Akrilik'in Tarihçesi
Akrilik plastik, bir veya daha fazla akrilik asit türevi içeren bir sentetik veya insan yapımı plastik malzeme ailesini ifade eder. En yaygın akrilik plastik, Plexiglas, Lucite, Perspex ve Crystallite markaları altında satılan polimetil metakrilattır (PMMA). PMMA, ultraviyole radyasyona ve hava şartlarına karşı mükemmel direnç gösteren sert, oldukça şeffaf bir malzemedir. Renklendirilebilir, kalıplanabilir, kesilebilir, delinebilir ve şekillendirilebilir. Bu özellikler onu uçak ön camları, çatı pencereleri, otomobil arka lambaları ve dış mekan işaretleri dahil olmak üzere birçok uygulama için ideal kılar. Dikkate değer bir uygulama, yüzlerce çift yalıtımlı PMMA akrilik plastik panelden oluşan Houston Astrodome'un tavanıdır.
Tüm plastikler gibi akrilik plastikler de polimerlerdir. Polimer kelimesi Yunanca poly, çok anlamına gelen ve meros kelimelerinin bir parçası anlamına gelir. Bu nedenle bir polimer, bir zincir gibi birbirine bağlanmış birçok molekülden veya parçadan oluşan bir malzemedir. Polimerlerin birbirine bağlı yüzlerce, hatta binlerce molekülü olabilir. Daha da önemlisi, bir polimer, bileşen parçalarından tamamen farklı özelliklere sahip bir malzemedir. Polimerizasyon olarak bilinen bir polimer yapma süreci, hurda camı, bakır ve diğer malzemeleri bir kutuya kürekle atmaya, kutuyu sallamaya ve çalışan bir renkli televizyon seti bulmak için bir saat içinde geri gelmeye benzetildi. Cam, bakır ve diğer bileşen parçalar hala oradalar, ancak tamamen farklı görünen ve işlev gören bir şeye yeniden birleştirildiler.
Selüloz nitrat ve kafurun bir kombinasyonu olan ilk plastik polimer selüloit 1869'da geliştirildi. Bitkilerde bulunan doğal polimer selüloza dayanıyordu. Selüloit, fotoğraf filmi, taraklar ve erkek gömlek yakaları da dahil olmak üzere birçok ürünün yapımında kullanıldı.
1909'da Leo Baekeland, ticari olarak başarılı olan ilk sentetik plastik polimeri, Bakalit adını verdiği fenol formaldehit reçinesini patentlediğinde geliştirdi. Bakalit acil bir başarıydı. İşlenebilir ve kalıplanabilir. Mükemmel bir elektrik yalıtkanıydı ve ısıya, asitlere ve hava koşullarına dayanıklıydı. Dekoratif objelerde kullanılmak üzere renklendirilebilir ve boyanabilir. Bakalit plastik radyo, telefon ve elektrikli ekipmanların yanı sıra tezgahlarda, düğmelerde ve bıçak sapında kullanıldı.
Akrilik asit ilk olarak 1843'te hazırlandı. Bir akrilik asit türevi olan metakrilik asit, 1865'te formüle edildi. Metakrilik asit, metil alkol ile reaksiyona girdiğinde, metil metakrilat olarak bilinen bir esterle sonuçlanır. Metil metakrilatı polimetil metakrilata dönüştürmek için polimerizasyon işlemi 1877'de Alman kimyagerler Fiting ve Paul tarafından keşfedildi, ancak işlemin ticari olarak akrilik emniyet camı tabakaları üretmek için kullanıldığı 1936 yılına kadar değildi. II.Dünya Savaşı sırasında, denizaltılarda periskop portları ve uçaklarda ön camlar, kanopiler ve silah kuleleri için akrilik cam kullanıldı.
Hammadeler
Metil metakrilat, polimetil metakrilat ve diğer birçok akrilik plastik polimerin oluşturulduğu temel molekül veya monomerdir. Bu malzemenin kimyasal notasyonu CH2 = C (CH 3) şeklindedir.
COOCH 3. Ortadaki iki karbon atomu arasındaki çift bağı (=) göstermek için daha yaygın olan kimyasal gösterim C 5 H 8 O 2 yerine bu formatta yazılmıştır. Polimerizasyon sırasında, bu çift bağın bir ayağı kopar ve bir zincir başlatmak için başka bir metil metakrilat molekülünün orta karbon atomuna bağlanır. Bu süreç, son polimer oluşana kadar kendini tekrar eder. (Bkz. Şekil 1) Metil metakrilat birkaç yolla oluşturulabilir. Yaygın bir yol, aseton siyanhidrin [(CH3) 2C (OH) CN] üretmek için asetonu [CH3COCH3] sodyum siyanür [NaCN] ile reaksiyona sokmaktır. Bu daha sonra metil metakrilat üretmek için metil alkol [CH30H] ile reaksiyona sokulur. Metil akrilat [CH2 = CHCOOCH] ve akrilonitril [CH2 = CHCN] gibi diğer benzer monomerler, farklı akrilik plastikler oluşturmak için metil metakrilat ile birleştirilebilir. (Bkz. Şekil 2) İki veya daha fazla monomer birleştirildiğinde, sonuç bir kopolimer olarak bilinir. Tıpkı metil metakrilatta olduğu gibi, bu monomerlerin her ikisi de, diğer moleküllerin karbon atomlarına bağlanmak için polimerizasyon sırasında bölünen orta karbon atomlarında bir çift bağa sahiptir. Bu diğer monomerlerin oranının kontrol edilmesi, elde edilen plastikte elastiklikte ve diğer özelliklerde değişiklikler meydana getirir.
Akrilik Üretimi
Akrilik plastik polimerler, metil metakrilat gibi bir monomerin bir katalizörle reaksiyona sokulmasıyla oluşturulur. Tipik bir katalizör, organik bir peroksit olacaktır. Katalizör reaksiyonu başlatır ve devam etmek için reaksiyona girer, ancak oluşan polimerin bir parçası olmaz.
Akrilik plastikler üç biçimde mevcuttur: düz levhalar, uzun şekiller (çubuklar ve tüpler) ve kalıplama tozu. Kalıplama tozları bazen, reaksiyonun bir su ve katalizör çözeltisi içinde süspanse edilmiş küçük monomer damlacıkları arasında gerçekleştiği, süspansiyon polimerizasyonu olarak bilinen bir işlemle yapılır. Bu, kalıplama veya ekstrüzyon için uygun, sıkı bir şekilde kontrol edilen moleküler ağırlığa sahip polimer taneleri ile sonuçlanır.
Akrilik plastik levhalar, yığın polimerizasyon olarak bilinen bir işlemle oluşturulur. Bu işlemde, monomer ve katalizör reaksiyonun gerçekleştiği bir kalıba dökülür. İki yığın polimerizasyon yöntemi kullanılabilir: kesikli hücre veya sürekli. Toplu hücre en yaygın olanıdır çünkü basittir ve 0,06 ila 6,0 inç (0,16-15 cm) kalınlıklarda ve 3 fitten (0,9 m) birkaç yüz fit genişliğe kadar akrilik levhalar yapmak için kolayca uyarlanabilir. Kesikli hücre yöntemi, çubuklar ve tüpler oluşturmak için de kullanılabilir. Sürekli yöntem daha hızlıdır ve daha az emek gerektirir. Kesikli hücre yöntemiyle üretilenlerden daha ince kalınlıklarda ve daha küçük genişlikte levhalar yapmak için kullanılır.
Tipik olarak şeffaf polimetil metakrilik (PMMA) levhalar üretmek için kullanılan hem yığın hücresi hem de sürekli yığın polimerizasyon işlemlerini açıklayacağız.
Yorumlar
Yorum Gönder