeme olarak da kullanılabilir. En önemli ticari poliester olan PET, ilk kez 1944 yılında piyasaya sürülmüştür. Yinelenen biriminde hem etilen grubu hem de tereftalat grubu içerdiği için polietilen tereftalat adını almıştır. Yüksek molekül ağırlığına sahip poliesterleri üretmek, naylon gibi poliamidleri üretmek kadar kolay değildir. Poliesterler genellikle düşük ağırlıklı glikol kullanılarak sentezlenir. Daha da genel bir sentez bilgisi vermek gerekirse, poliesterler bir diasit ve bir diolünesterfikasyon reaksiyonu sonucu elde edilir. Basit bir yoğunlaşma polimerizasyonu mekanizmasını kullanarak, esterifikasyon reaksiyonu ile tereftalik asit ve etilen glikol, bir asit katalizörüyle birlikte ısıtılınca polimerizasyon başlar ve PET elde edilir. Benzer bir reaksiyon tereftoil klorür ve etilen glikol ile de gerçekleşir ancak tereftoil klorür daha pahalı ve tehlikeli bir kimyasal olduğu için tercih sebebi değildir. Laboratuvarda düşük miktarlarda elde edilen PET’i aynı şekilde ticari boyutta elde etmek masraflı bir zor bir problemdir. Polietilen tereftalat üreten büyük kimyasal tesisler,transesterifikasyon reaksiyonunu takip eder, tereftalik asit yerine dimetil tereftalatkimyasalı ile etilen glikolü reaksiyona sokarak bis-2-hidroksietiltereftalat ve metanol elde ederler. Sıcaklığın 210°C’ye çıkarılmasıyla metanol buharlaştırılır, bunu takiben 270°C ısıtılan bis-2-hidroksietiltereftalat reaksiyona girerek PET ve gene etilen glikol ürünleri elde edilir. Elde edilen etilen glikol, yeni bir PET sentezi için yeniden kullanılabilir. PET farklı kimyasal yöntemlerle sentezlenebildiği gibi, sentez sonrası değişik ısıl işlemlere tabi tutularak üretim yapılabilir. Üretim ve işlenme geçmişine göre PET tamamen amorf bir yapıya sahip olabileceği gibi yarı-kristal halde de bulunabilir. Termoplastik bir polimer olduğu için, üretimi takiben hangi fiziksel yapıya sahip olursa olsun, ek bir ısıl işlemle bu yapıyı değiştirmek ve geliştirmek mümkündür. Amorf yapıya sahip PET saydam şeffaf bir ürün oluştururken, içeriğindeki kristallerin boyutuna ve yapısına bağlı olarak yarı-kristal PET saydam ya da opak olabilir. Amorf yapı elde etmek için üretim sırasında eriyik halde bulunan PET, hızla soğutularak zincirler düzensiz yapıda dondurulur. Bütün yarı-kristal polimerlerde olduğu gibi PET’in de sahip olabileceği belirli bir en yüksek kristal yapı oranı vardır. Ticari olarak sentezlenen PET en fazla %60 oranında kristal yapıya sahip olabilir ve kristallerin ortalama erime sıcaklığı 270°C civarındadır. Elyaf olarak üretildiği durumlarda, elyaf üretimi sırasındaki çekme adımı sayesinde bu oran biraz daha artabilir. PET doğal halinde kristal yapıda durmayı tercih eder ancak çok kolay ve hızlı kristalleşen bir polimer değildir. Kristal yapının zor elde edilmesi sebebiyle mühendislik plastikleri arasında yerini alamamıştır. Uzun kristalleşme süresi sebebiyle kalıplama süresi maliyeti arttırır. Ancak PET’in kristalleşmesini hızlandırmak için kullanılan katkı maddeleri mevcuttur. 270°C gibi gayet yüksek bir erime noktasına sahip olan PET, bükülmesi zor ve sert bir zincir omurgasına sahiptir. Bu sebeple yüksek mukavemete, yüksek tokluğa ve 150°C’ye kadar yorulmaya karşı yüksek dirence sahiptir. Düşük özgül ağırlığa sahip olan PET, üretildiği kalınlığa göre yerı-sert ya da tam-sert olabilir. Sağlam bir plastik olan PET darbeye karşı da dayanıklıdır. İyi mekanik özelliklere sahip olmasının yanı sıra gazlara, çözücü kimyasallara ve alkollere karşı iyi bir bariyerdir. Neme karşı bariyer özelliği o kadar iyi olmasa da diğer plastiklerin yanında yine de yeterli kalır. Kuvvetli bariyer özellikler sayesinde özellikle plastik şişelerde sıklıkla kullanılan PET, oksijen geçirgenliğinin kritik olduğu durumlarda ise polivinil alkol ile kompozit oluşturarak daha iyi bir bariyer elde edilebilir. Yönlendirilmiş oriented PET filmler mekanik mukavemetin önemli olduğu uygulamalarda ön plana çıkar. İki yöne yönlendirilmiş PET filmleri alüminize edilerek opak ve aynı zamanda yansıyan bir yüzeye sahip olur ve özellikle paketleme endüstrisinde esnek paketler üretmek için kullanılır. Ayrıca PET’den gelen mekanik mukavemetinin yüksek olması sayesinde bant uygulamalarında kullanılır. PET’i saf haliyle kullanmak yerine cam parçacıkları ya da elyafıyla güçlendirerek daha sert bir kompozit malzeme de elde edilebilir. PET’in doğrusal bir termoplastik polimer olduğunu ve genellikle homopolimer olarak kullanıldığını daha önce belirtmiştik. Ancak, PET’i kopolimerizasyon ile güçlendirmek de mümkündür. En çok yapılan değişikliklerden biri etilen glikol yerine siklohekzan dimetanol grubunu polimer omurgasına eklemektir. Bu kimyasal PET zincirlerinin birbiriyle rahat bir uyum sağlamasını engeller ve PET’in kristal yapısını bozar. PET’in erime sıcaklığını düşmesini sağlayan yeni kopolimer yapısı, PETG adıyla piyasaya sürülmektedir. 2001 senesindeki kayıtlara göre dünyada yaklaşık 30 milyon ton PET üretilmiştir. Sentezlenen PET plastiklerinin %45′i elyaf uygulamalarında kullanılır. PET elyafları kırışıklığa ve aşınmaya karşı çok dayanıklıdır. Ayrıca çapraz-bağlanma ile işlenerek kalıcı kırışıklık-önleyici özelliğe sahip olur. Pamuk ya da selüloz bazlı elyafla karıştırılarak kullanılan tekstil ürününde neme karş daha iyi direnç ve doğallık hissi yaratılır. Elyaf olarak üretilen PET perdelerde, giyim eşyalarında, döşeme kumaşlarında, lastik şeritlerinde, ve endüstriyel filtreleme işlemlerinde kullanılır. PET’in başarılı gaz bariyeri özelliği sayesinde, üretilen PET polimerinin %10′u şişeleme başta olmak üzere yiyecek-içecek paketleme endüstrisinde kullanılır. Film uygulamalarında kullanılan PET polimeri daha çok fotoğraf filmlerinde, manyetik ve X-ışını bantlarında ve elektrik yalıtımı uygulamalarında kullanılır. Bu kullanım alanlarına ek olarak, bazı mühendislik uygulamlarında çelik ve alüminyum gibi metallerin yerini alarak, elektronik cihazlarda, ofis teçhizatlarında ve otomotiv parçalarında da PET kullanımı yaygındır. Bu tür mühendislik uygulamarında kullanılan PET genellikle cam elyafı, silikon, grafit, ya da Teflon ile kompound edilerek mukavemeti ve sertliği daha da arttırılır. Örnek vermek gerekirse, cam elyafıyla güçlendirilmiş PET kompoziti 150°C sıcaklığında sürekli olarak kullanıma uygundur. PMMA Polimetilmetakrilat Piyasada daha çok akrilik cam ya da pleksiglas olarak bilinen polimetilmetakrilat 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. Ticari PMMA, %70-75′i sindiyotaktik zincirden oluşan doğrusal bir polimerdir. Zincirin büyük bir kısmı sindiyotaktik olmasına rağmen, bütünüyle stereo-regular bir polimer olmadığı için ve metakrilat gruplarının büyüklüğü yüzünden kristalleşemez, yani amorftur. Camsılaşma sıcaklığı 105°C civarındadır. Amorf olmasının yanı sıra mükemmel bir optik saydamlığa sahiptir ve bu özelliğini dış hava koşullarına karşı dayanımı ile birleştirince, ışık geçirgenliğinin önemli olduğu uygulamalarda PMMA’yı kullanmak mümkündür. PMMA kolay çizilebilen bir plastik olduğu için optik özelliklerinin uygulama alanlarını kısıtladır. Bu kusurunu ortadan kaldırmak için çeşitli katkı maddeleri denemiştir ancak bu sefer de mekanik özelliklerde bozulmalar görülmüştür. Ancak yeniden belirtmek gerekir ki, PMMA camdan daha saydamdır. Özellikle, camlar daha kalın yapıldığında saydamlığını kaybederken, PMMA 35cm kalınlığa kadar saydamlığını kaybetmeden üretilebilir. PMMA’nın çekme direnci 70MPa değerlerine kadar çıkar. Darbeye dayanımı neredeyse HIPS kadar yüksektir. Makinada işlenebilen bir plastik olması ayrıca bir avantajdır. Isıya dayanıklı PMMA’nın yük altında eğilme sıcaklığı HDT 90°C’nin üzerine kadar çıkabilir ve kalıplaması genel olarak kolay olan bir plastiktir. Birçok kimyasala karşı dayanıklı olmasına rağmen organik çözücülere karşı dirençsizdir. Enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretilen PMMA parçalarıyla otomotiv farı, cihaz kapakları,optik ekipmanlar, ve ev dekorasyon ürünleri hazırlanır. Akrilik bazlı levha üretmek de mümkündür. Saf PMMA’ya ek olarak, etil akrilat ve metal metakrilat monomerleriyle üretilen kopolimerler thermoset reçine üretiminde kullanılır. Hatta, endüstride kullanılan akrilik plastiklerinin çoğu farklı kombinasyonlardan üretilmiş akrilat/metakrilat kopolimerleridir. PEK - PEEK Poliketon Aromatik polieter sınıfında bulunan poliketonlar yüksek performans plastikleri olarak kullanılırlar. Piyasada yaygın olarak üretilen iki poliketon polieter eter keton PEEK ve polieter keton PEK’dur. Her iki polimer de olağanüstü mukavemetı, ısıya ve kimyasallara karşı dayanımı sayesinde, uçak ve otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılir. 240°C - 280°C aralığında sürekli kullanılabilecek polimerlerdir. PEEK bazen poliaril eter keton ismiyle ya da kısaca poliketon ismiyle de anılabilir. Ancak endüstride PEEK adıyla kullanmak daha yaygındır. Poliketonlar diğer termoplastik polimerler gibi yarı kristal yapıya sahiptir yaklaşık %35. PEEK kristallerinin erime noktası 340°C, PEK’in erime noktası ise 360°C civarındadır. PEEK 140°C civarında camsılaşma noktasına Tg ulaşırken, PEK’in camsılaşma noktasını aşmak için 165°C’ye kadar ısıtmak gerekir. Poliketonların yüksek camsılaşma sıcaklıklarının sebebi rijit rigid bir omurgaya sahip olmalarıdır. Zincirlerindeki fenil grupları polimerlerin moleküler hareket yetisini azaltır. Karbonil grubu eter grubundan daha rijit olduğu için PEK zincirinin esnekliği PEEK’e gore daha azdır ve bu yüzden PEK daha yüksek bir camsılaşma sıcaklığına sahiptir. Her iki poliketon da yüksek sıcaklıkta bozunmaya karşı ve kimyasallara karşı oldukça dayanıklıdır. Özellikle organik çözücülere dayanıklılığı poliamidlerle hemen hemen aynı seviyededir. Suya ve sulu ortamlara aqueous karşı direnci ise polisülfonların dayanıklılığına eşdeğerdir. PEEK’in çözünebildiği organik çözücüler oldukça az sayıdadır. Kısıtlı oranda da olsa, bazı yüksek buharlaşma noktasına sahip polar organic çözücülerin içinde çözünebilir pyrene ya da benzofenon bu çözücülere örnek olarak verilebilir. PEEK’in organik çözücülerde çözünmemesi polimer zincirinin kimyasal modifikasyonunu kısıtlar. Fakat, bunun yanı sıra PEEK halojenlere, Bronsted ve Lewis asitlerine, halojenli bileşiklere ve aromatik hidrokarbonlara karşı duyarlıdır. PEEK zincirinin modifikasyonu istenirse kuvvetli asitler kullanılarak yapılabilir ve literatürde genellikle sulfurik asit sıklıkla kullanılmıştır. Sülfürik asit PEEK zincirinin sulfonasyonunu sağlar ancak aynı zamanda çok kuvvetli bir asit olduğu için polimerin bozunmasına, molekül ağırlığının azalmasına ve dolayısıyla PEEK’in fiziksel özelliklerinin bozulmasına sebep olur. Bu yüzden sulfanosyan reaksiyonun ilerlemesi sadece belli bir noktaya kadar tercih edilir. Poliketonların yüksek erime noktasına sahip olması parça üretimini zorlaştırır ancak bu soruna karşı kullanılabilecek bazı katkı maddeleri mevcuttur. Katkı maddeleri eklendiğinde poliketonların vizkoziteleri azalarak daha rahat bir üretim sağlanabilir. Göreceli olarak yeni bir termoplastik olan poliketon agresif ortamlara karşı direnci ve olağanüstü mukavemeti sayesinde yüksek ısı gereken ve aşınmaya yatkın yerlerde kullanılır. Otomotivlerin piston parçalarında ve rulmanlarda; hava-uzay endüstrisinde yapı elemanlarında; pompalar ve kompresör subapları gibi kimyasal uygulamalarda ve kablo gibi elektrik uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. TPE Termoplastik Elastomer Ayrı bir polimer sınıfı olarak karşımıza çıkan termoplastik elastomerler TPE’ler molekülleri arasında kimyasal çapraz-bağa sahip olmamasına rağmen elastomer davranışı gösteren polimerlerdir. İlk sentezlendiği yıllar 1950′lere kadar gitmesine rağmen, TPE’lerin ticari hayata girmesi stiren kopolimerlerin gelişmesiyle beraber 1970′li yılları bulmuştur. Elastomerlerde bulunan kimyasal çapraz-bağlar, şekil bozukluğu deformasyon sırasında polimer zincirlerinin birbirleri üzerinden kaymasını engelleyen bağlantılardır. Termoplastik elastomerlerin yapısında bulunan “çapraz-bağlar” ise kimyasal çapraz-bağ değil yapılarındaki mikro-heterojen, 2-fazlı morfolojiden kaynaklanan fiziksel çapraz-bağlardır. Mikro-heterojen ve morfoloji gibi terimlerin içinde kaybolmadan önce, bu molekül sistemini örneklerle açıklamak daha yararlı olacaktır. TPE’lerdeki fiziksel çapraz-bağlar esnek molekülleri birbirine kenetleyerek ağsı yapıyı oluştururlar. Yüksek sıcaklıklarda termoplastik gibi proses edilebilirler ve soğutulduklarında elastomerik davranış gösterirler. Termoplastik davranıştan elastomerik davranışa geçiş tamamen tersinirdir, yani geleneksel elastomerlerin aksine, termoplastik elastomerler tekrar tekrar proses edilebilirler; yani geri-dönüştürülebilirler. Termoplastik elastomerler yapılarında iki ayrı faz içerirler Kauçuk özellikleri gösteren elastomerik faz Termoplastik özellikleri gösteren rijid sert faz. TPE’leri malzeme davranışına göre tanımlayabilmek için 3 ana özelliği görmek gerekir. Elastomerler gibi çekildiklerinde yüksek uzama oranlarında uzamaları ve çekme kuvveti bırakıldığında, ilk uzunluklarına geri dönmeleri, Yüksek sıcaklıklarda termoplastik gibi proses edilebilmeleri, Mekanik sünme creep özelliğinin hemen hemen görülmemesi. Bu özelliklere sahip polimerlerin termoplastik elastomer olarak sınıfına girdiği düşünülür. Her zaman istisnalar mevcuddur, bu genel bir tanımlamadır Termoplastik elastomerlerin içerdiği bu iki fazı, ve “fiziksel çapraz-bağ” olarak adlandırılan rijit kısımları anlatmak için termoplastik poliüretan elastomerleri ele alabiliriz. Termoplastik poliüretan elastomerler, örnek olarak vermek gerekirse, pre-polimer poliol içeren diizosiyanat ile kısa-zincirli diolün reaksiyonu sonucu elde edilen, segmentli kopolimerlerdir. Kopolimerin pre-polimer poliolden oluşan bloğu yumuşak segmentleri, diol ile reaksiyona giren diizosiyanat ise poliüretan sert segmentleri oluşturur. Segmentlerin nasıl bir yapı oluşturduğu Şema 1′de örneklendirilmiştir. Sert segmentler bir arada bulunma eğilimindedirler. Biraraya gelen sert segmentler, düzenlikristal yapıda bulunurlar ve yakında bulunan diğer sert segmentlerle aralarında hidrojen bağı oluşturabilirler. Yumuşak segmentler ise çok daha farklı bir yapıda bulunurlar camsı geçiş sıcaklığının üzerinde bulunan yumuşak segmentler, amorf yapıdadırlar. Sert ve yumuşak segmentlerden oluşan termoplastik poliüretan elastomer yapısındaki sert segmentler zincirlerin kesişme noktası olarak fiziksel çapraz-bağ görevi görürler. Bu yapının içerdiği sert segmentler doğal ortam sıcaklığında kararlı olsalar bile, proses edilecek sıcaklığa ısıtıldıkları zaman ya da bir çözücü ile etkileşime girdikleri zaman dağılmaya başlar. Bu özellik, malzemenin kolayca kalıplanabileceğini, ya da çözücüler sayeside, ince kaplama olarak kullanılabileceklerini gösterir. Termoplastik elastomerlere diğer bir örnek ise A-B-A tri-blok kopolimerleridir. Bazı tri-blok kopolimerler 3 ayrı monomer tipinden oluşabilir, A-B-A türü tri-blok kopolimerleri A ve B olarak gösterdiğimiz 2 tip monomerden, yaşayan anyonik polimerizasyonu reaksiyonu ile elde edilir. Bu tip kopolimerlerde genellikle A bloğu camsı bir homopolimere, B bloğu ise polibütadiyen gibi kauçuğumsu bir polimere aittir. Bu tür kopolimerlerin en karakteristik özelliği farklı monomerlere sahip olan blokların birbirini sevmemesi ve birbirleriyle uyumlu olmamalarıdır. Bu sebeple, ayrı blok kısımları faz ayrışmasına uğrayarak, benzer monomerler beraber durdukları kümeler edilen morfolojik yapı, kopolimerin kimyasına bağlı olacaktır. TPE’ler ticari olarak 6 ana sınıfta toplanır. Stiren tabanlı blok kopolimerler, Polyolefin karışımları, Elastomer tabanlı alaşımlar, Termoplastik poliüretanlar, Termoplastik kopoliesterler, Termoplastik poliamidler. Son yıllarda ise, birbirine geçen polimer ağ-yapıları interpenetrating networks ve rekabetçi polimer ağ-yapılı competitive networks malzemelerin geliştirilmesinde kullanılan TPE’ler, farklı yapılar oluşmasını sağlayan kimyasal yapıları ve fiziksel etkileşimleriyle hem akademide hem de endüstride detaylı olarak incelenmektedir. TPE’lerin avantajlarını sıralamak gerekirse, geri dönüştürülebilir olmalarını, termoplastikler gibi proses edilebilirlikleri , hemen hemen hiç kompoundinge gerek duymamaları, güçlendirici ve kararlılığı arttırıcı katkı maddelerine ihtiyaç duymamaları, kolayca renklendirilebilmeleri, üretimleri için daha az enerji kullanıldığı ve parça üretim kalitesini kontrol etmenin daha kolay olması olarak sayabiliriz. TPE’lerin sakıncalarını ise yüksek maliyetli malzeme olmaları, karbon siyahı gibi ucuz katkı maddeleriyle karıştırılamamaları, sıcaklığa ve kimyasallara karşı düşük dirençleri olarak sayabiliriz. Termoplastik elastomerlerin üretiminde ekstrüzyon ve enjeksiyon kalıplama en yaygın kullanılan yöntemlerdir. Isıl-kalıplama, ısıl-kaynak ve blow-molding yöntemleri de kullanılır. Özellikle enjeksiyon kalıplama ile üretilen TPE parçalarının seri üretimi çok hızlı ve ekonomiktir. UHMWPE Ultra High Molecular Weight Poliethylene Ultra Yüksek Yoğunluklu Polietilen Yoğunluğu g/cm3 arasında değişen bir polietilen çeşididir. Yüksek molekül ağırlığının anlamı polimer zincirlerinin kristal yapı içinde çok sıkı bir biçimde yerleştiği veya paketlendiğidir. UHMWPE çok serttir ve termoplastik malzemeler arasında en yüksek darbe direncine sahiptir. Uzun zincirler moleküller arası etkileşimi kuvvetlendirerek yükün polimer iskeletine daha etkin bir şekilde transferine olanak verir. Bu hal, herhangi bir yüksek darbe dirençli termoplastiğe kıyasla daha dayanıklı ve sert bir yapı oluşmasını sağlar. ​ Savunma sanayisinde kompozit zırh plakası yapımından genel amaçlı makinelere endüstrinin bir çok dalında kullanılmakta ve kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. ​ UHMWPE termoplastik malzeme, hijyen, kendi kendine yağlama, korozyon direnci, ses yalıtımı, sürtünme dayanımı, darbe dayanımı gibi ön plana çıkan özellikleri sayesinde tercih edilmektedir. ​ Bu web sitesi deneyiminizi geliştirmek için çerezleri kullanır. Bununla iyi olduğunuzu varsayacağız, ancak isterseniz ayarlarıKabul Warning fopengh-cache/464718b6d863c9e2d42058fb7810f236 failed to open stream No such file or directory in /home/marmarakoltuk/public_html/ on line 93 Warning fwrite expects parameter 1 to be resource, bool given in /home/marmarakoltuk/public_html/ on line 94 Warning fclose expects parameter 1 to be resource, bool given in /home/marmarakoltuk/public_html/ on line 95

elyaf ile silikon arasındaki fark