Polimerdeki Mucize

Merhaba genç mühendis adayları ve mühendis kardeşlerim. Bugün sizlere bahsedeceğim konu polimerler hakkında genel bilgi vermek ve bu mucize malzemenin hayatımızdaki yerini algılamanıza yardımcı olmak olacaktır. Hadi başlayalım.

Tarihsel gelişimine baktığımızda ilk olarak kauçuktan gelen bu yaratık daha sonra üzerinde burada sayamayacağım kadar şekle bürünerek hayatımıza girmiş bulunmaktadır. İlk başlarda doğal polimer olarak bildiğimiz bu malzemelerin çeşitli işlemlerden geçirilmesi ile araç lastiklerinde kullanılabilir ilk ilkel tekerlek malzememizi üretmiş olduk. Temelde kauçuğun kükürtle vulkanize sinden gelen bu üretim sayesinde araba sektörü gelişimini son hızda devam ettirdi. Bu tek başına yeterli değildi ve süregelen zamanda bu işi geliştirerek günümüzde dayanım değerleri çok yüksek ve konforlu lastikler ürettik. Bundan yıllar önce benim hatırladığım kadarıyla iç lastik malzemesi kullanırken şimdi tüm lastikler iç lastik olayına gerek kalmadan yüksek basınçta ve hızlarda dayanımını koruyabilmektedirler.

Peki sadece lastik sanayisi miydi bizim için polimer sanayisi? Şu anda bildiğiniz üzerine değildi elbette. 1700 lü yıllarda atılan bu adımdan günümüze yüzlerce çeşit polimer türü üretildi. Bunu bir örnekle açıklamak gerekirse etrafınıza bir bakın, lambanın üzerindeki o yumuşak şey, masanızın üzerindeki renkli kaplama ve hatta ahşap deseni gibi gördüğünüz şey, kullandığınız cihazların üzerlerindeki kaplamalar, duvardaki boyalar ve daha birçok malzeme gözünüze çarpacaktır. Yani şimdi karar verseniz ve polimer ’siz bir çevrede yaşamak istiyorum derseniz muhtemelen yaşamanız pekte mümkün olmazdı. Çünkü endüstriyel yapay polimerlerin dışında hemen hemen tüm bitkilerde bu polimer yapısı bulunmaktadır. Şimdi bu düşünceden uzaklaşalım ve birazda özelliklerinden bahsedelim.

Polimer dediğimiz malzemenin en çok tercih edilmesinin yegâne sebeplerinden birisi yoğunluğudur. Diğer metal ve seramiklerin aksine kimyasal yapısının düzensiz olması bu malzemelere oldukça hafif olma özelliği katmaktadır. Ayrıca hafif olmalarının yansıra dayanım artırmak adına yarı kristal veya kristal yapıda polimerlerde sentezlenebilmektedir. Bu konularda bilgi almak için polimerlerin sterokimyası konusunda göz gezdirmenizi tavsiye ederim. (Daha sonra gelebilir henüz yok ☹)

Bir diğer özelliği ise bu malzemeler metaller ve seramiklere göre çok küçük sıcaklıklarda akışkan hale geçebilmektedir(bazıları). Bu geçişin önemi ise yüksek sıcaklığa çıkılmadığı için bu malzemelerin daha az maliyette şekillendirilebilmelerine olanak tanımasıdır. Diğer yandan bazı polimer türleri yapısının kristal ligine göre yüksek sıcaklıklarda kristalin malzeme gibi davranabilmektedir. Bu konuda sınıflandırırken polimerleri termoplastik (Tg değeri olan) ve termoset (diğerinin tersi) olarak sınıflandırmaktayız.

Metaller ve seramiklerde bulunmayan bir diğer özellik ise bu malzemelerin camsı geçiş sıcaklığı diye tabir ettiğimiz yapısıdır. Yukarda bahsettiğim termoplastik malzemelerde bu yapı bulunmaktadır. Kristal yapısı olmayan amorf olarak ifade ettiğimiz polimerlerde bu özellik sayesinde çarşı pazarlarda kullandığımız poşetleri rahatlıkla bükebiliyoruz.  Aynı şekilde kablo ve diğer bükülebilen plastiklerde bu yapının sayesinde gerçekleşiyor. Teorik olarak genel kültür adına söylemek gerekirse Tg dediğimiz olay polimer zincirleri arasındaki boşluğun belirli bir orana denk gelmesi ile tanımlanıyor. Kim bilir belki bu bilgi kim milyoner olmak ister de çıkar 😉

En çok kullanılan bir diğer özelliği ise iletken olmamasıdır. Bugün kullandığımız tüm elektrikli aletlerde hem hafif hem de elastik yapısından dolayı bu malzemenin kullanılmasının sebebi budur. Hepimizin bildiği bu bilgi dışında birde diğer elektriksel özellikleri bulunmaktadır.  Bizler her ne kadar yalıtkan olarak nitelendirsek te üretilen bazı tür polimerler iletken özellikte karakterize edilerek çok özel uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu uygulama ile yarı iletken teknolojilerine katkı sağlanıyor ve ayrıca

Manyetik özellikli bazı çok özel polimerler ile askeri amaçlar için kullanılabilecek türleri de akademik alanda araştırılmaktadır. Buna ait bilgileri küçük çaplı bir internet araştırması ile bulabilirsiniz.

Anlattığım bu özelliklerinin dışında daha pek çok sağlık, İlaç, dekorasyon gibi sektörlerde sıklıkla tercih edilmektedirler. Bu malzemeler doğru kullanıldığında çok fazla işimize yararken yanlış kullanımları da felaketlerle sonuçlanabilmektedir. Örneğin işini doğru yapmayan bir pet şişe firması insanların kanser olmalarına yol açabilir. Çünkü polimer üretimi aslında bir çeşit kanser yapısı oluşturulması ile ilerlemektedir. Aynı bir kanserin yayıldığı gibi polimer zincirleri de bu yol ile büyümektedir. Bunlardan herhangi birisinin su ile vücudunuza girdiğini düşünün. Hiç sigara kullanmasanız bile akciğer kanseri olmanız olası bir hale gelirdi. Bu yüzden bu sektörde çalışan insanlar çok daha dikkatli olmak zorundadır ve bu işi yapan mühendislerin üzerlerinde büyük bir sorumluluk bulunmaktadır. Bir diğer tehlikede üretildikten sonra olması muhtemel tehlikedir. Saklama koşullarına aykırı saklanmış bir şişe (örneğin güneşin yamacına konmuş) kanser olma riskinizi artıracaktır. Bir polimer ürününden kanser olma olasılığınız milyarda bir olduğunu belirtelim ve daha fazla korku vermeden bu bahsi kapatalım.

Son olarak bahsedeceğim bir konuysa bu alanda her ne kadar çok fazla ürün üretilse ve çok fazla çeşit olsa da daha denenebilecek ve üretilebilecek çok daha fazla kombinasyonların olduğu olacaktır. Her ne kadar çağımızda bir şeyler üretmek ve geliştirmek çok pahalıya patlasa da yılmadan çalıştığınızda elbette emeğinizin karşılığını alacak olmanızdır. Hayatta bol başarılar diler ve yazmış olduğum bu yazıyı okuduğunuz için size teşekkür eder, başarılar dilerim.

Bilim, Teknoloji ve Mühendislik
Muhammed Şahin
Muhammet Şahin
Malzeme Mühendisliği Öğrencisi

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>