Katalog

KİM YA Dünya ve Tiirkiye'de (plastik) araştırmaları Materyal bilimi, günümüzde yeni polimerlerin sentezi ile daha çok ilgileniyor. Ülkemizde bu alanda neler yapılıyor? Bahattin Baysal* Memleketımızde 1994 yılında SCI'de yer alan dergılerde yayımlanan 1785 makale uzerınde, Doç Dr Serhat Çakır'ınTUBİTAK Başkanlığı'nda yaptığı ayrıntıh ıstatıstık ınceleme, bılım çevrelerınde buyuk bır ılgı ıle ızlenıp değerlendırıldı Yapılan çahşmaların bılım dallarına gore dağılımlarını ıncelendığınde polımer bılımındekı yayınların ön sırada bulunduğu goruluyor Polimerik maddeler uzerınde araştırmalar başlıca dort merkezde toplanmıştır Bu araştırma odaklarını son otuz yıl ıçındekı gelışme surecıne gore sıralayabılırız. (1) ODTU Kımya Bolumu, (2) İTU Kımya Bolumu, (3) B U Polımer Araştırma Merkezı, (4) TUBİTAK Marmara Araştırma Merkezı Türkiye'de polımer kımyası uzerındekı çalışmalar, 19461950 yılları dönemınde Ankara Universıtesı Fen Fakultesı'nde başlatılmıştır. O yıllarda bu araştırmaları yoneten Estonyalı Prof Dr A.G. Parts, 2 Dunya Savaşı sonrasında Ankara Unıversıtesı'ne getırılen kımya lıteraturundekı bılımsel gelışmelerı ve eğılımlerı çok lyı değerlendırerek araştırmalann polimerik maddeler uzerınde yogunlaşmasını sağlamıştır Bu bılım dalında yapılan araştırmalann son otuz yılda artarak ılerledığı gorulmektedır özellıkle Boğazıçı Unıversıtesı'nde yurutulen ve polımer zıncırlerının ıstatıstık mekanık yöntemlerı ıle ıncelenmesıne dayanan araştırmalar yuksek araştırma düzeyındekı konumunu surdurmektedır Ancak, polimerik maddelerın kımyası we karakterızasyonu uzerındekı deneysel çahşmaların, genellıkle onemlı yenılıklere açılmadığı görulmektedır Polımer bılım çevrelerınde bu tur gozlemler son yıllarda ağırlık kazandığı ıçın, bu bılım dalındakı gelışmelerı, yenı ve ılgınç araştırma alanlarını özetleyen aşağıdakı derleme çalışmasının bu konuda çalışan genç bılımcılere yararlı olacağını sanıyorum 1. Türkiye'de yapılan polimer araştırmaları yöntemlerlnde sağlanacak gelışmelerın daha ustun nıtelıklı malzeme hazırlanmasına yol açacağı duşunuldu 198O'lı yıllardan sonra araştırmalann yenıden polımer kımyası konularında yoğunlaştığını goruyoruz Bu kez amaç, seçımlı ve şaşırtıcı ozellıkler gosteren polımerlerın hazırlanmasına yonelmıştır Pıezoelektrık polımerler, doğrusalolmayanoptıkpohmerler, sıvıkrıstalın polımerlerın sentezı ılgı odağı olarak belırdı 19691980 yıllarında gelıştırılen polı(vinılıden florur), kımyasal etkılere ve ışığa dırençlı (fotorezıst) bır kaplama teknığı (coatıng) materyalı sağlar 1977'de bulgulanan aromatık polıamıdler, lıotropık sıvı krıstalın ozellıklerı çok kuvvetlı lıflerın hazırlanmasına olanak sağladı Bu gruba gı sonuçlarının surup gıtmesı bu alanda onemlı gelışmelerın sağlanabıleceğını belırtiyor Doğrusalolmayanoptık polımerler ıle seramık turu polımerler de onemlı uygulama potansıyelını taşıyan yenı polimerik maddeler nıtelığını taşıyor Yenı polımerlerın uretılıp uygulamaya konulmasında ızlenen yontem, tıcarı plastıklerın gelişmesi aşamasındakı çabalara benzemıyor Etkıleşım, eskı yıllarda olduğu gıbı endustrıyel laboratuvarlarla uretıcı grupları arasında olmayıp, unıversıtelerle endustrıyel laboratuvarlar arasındakı ılışkılere, polımer kımyası ıle malzeme muhendıslığı ışbırlığıne dayanıyor roksıl grupları taşıyan polımerlerle bırleş mesı ıle elde edılır Bu maddelerın yapısı uzerındekı çalışmalar, organık ve anorganık faz bolgelerının bırkaç nanometre dolaylarında bulunduğunu gosterıyor Mekanık ozellıklerı ıse polımerlerle camların arasında değışmektedır 2. Polimer bilim dalının gelişmesi llerı teknolojı malzemesı olarak tanınan polimerik maddeler 20 yuzyılın ıkıncı yarısında buyük bır ılerleme göstererek çağımıza damgasını vurmuştur Polımer kımyasındakı genış araştırmaları, polımer fızığı ve polimer muhendıslığındekı araştırmalar ızledı 1940 ve 1950 donemlerınde polıetılen, polıstıren, polı(vınıl klorur) gıbı plastik maddelerde sağlanan gelışmeler buyuk bır endustrının kurulmasına yol açtı, o yıllarda, naylon ve polıpropılen gıbı yenı polımerlerın uretımı de hızlı bır artış gösterdl 196O'lı yıllarda yenı polımer uretımı gereksınımı yavaşladı Polimerik maddelerın molekül yapısı, morfolojısi ve ozellıklerı arasındakı ılışkılerın yetennce anlaşılması ıle daha yararlı materyalın yapılabıleceğı göruşu ağırlık kazandı 1970'lerde, proses Kompozıtler başlıca ıkı grupta toplanabılır Karbonelyaf desteklı epoksı reçınelerı, fıberlerın ustun ozellıklerını gosteren, ışlenmesı pahalı anızotrop maddelerıdır Dolğu maddesı ıçeren polimerik kompozıtler ıse sert, daha kuvvetlı, ama daha da yanıksız materyal olarak bılınmektedır Dolgu maddesının hacım oranı % 30'a kadar yukseltılırse modul ıkıuç kat arttırılabılır Sert ve sağlam, kalıplanabılır kompozıtlerın uretımı uzerınde duruluyor Fıbermatrıs karışımında, yuzeylerarası etkıleşımı arttıracak, matrısın mekanık ozellıklerını guçlendırecek ınce lıflerın, kompozıtın sağlamlığını etkıleyecek bıleşımlerın saptanması yönundekı araştırmalar surduruluyor Insan vucudunda bulunan yapısal maddeler, ılerı sentetik kompozıtler ıçın model olaEsnekltğın kralı olan Lyrc, sentetik bir elyaf denetiminden rak alınıyor örneğın, çok kuvvetll, oluşuyor. Esnek ve ısı ayarlayıcı nitelikleri ile spor giyim ve sağlam, yuksek çamaşırda bır devnm yarattı. modul gosteren kemıkler, başlıca, % 4050 kadar ınce [4 nm (nm= nanometren sentetik polıamıdler arasında Kevlar'ın re7)] hıdroksıpatıt levhaları ıle desteklenözel bır konumu bulunuyor Genellıkle, yemış kollojenden oluşur Kemığın ustün yanı bulgulanan bır polımerın, uygulama alapısal ozellıklerı, levhaların büyukluğu, bıçını bulup tıcarı uretıme açılmasından once mi ve duzenı ıle ılışkılıdır Kompozıtlerde uzunca bır sure çeşıtlı alanlarda denendolgu tanesı olarak kullanılan tanecıklerın, mesı gerekıyor bıyolojık yapı maddelerınin gerılmeesneInce polıasetılen fılmlennın katalızör çome eğrılerıne benzer davranışı sağlayacak zeltılerı uzerınde oluşturulabıldığı ve bu yönde duzenlenmesı uzerınde onemle dufılmlerın doplanması ıle yuksek ıletkenlığı ruluyor Selluloz fıberlerının oluşturduğu olan fılmlerın elde edılebıleceğı yırmı yıl sağlam yapıların, lıflerın yerel olarak parakadar once bulundu Bu bulgular polıaselel, ancak yapı ıçınde yön değıştıren detılen, polıpırol, polıfenılen ve benzerı kojumet duzenı ıle sağlandığı bılınıyor Benzer ge polımerler uzerınde genış araştırmalabıçımde, polimerik matrıste fıbroz nıtelıkte nn surdurulmesıne yol açtı lletken polıdestek sağlayacak yöntemler uzerınde çamerler ıçın elektrık pıllerı, elektronık cıhazlışılıyor lar, guneş pıllerı vb çeşıtlı uygulama alanları önerıldı Bır yandan lyonık ve elektronık mobılıtenın duşuk olması, ote yandan 5. Organikanorganik melezler dop denılen polımerlerın kararsızlığı gıbı Metal oksıtlerle organık polımerlerın çesorunların bır turlu çozumlenmemış olması şıtlı blleşımlerı ıle, melez materyal oluştugıbı nedenlerle başlangıçtakı yoğun ılgı hıruluyor Seramer, ormoser, polıseram adzının kesıldığı goruluyor Ancak, uygulama ları verılen bu tur melez maddeler, genelkonuları uzerınde yayımlanan araştırma lıkle, sılıkon alkoksıdlerın kısazıncırlı hıd 3. llginç polimerik maddeler 4. Kompozitler Seramıkler yoöunlaştırılmış tozların, katı hal dıffuzyonu ıle toparlanarak daha da yoğunlaştırılması ıle hazırlanır Sağlam bır urun elde etmek ıçın tane buyukluğunu denetlemek gerekır Mıkrometre boyutlarında eşıt buyukluktekı tanecıkler arasındakı çekım kuvvetlerını sınırlama zorunlu luğu bulunuyor Ince tanecıklerın organık çozuculerdekı dağılımı polimerik dağıtıcı larla kolaylaştırılabılır Ancak, çevre sorun ları bu tur ışlemlerın sulu ortamda yapıl masını zorunlu kılar Oysa sulu ortamda ınce tanecıklerln dıspersıyonu kolaylıkla sağlanamaz lyonık polımerler ya da kuçuk molekuller etkın dağıtıcı olarak bılınıyor Oysa bu durumda karşı lyonlar seramığın saflığını bozmaktadır Blok kopolımerlerden temız stabılızor olarak yararlanabılme olasıdır Polımer bloklarından bırı tanecığın yuzeyıne kuvvetle bağlanır Ötekı blok ıse çozucude kolayca çozunur Suda hazırlanan oksıt seramıklerı ıçın uygun bır dağıtıcı bulunduğu soylenemez Endustrıyel bakımdan bazı açmazlara değınmek gerekır Seramık endustrısı, çeşıtlı amaçlar ıçın gelıştırılen ucuz materyal ıle yetınmekte, gelıştırılecek ozel ve pahalı polımerlere harcama yapma yolunu açmamaktadır Polımer endustrısı ıse seramık konusunu onemlı yatırımlar ıçın yetennce buyuk görmuyor 6. Seramiklerin sulu ortamda işlenmesi 7. Polimer seramık çip taşıyıcılar Elektronık endustrısındekı gelışmelerın ılgınç bır yönu bulunuyor Bu endustrıde kullanılan yenı materyal endustrıde çalışanlar tarafından bulgulanmıştır Materyal ureten şırketlerın bu gelışmenın dışında tutulduğu goruluyor Fotorezıst olarak bılınen maddelerın çoğu ve elektronık paketleme materyalı, bu amaçla yenı sentezlenen polımerler olmayıp, bılınmekte olan polımerlerın uyarlanmasına dayanmıştır Bu nedenle, oldukça genış olan bu teknolojı alanına polımer bılımcılerın katkısı da bır haylı sınırlı kalmıştır. Günumuzde yarııletken olarak, başlıca melez paketlerının gelıştırıldığı goruluyor Bu paketler ustuste yığılmış 40 kadar seramık katmanı ıle tabakalar arasında elektrık akımını ve sınyallerı taşıyan meta lık tellerden oluşur Seramıkler ısıl ıletkenlığı sağlayan elektrıksel yalıtkan olarak ış lev gorur Alt katmanları seramık, ust katmanları polımer olan yenı paketler gelıştırılmıştır Polımerın ısıl ıletkenlığı duşuktur Ancak, polımer kullanarak katmanların daha ınce yapılması sağlanabılır Dıelektrık sabıtının duşuk olması nedervı ıle ıletken tellerın daha sık yerleştırılmesı sağlanabılır Tellerın lehımlenmesı ışlemınde gereklı yuksek sıcaklık nedenı ıle polımer olarak polımıdler kullanılır Kullanılan materyalın bu amaçla hazırlanmış en uygun polımer 44012