2.3. POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI Polimerlerin

2.3. POLİMERLERİN SINIFLANDIRILMASI
Polimerlerin sınıflandırılmaları 3 kriter üzerine yapılabilir;
1- Isıl işlemlerdeki davranışlarına göre
2- Polimerizasyon mekanizmalarına göre
3- Polimerik yapılarına göre
2.3.1. Isıl işlemlerindeki davranışlarına göre
Isıtıldıklarında istenilen şekle sokulabilenlere Termoplastikler denilir. Hurda termoplastikler
ısı ve basınç altında tekrar işlenebilir hale gelirler. Bunlara en iyi örnek Polistirendir. Diğer bir
örnek de poliolefin de denilen Polietilen ve polipropilendir.
Polimerizasyonları veya üretilmeleri esnasında zincirleri arasında kovalent kimyasal bağlar
oluşanlara da Termosetler denilir. Bu çapraz bağlar bir kere oluşturulduklarında ısı ve
solventlere dayanıklı hale gelirler ve tekrar işlenemezler. Bu özelliklerinden dolayı koruyucu,
kaplayıcı ve yapıştırıcı malzeme olarak kullanılırlar. Bunlara en iyi örnek epoksi ve fenol
formaldehit reçineleridir.
2.3.2. Polimerizasyon mekanizmalarına göre
Katılma polimerizasyonu
Bu tip polimerizasyonda monomer molekülleri birer birer ve hızlı bir şekilde polimer
zincirlerine katılırlar. En önemli katılma polimerizasyonları etilen bazlı monomerlerden elde
edilenlerdir.
Tablo 2.1 Etilen bazlı bazı katılma polimerleri
R1
R3
C
C
R4
R2
Tekrarlayan birim
R1
R2
R3
R4
Polimer
CH2
CH2
H
H
H
H
Polietilen
CH2
CH
H
H
H
CH3
Polipropilen
CH3
CH2
H
CH
H
H
Cl
H
C
Poli ( vinil klorür )
Cl
CH2
C
CH2
H
CH
H
N
Poliakrilonitril
N
CH
H
H
H
Polistiren
CH3
CH2
H
C
C
O
H
CH3
C
O
Poli ( metil metakrilat )
O
CH3
O
CH3
Siklik halkaların açılması ile oluşan ve daha nadir görülen katılma polimerizasyonu örnekleri
de vardır. Triokzanın halka açılma reaksiyonuyla oluşan polioksimetilen polimeri buna bir
örnektir.
CH2
O
n/3
CH2
H2C
O
O
n
CH2
O
Polioksimetilen
Trioksan
Kondenizasyon polimerleri
İki molekülün aralarında NH3, H2O, NaCl gibi küçük moleküllerin ayrılmasıyla oluşturdukları
polimerlerdir. Bu moleküller, NH2(amin), COOH (karboksilik asit) veya OH (hidroksil grubu)
gibi fonksiyonel grupları bulunan monomer, oligomer veya yüksek molekül ağırlıklı gruplar
olabilir. Esterifikasyon, amidasyon gibi rekasiyonlar yüksek molekül ağırlıklı polimerler elde
edilmesinde kullanılırlar. Bisfenol –A ile fosgenin reaksiyonundan elde dilen polikarbonat
polimerizasyonu buna örnek olarak verilebilir. Hidroksil grubu bulunan bisfenol–A ile Cl
atomları bulunan fosgenin reaksiyonunda HCl ayrılmasıyla polimerizasyon meydana gelir.
Bisfenol A‘ nın sodyum tuzu kullanılırsa HCl yerine NaCl ayrılır. NaCl ayrılması durumunda
organik çözücü ortamından uzaklaştırılması kolay olur. Diğer bazı önemli kondenizasyon
polimerleri aşağıda verilmiştir:
1- Adipik asit ve hekzametilendiaminden nylon 6,6 polimerizasyonu
2- Bisfenol – A ve fosgenden polikarbonat polimerizasyonu
O
O
1-
HO
( CH4 )4
C
C
OH
+ n H2 N
adipik asit
O
C
hekzametilendiamin
O
( CH2 )4
C
(CH2 )6
NH
n
CH3
HO
+2n H2O
NH
nylon - 6,6
2-
( CH2 )6
O
C
OH + n Cl
C
CH3
fosgen
bisfenol - A
CH3
C
CH3
O
O
C
O
+ 2n HCl
n
polikarbonat
Şekil 2.8. Kondenizasyon polimerizasyonuna bazı örnekler
Cl
NH2
Reaksiyon mekanizmalarına göre diğer bir sınıflandırma da şu şekilde yapılmaktadır:
Basamaklı polimerizasyon
Büyüyen zincir polimerizasyonu
Çoğu kondenizasyon polimerleri basamaklı polimerizasyon olurken, katılma
polimerizasyonları da büyüyen zincir polimerizasyonu olmaktadır. Basamaklı
polimerizasyonda yüksek molekül ağırlıklı polimer, polimerizasyonun sonuna doğru elde
edilirken, büyüyen zincir polimerizasyonunda polimerizasyonun ilk safhalarında meydana gelir
ve reaksiyon boyunca büyüyerek devam eder. Basamaklı polimerizasyonda seçilen monomerler
genellikle bifonksiyonel gruplu moleküllerdir.
2.3.3. Polimer yapılarına göre sınıflandırma
Polimerleri ana zincirlerinin kimyasal yapılarına göre de sınıflandırmak mümkündür.
Ana zincirlerinde sadece karbon atomu bulunan polimerlere karbon zincirli (homochain)
polimerler denilir. Bunlar da tek bağlı, çift bağlı ve üçlü bağlı polimerler olarak kendi aralarında
üçe ayrılır.
Tek bağlı olanlar polialkilen, çift bağlı olanlar polialkenilen, üçlü bağlı olanlar polialkinilen
olarak sınıflandırılır.
C
C
C
C
C
polialkenilen
polialkilen
C
C
polialkinilen
Polietilen
poliisopren
poliasetilen
Polipropilen
polibütadien
Polistiren
Ana zincirlerinde karbondan başka azot, kükürt, oksijen gibi atomlarla karbonil, amit, ester gibi
kimyasal gruplar bulunan polimerlere de farklı atomlu (heterochain) polimerler denilir.
Tablo 2.2. Bazı polimerlerin ana zincir grupları
Ana zincir grubu
C
O
polimer
Polieter
O
C
O
poliester
O
O
S
C
C
O
Polikarbonat
Politioeter
Ana zincir grubu
polimer
O
S
C
O
Polisülfon
C
C
N
Poliamin
N
Poliimin
O
C
N
Poliamit
O
N
C
N
Poliüre