|Plastik Malzemelerin Özellikleri
|Plastiklerin Görünüşü
Plastiklerin çoğu renksizdir. Bu yüzden istenilen rengi elde etmek için renk verici maddeler kullanılır.
• Pigmentlerle opak görünüş elde edildiği gibi çözünür organik boyalarla, şeffaf bir görünüş de elde edilebilir.
• Polimetilmetakrilat gibi bazı polimerler çok berraktırlar.
• Bu özelliğinin yanı sıra polimetilmetakrilat hafif de olduğu için, hem optik camın yerine hem de uçak gibi araçlarda kullanılır.
|Plastiklerin Yüzey Sertliği
Plastik malzemelerin bir dezavantajı, yüzeylerinin yumuşaklığı ve çizilmeye karşı direncinin az olma-sıdır. Plastikler cam, seramik ve metallere göre daha az
| Plastiklerin Yoğunluğu
• Plastik malzemeler, odun hariç diğer tüm malzemelere göre ağırlık bakımından
• Plastiklerin yoğunluğu 0.9-2.5 g/cm 3 arasındadır. Bundan dolayı ağırlığın
| Isısal Özellikler
• Plastiklerin ısısal özelliği en önemli özelliklerinden biridir.
• Her ne kadar bazı plastikler 100-180°C aralığında uzun süreli kullanım için tavsiye
|• Yüksek sıcaklıklarda plastiklerin kullanabilmelerini tayin eden yöntem yumuşama ve eğilme sıcaklığıdır. Bu amaçla kullanılan standart test, ASTM D648 veya BS 2782 Kısım 121’dir.
• Ancak bu sıcaklıkların malzemenin maksimum kullanma sıcaklıkları olmadığını hatırlatmakta fayda vardır. Bununla beraber düşük zorlamalarda veya uzun aralıklı yüklemelerde, plastikler bu veya daha yüksek sıcaklıklarda dayanabilirler.
• Yumuşama sıcaklığı esasen sadece malzemenin ön seçiminde bir bilgi vermektedir.
Isıl İletkenlik
|Plastiklerin önemli bir ısısal özelliği ısı iletkenliğidir. Genellikle plastiklerin ısı iletkenliği kötüdür. Metallerin ısıl iletkenlikleri 200-10000 cal/cm.san.°C x 10 4 arasında
iken, plastiklerin ısıl iletkenlikleri 2,0-8,0 cal/cm. san.” C x 10 4 arasındadır.Plastiklerin ısıl iletkenliklerinin düşük olmasından dolayı,sürtünme veya tekrarlanan gerilmelerin sebep olduğu sıcaklık büyümesi, malzeme içerisinde ısı birikmesine
neden olur. Bu olay ısıl yorulmaya yol açar.
|• Isıl yorulmayı azaltmak için, plastik malzemelere katkı maddeleri ilave edilir.
• Bu amaçla en çok kullanılan katkı maddeleri metal tozları (alüminyum, bakır, vb.) veya çeşitli elyaflar (karbon elyafı, cam elyafı vb.).
• Katkılı plastiklerin ısıl iletkenlikleri en az 10 kat daha yüksektir, Örn. 4-30 değerinde olan epoksilerin ısıl iletkenleri katkı mad-deleri ile takviye edildiklerinde 800-2500 değerlerine kadar çıkabilmektedir
|• Plastiklerin ısıl iletkenlikleri molekül ağırlığının yanı sıra, kristalinite derecesi ve yönlenme gibi yapısal faktörlere bağlıdır.
• Kristalinite derecesi ve yönlenme artarsa, ısıl iletkenliği de artar.
• Başka bir ısısal özellik ısıl genleşmedir. Plastik malzemelerin işlenmesinde önemli bir problem olan ısıl genleşme katsayısı, metallere göre çok daha büyüktür ve değer olarak 2-20 x 10 5 (cm/cm°C) arasında değişir.
|• Takviye malzemelerinin ilavesi örn.fiberler (elyaflar) ,plastiklerin ısıl genleşmelerini önemli derecede azaltmaktadır, örneğin polistirene % 60 oranında cam elyaf ilavesiyle ısıl genleşme katsayısı yarıya indirilmektedir.
• Isıl iletkenlik gibi ısıl genleşmede molekül ağırlığı ve yapısal faktörlerle değişir.
• Polimerin kristalinite derecesinin ve çapraz bağ yoğunlunun artmasıyla ısıl genleşme katsayısı azalır.
• Yönlenme yönünde katsayı azalırken, dik yönde artar.
• Bunların yanı sıra ısıl genleşme değerleri plastiklerin (Tg) camsı duruma geçiş sıcaklığının ve Tm ergime sıcaklığının üzerinde veya altında farklıdır.
|• Plastiklerin ısıya karşı dayanıklılığı çok önemli bir faktördür. Genellikle termoplastikler yük uygulanmadığı zaman (kendi ağırlıkları altında) 65-120°C’da, bazı çeşitleri ise 260°C gibi yüksek sıcaklıklarda bozulurlar. Bu yüzden yüksek sıcaklıklarda düşük bir yük altında kullanılmalıdırlar.
• Termosetler daha sert ve ısıya daha dayanıklıdırlar. Sıcaklık artarsa belirli bir sıcaklığa kadar sert kalırlar fakat yüksek sıcaklıklarda kömürleşir, bozulurlar.
• Genellikle termosetler 150°C -230°C arasındaki sıcaklığa devamlı maruz kalabilirler; bazı özel termoset çeşitleri 260°C’ ye kadar dayanabilir. Asbest ve cam dolgu gibi dolgu malzemeleri plastiklerin ısıl dirençlerini artırır
|Kimyasal Özellikler
Plastikler, metal malzemelere göre kimyasal ajanlara daha dayanıklıdırlar. Genellikle termoplastikler zayıf asit, alkali ve tuzların sulu çözeltilerinden etkilenmezler, örneğin polietilen ve polipropilen asit depolama kabı imalinde kullanılmaktadır. Politetrafluoretilen gibi fluor içeren plastikler kimyasal olarak son derece inert malzemelerdir. Diğer taraftan, termo plastiklerin çoğu organik çözücülerin etkisi altında çözünme veya şişme gösterirler
|• Polimerlerin kimyasal dirençleri reaktif maddenin cinsine ve yoğunluğuna, polimerik yapıya, sıcaklığa, uygulanan gerilmeye, yüzey pürüzlüğüne ve morfolojisine bağlıdır.
• Kısa süreli polimer-kimyasal çevre etkileşmeleri çekme deneyleriyle, uzun sürekli etkileşmeler ise sürünme deneyleriyle belirlenirler.
|• Kimyasal çevre ile birlikte gerilmenin etkisi, plastik malzemenin yüzeyinde gerilmenin yoğun olduğu zayıf bölgeler oluşturur. Örneğin eğilme ve benzeri gerilmeler malzeme yüzeyinde çatlaklar oluş-turabilir. Kimyasal madde bir çatlak içine sızar ve kimyasal etki yaparak bozunmayı başlatır.
• Termosetler, termoplastiklere göre kimyasal çevreye daha az duyarlıdırlar.
| Alevlenme (Yanma) Özellikleri
• Plastikler aleve karşı çok hassastırlar. Genellikle termoplastiklerin çoğu alevle veya aşırı ısı ile temas ettikten sonra kullanılmaz hale gelirler.
• Yanan plastiklerin yanma hızı, aditif (yanmadan koruyan madde) kullanarak yavaşlatılabilir. Bununla beraber, birçok plastik, alev uzaklaştırıldıktan sonra yanmaya
• Bir plastik malzemenin alevlenme kabiliyeti ölçülebilir, fakat genellikle bu özellik yanmanın özel şartlan ile ilgili birçok faktöre bağlıdır, örneğin plastikleştirici ihtiva
|• Çok sayıda deney metodları ortaya çıkmasına rağmen, son yıllarda kabul edileni Kritik Oksijen İndeksi (COI) kavramına dayanan yöntemdir.
• ASTM 2863Tte standartlaştırılan bu deney, plastiklerin yanma özelliklerinin mukayesesinde en çok kullanılan yöntemdir. Bu deneyde bir tüp içerisinde yukarıya doğru akan oksijen-azot karışımında bir şerit plastik tutuşturulur ve aşağıya doğru yanan, kararlı, mum gibi bir alev tayin edilir. Alev sönene kadar gaz karışımının oksijen-azot oranı yavaş yavaş azaltılır .
|Sabit yanmayı devam ettirebilen minimum oksijen miktarına Kritik Oksijen İndeksi denir.
Bu sebepten, COI daha düşük olursa, malzeme daha kolay alevlenebilir. Hava %21 O2 ihtiva ettiğine göre COI değeri 0.21’den daha büyük olan polimerler kendi kendini söndürürler.
Malzeme geometrisi de dikkate alınırsa yukarıdaki değerin ya nız fikir verici olduğu anlaşılmaktadır. Deney şartlarından farklı koşullarda, COI’nin daha yüksek değeri (0.27 civarında) başlangıç noktası olarak kabul edilir.
COI deneyinin kolaylıkla yapılabilmesi, polimerlerin alevlenme özelliklerinin karşılaştırılmasında sıkça kullanılmasına neden olmuştur.