Polipropilen, propilenin polimerizasyonu ile elde edilmektedir. Bu yöntemde, yüksek saflıktaki propilen gazı katalizörler yardımı ve ağır basınç reaktörlerinin de devreye girmesi ile polimerizasyona uğramaktadır.
Polipropilenin, yüksek sıcaklıkta çeşitli kimyasal maddelerden etkilenmemesi kullanım alanının genişlemesine yol açmıştır. Bunun yanısıra, polipropilen, diğer plastiklere nazaran daha hafif olma ve yumuşama noktasının yüksek oluşu gibi özellikleri sayesinde, sigara ambalajları ve müzik plağı ambalajına kadar çeşitli kullanımlara sahiptir. Bunlardan başka, sterilize edilebilen sağlık malzemesi, oru, profil, ince levha, şişe, sınai şerit, balık ağı, halat çuval, çeşitli ev ve mutfak eşyası vb. ürünlerin yapımında da kullanılmaktadır.
Polipropilen, yüksek saflıktaki propilen gazının basınç altında, Ziegler-Natta katalizörleri yardımıyla polimerleşmesiyle elde edilir. Kristal yapılı, 0,902 ile 0,904 g/cm3 yoğunluklu bu polimer termoplastiklerin en hafiflerinden biridir. Erime noktası 325 ile 335o F arasındadır. Polipropilen, polar olmaması nedeniyle yüksek dielektrik katsayısına ısı izolasyon özelliğine sahiptir. Şüphesiz ki polipropilen, yüksek fiyatlı belirli özel tip plastikler gibi tüm kimyasallara karşı dirençli değildir. Uygulamada derişik sülfirik asit, nitrik asit, potasyum bikarbonat kerosen ve karbon tetraklorür hariç diğer tüm kimyasallara karşı oldukça dayanıklıdır.
Homopolimerin 73o F’de ortalama 17500 psi esneklik modülleri ve 4900 psi civarında gerilme dayanımları vardır. Dolgu maddeleriyle yapılan takviye ile esneklik modülü 350000 psi’ye kadar artırılabilir. Polipropilen % 80 sülfürik aside ve derişik hidroklorik aside 212o F’ye kadar dayanıklılık gösterir. Ayrıca 175o F altında organik çözücülere olan direnci de oldukça iyidir. Diğer olefin reçineler gibi, oksitleyici asitler tarafından yavaş etkilenir.
Polipropilenin 6 ay süre ile nemli bir ortamda depolanması, ağırlığını % 0,1 den daha az bir oranda artırır. Organik bileşiklerin polipropileni etkileme oranları hayli düşüktür. Absorblama olayı sıcaklıkla doğru orantılı ve çözücünün polarlık özelliği ile ters orantılı olarak değişir.
Polipropilen, termoplastiklere uygulanan bütün metodlarla işlenebilir. Enjeksiyonla kalıplama tekniğinde, çok küçük ayrıntıları olan küçük kalıplar kullanılarak yüzeyi oldukça düzgün, boyut kararlılığı iyi olan parçalar imal edilebilir.
Polipropilen, termoplastiklere uygulanan bütün metodlarla işlenebilir. Enjeksiyonla kalıplama tekniğinde, çok küçük ayrıntıları olan küçük kalıplar kullanılarak yüzeyi oldukça düzgün, boyut kararlılığı iyi olan parçalar imal edilebilir. Polipropilenden üretilen menteşeler, 3 milyon kez bükülebilirler. Bunlar, kalıplama-soğuk çalışma ya da ekstrüzyon metodları ile imal edilebilirler. Oryente polipropilen, fonografik plakların ambalajlanmasında kullanılan büzgülü film üretiminde de kullanılmaktadır.
Elyaf, polipropilenin ekstrüzyandan sonra, hava ile soğutulmuş bir bölgede, ince meme başları içinden bir baştan bir başa geçirilmesi ve bunu takiben bir ruloya sarılmasıyla elde edilir.
Polipropilen dokuma olmayan kumaşlar, ince çekme veya eriterek; şişirme metodu ile elde edilirler. Polipropilen ısı ile şekillendirilir, enjeksiyon kalıplama veya ekstruzyon kalıplama teknikleri ile köpürtülebilir.
Kullanım Alanları
Polipropilen, kabin kalıplarından ilaç kutularına kadar geniş bir alanda, gerekli ve çok kullanışlı menteşeler imalinde kullanılır. Berrak ve yumuşak filmler gömlek ve çorap gibi ürünlerin, berrak ve daha sert filmler ise yemek ve sigara ambalajında kullanılmaktadır. Müzik plağı ambalajında da polipropilen kullanılır. Ayrıca polipropilen elyaf türü ile örme ve dokuma sanayiinde, halılarda ve döşemecilik sanayiinde kullanılmaktadır.
Polipropilen dokuma olmayan kumaşlar ise, halı altlığı atılabilir hastane örtüsü ve atılabilir kundak bezi gibi ürünlerin imalinde kullanılmaktadır.
Polistiren çok yaygın olarak kullanılan bir plastik türüdür. Kolay işlenmesi ve uçuculuğu sayesinde kağıt, tahta ve metallerin yerini almıştır.
Kristal (genel amaçlı) polistiren şeffaf ve sağlam bir malzemedir. Söz konusu plastiğin yoğunluğu 1,06 gr/cm3 gerilme dayanımı 8000 psi, vicat yumuşama noktası 106o C, izod darbe dayanımı 0,2-0,5 ft.1b/inç, uzaması % 3, esneklik modülü 450000 psi’dir. Bu özellikler molekül ağırlığına ve kullanılan katkılara bağlı olarak değişir. Ancak genel maksatlı polistirenin UV ışığına, bazı kimyasal maddelere ve yiyeceklere karşı dayanıklılığı azdır. 106o C gibi bir düşük vicat sıcaklığı da yaygın olarak kullanımını engeller.
Darbeye dayanıklı PS’ler kütle polimerizasyon ile elde edilir. Ayrıca prosese elastomerler ilave edilir. Belli başlı iki proses vardır. Birincisi kesikli proses olup sulu bir süspansiyon içinde gerçekleştirilir. İkincisi ise devamlı bir proses olup, reaktörlerde gerçekleştirilir. Polistirene kauçuk eklenerek, darbe dayanımı daha iyi, sertliği daha az bir ürün elde edilir.
Genel amaçlı ve darbeye dayanıklı türler enjeksiyon kalıplama veya ekstruzyon metodları ile işlenirler. Enjeksiyon sıcaklığı 380-400 F arasında değişir. Ayrıca erime akışları çok değişik aralıklarda olan ve değişik sahalarda kullanılabilen PS’ler mevcuttur. Bu ürünün sertliği ve işleme kolaylığı yüksek veya alçak basınç prosesi ile köpük imalinde kullanımını kolaylaştırmaktadır. Genel amaçlı ve darbeye dayanıklı türlerden levha, profil ve boru imal edilebilmektedir. Kristal polistiren darbeye dayanıklı türle birlikte ekstrüzyonuyla, parlaklığı iyi olan levhalar elde edilir. Ayrıca polistirenin diğer maddelerle de harmanlanarak işlenmesi mümkündür.
Yeni bir uygulama sahası da ekstrüzyon;ısıl şekillendirme (termoforming) işlemidir. Bu işlemde, ekstrüzyon donanımının boyutları artmakta; vida çapı 6 inç ve L/D oranı 32:1 olan ekstruderler levha imalinde kullanılmaktadır.
Molekül yapısının ayarlanması ve katkı ilavesi ile istenen özelliklerde PE’ler elde etmek mümkündür.
Zincirdeki dallanmalar kristalliğin derecesini tayin eder. YYPE’de dallanma çok az olup ve molekül yapısı lineerdir. Kristallik arttıkça sertlik artar, mekanik ve kimyasal özellikler iyileşir ve sıvı ile gazlara karşı dayanıklık artar. AYPE’nin kristalliğini ayarlamak için vinil asetat akrilik esterleri ilave edilir. Polimerler için ortalama molekül ağırlığı tanımlanır. Ortalama molekül ağırlığı, yaklaşık olarak erime indeksiyle belirlenir. Erime indeksi molekül ağırlğıyla ters orantılıdır. Yüksek molekül ağırlıklı PE’ne bağlanmada organik peroksitler kullanılır. PE’nin eriyik olarak harmanlanması sırasında eklenen başlıca katkı ve dolgu maddeleri aşağıda verilmiştir.
Oksitlenmeyi önleyiciler: Fenoller, aminler ve fosfitlerdir.
UV kararlılık sağlayıcılar: En önemli katkı karbon siyahıdır. PE’nin dışarıda güneşe karşı kullanımda ömrünü uzatır.
Kaydırıcı ve bloklaşmayı önleyiciler: Kaydırıcı olarak yağlık asit aminler, bloklaşmayı önleyici olarak da inorganik (silis gibi) dolgular kullanılır.
Cam elyaf: Germe dayanımı ve mekanik özellikleri artırır. Otomotiv ve boru imalatında kullanılırlar.
Polietilen, yüksek ve alçak basınç prosesleri olmak üzere belli başlı iki temel yöntemle üretilir. Yüksek basınç prosesi ile alçak yoğunluklu polietilen ve kopolimeri düşük basınç prosesiyle ise yüksek yoğunluklu polietilen ve yeni geliştirilmiş olan lineer AYPE türü üretilir. AYPE bir otoklavda veya tübular reaktörde etilen monomerinin 1200-3000 atm basınç ve 130-350 C sıcaklıkta, organik peroksitlerin yardımıyla polimerizasyonundan elde edilir. AYPE yoğunluğu 0,910-0,925 gr/cm3 arasında değişir. YYPE, orgonometalik, krom oksidi, vanadyum ve molibden oksidi gibi katalizörler yardımıyla 1-80 atm basınç ve 70-300 C sıcaklıkta etilenin polimerizasyonu sonucu elde ediler. Polimerler dallanmış moleküller yapıya sahip olup yoğunlukları 0,940-0,965 gr/cm3 arasında değişir.
Orta yoğunluklu PE’nin (OYPE) yoğunluğu 0,926-0,940 gr/cm3 arasında olup yüksek veya alçak basınç prosesi ile AYPE ve YYPE’nin fiziksel karışımı olarak elde edilir.
