Polimer

Polimer Nedir?
Tekrarlanan yapısal kümelerin oluşturduğu yüksek molekül ağırlıklı (birleşikler).

Polimer küçük basit moleküllerin devamlı olarak birbirini takip etmesi sonucu oluşan makro bileşiklerdir. Günümüzde polimerlerin bir çok kullanım alanı vardır. Polimerler, pencerelerimizde kullandığımız PVC'den tutun da mutfakta kullandığımız teflon tavaya kadar hemen her yerde kendini göstermektedir. Polimerleri oluşturan küçük birimlere monomer denir. Aşağıda bazı polimerler ve monomerleri gösterilmiştir:

etilen: CH2=CH2 polietilen : (-CH2-CH2-)n
vinilklorür: CH2=CHCl polivinilklorür: (-CH2-CHCl-)n
stiren: CH2=CHPh polistiren: (-CH2-CHPh-)

Polimer, monomer denilen ufak moleküllerin birbirine kovalent bağ ile bağlanarak oluşturdukları büyük bir moleküldür. İnsanların elele tutuşmasıyla oluşan zincire benzetilebilirler. Canlıların yaşam sürecinde önemli rol oynayan pek çok organik polimer olduğu gibi , doğada da pek çok inorganik polimer bulunur. Ayrıca laboratuarlarda çeşitli yöntemler kullanılarak çok sayıda yapay polimer üretilmiştir. Laboratuarlarda üretilen bu yapay polimerler günümüzde bir çok sanayi ürününün üretilmesinde kullanılır. Örnek olarak , bize en uygun olan polimerler PVC (Poli Vinil Klorür) ve PU (Poli Üretan) , termoplastik sınıfına giren polimerlerdir. Camlaşma sıcaklığının üstündeki sıcaklıklara ısıtıldıklarında yumuşayabilirler ve işlenebilir özelliğe sahiptirler. Soğutuldukları zaman ise istenilen şekilde sertleşirler. Fakat ısıtıldıkları zaman tekrar yumuşarlar ve eğer istenirse tekrar şekillendirilebilirler. Böylece defalarca şekillendirilebilirler. PVC , plastikleştirilip işlendiği zaman kararlı , kuru ve esnek bir özelliğe sahip olurlar.

Polimer, en basit tanımıyla monomer denilen küçük moleküllerin birbirlerine eklenmesiyle oluşan uzun zincirli doğal sonucu olarak büyük molekül ağırlıklı bileşikler. Polimerler düşük üretim maliyetleri,kolay şekil almaları ve amaca uygun üretilebilmeleri nedeniyle her alanda yaygınlaşmıştır.PVC(Poly Vinyl Chloride),Teflon(politetrafloroetilen (PTFE) ) hayatımıza giren polimer örneklerindendir. Fiziksel özelliklerine göre Polimerler 3 farklı gruba ayrılırlar;

• Termoplastikler
• Termosetler
• Elastomerler

Termoplastikler de kristal ve amorf termoplastikler olmak üzere kendi içinde ikiye ayrılırlar.

Polimer çeşitleri
Günümüzde polimerleri sınıflandırmak için iki yöntem vardır. Bir çeşit sınıflandırma yöntemi polimerleri ekleme (addition) ve yoğunlaşma (condensation) polimerleri olarak ayırırken, bir diğer yöntem ise step ve zincir (chain) polimerleri olarak sınıflandırır. Bu terimlerden çoğu zaman 'yoğunlaşma ve step' ile 'ekleme ve zincir' terimleri birbirinin yerine kullanılır, fakat bu durum yanıltıcı olabilir. Her ne kadar genelde bir step polimeri aynı zamanda bir yoğunlaşma polimeri olsa da (aynısı ekleme ve zincir için de geçerli) bu durum maalesef her zaman doğru değildir. Zaten iki sınıflandırma yöntemi birbirinden ayrı metodları kullanır. Yoğunlaşma-ekleme sınıflandırması polimerlerin yapısına göre belirlenirken, step-zincir sınıflandırılması ise polimerizasyon reaksiyonun mekanizmasına göre belirlenir.

Polimer Kimyasının Kısa Tarihi

• Kızılderililer başlangıçta sıvı olan kauçuğun özsuyu ile ayaklarını kapladıktan sonra havadaki oksijenin etkisi ile bazı noktalardan bu moleküller birbirlerine bağlanırlardı. Bu bağlanmalar nedeniyle artık moleküller birbirlerinden kolayca ayrılamazlar , böylece sıvıdan katı duruma geçilir. Fakat bu katı biraz özeldir.  Bu katı yapı içerisinde küçük moleküler hareket edebilirler ve tüm yapıda hareketlidir. Yapının bir balık ağı gibi davrandığı düşünülebilir. Bu nedenle bu yapı kısmen katı kısmen sıvı gibi davranır. Bu madde kauçuk olarak adlandırılır. Bununla beraber bu kauçuk ayakkabı bir gün içerisinde dağılırdı. Çünkü havadaki oksijen ilk olarak molekülleri birbirine bağlamasına karşın bir süre sonra oksijen, zincirleri kesmeye baslar ve birgün sonunda da yapı dağılırdı.
• Çinliler’in 1400'lü yıllarda yaptıkları , balmumuna daldırılmış kumaştan şemsiye , daha sonra “Direkt Kaplama” olarak isimlendirilecek işlemin tarihteki ilk uygulamasıydı. Kumaşın tamamiyle farklı bir malzemeyle kaplanarak (birleştirilerek) işlevini daha iyiye götürme fikri böyle oluştu.
• Bugün kullandığımız PVC ve PU gibi polimerlerin atası 1839 yılında Goodyear tarafindan üretildi. Goodyear, kükürtle vulkanize edilmiş kauçuk olan Libonit’i üretti. 1849 yılında Charles Goodyear kauçuk ağacının özsuyunu kükürt ile kaynattığında esnek , sağlam siyaha yakın bir madde elde etti. Goodyear'ın bu buluşu halen üretimdedir , fakat o yıllarda henüz polimer kavramı ortaya atılmamıştı.
• Polimerlerin ikinci büyük grubu olan plastiklerin ilk ürünü ,1868 de Amerika'da John Wesley Hyatt tarafından pamuk selülozunu nitrik asit ve kamfor ile etkileştirilerek hazırlanan yarı sentetik polimerdi.
• 1900’lü yıllarda İtalya’da Direkt Kaplama işlemiyle mezure üretildi. Takip eden yıllarda 1. dünya savaşı esnasında Almanlar ilk U-Boat modelini ürettiler. Ancak dış etkenlere karşı son derece dayanıksızdı.
• 1920-1930 yılları arasında Alman kimyacı H. Staudinger “Makromolekül” hipotezini ortaya attı ve deneysel olarak ispatladı. İşte bu tarihten sonra polimer kimyası dünyada bir devrim yarattı.
• 1960’lı yıllarda kumaş ve plastik özelliklerini aynı anda içeren bir yapıdan bahsedilmeye başlandı. Yüzey, doğal deri efekti verirken sağlamlığını kumaş sağlıyordu. Bu yıllarda “Transfer Kaplama” ortaya çıktı. O yıllarda kullanılan transfer kağıtları en fazla 100 ºC'ye dayanıklıydı. Teknolojinin ve malzeme bilgisinin gelişimiyle suni deri uygulamaları bugünkü halini aldı.