Plastik Üretimi Hakkında Bilmeniz Gerekenler

Plastik, hayatımızın her alanında yaygın bir şekilde kullandığımız bir ürün. Şişeler, bardaklar, gıda saklama kapları gibi evde kullanılan ürünlerin yanı sıra ayrıca borular ve dış cephe kaplamaları gibi çok çeşitli yelpazede yapı malzemelerinde de kullanılır. Ham petrol ve doğal gaz gibi çeşitli kaynaklardan elde edilen plastik, içeriğinde bir ok hammadde barındırır. Plastik, katı nesneler halinde kalıplanabilen polimerlerden (tekrar eden birimlerden oluşan büyük moleküller) yapılan bir malzemedir. Plastik üretiminde plastiklere hacimsel görünüm avantajı kazandırmak ve yapısını kuvvetlendirmek amacıyla içi boş cam bilye gibi polimer grubunda yer alan malzemeler kullanılır.

Plastik, yapısı nedeniyle ısı ve basınç altında kolayca kalıplanabilen ve şekillendirilebilen sentetik veya doğal olarak oluşan bir polimerdir. Bu özellik plastisite olarak bilinir. Ayrıca plastik kimyasal olarak stabil, hafif, suya ve darbeye dayanıklıdır, düşük ısı iletkenliğine ve iyi yalıtım özelliklerine sahiptir.

Plastik, polimer adı verilen uzun molekül zincirlerinden oluşur (poli = çok; mer = parça). Bu polimerler, çok farklı özelliklere sahip malzemeler oluşturmak için farklı şekillerde birbirine bağlanabilir. Aynı kimyasal formül farklı yapılarla temsil edilebilir, bu nedenle malzemenin ne kadar güçlü veya esnek olacağını anlamaya çalışırken plastik üretiminde polimer zincirlerinin nasıl düzenlendiğini bilmek önemlidir.

Plastikler, monomer adı verilen büyük moleküllerden yapılan sentetik malzemelerdir. Plastikler genellikle termoplastikler veya termoset polimerler olarak kategorize edilir. Termoplastikler yeniden eritilebilir ve yeniden şekillendirilebilirken, termoset plastikler eritilemez. Çok çeşitli formlarda olan plastikler üretim aşamasında istenilen herhangi bir şekilde kalıplanabilir. Genellikle ambalajlama, gıda, imalat sektörü ve yapı elemanları sektöründe yoğun bir şekilde kullanılır. Birçok plastik türü suya ve diğer sıvılara karşı dayanıklıdır, ancak tüm plastikler su geçirmez değildir. Bazı plastik türleri de sıcağa veya soğuğa maruz kaldığında kırılgan hale gelir.

Plastik, her biri kendine özgü özelliklere sahip farklı plastik türleri oluşturmak için bir araya getirilen çeşitli kimyasal bileşiklerden oluşur. Plastik türlerinden biri olan Polipropilen (PP), ucuz ve mevcut ekipman kullanılarak üretilmesi kolay olduğu için genellikle ambalaj malzemeleri için kullanılan bir termoplastik polimerdir.

Termoplastik, ısıtıldığında yumuşayan veya eriyen ve soğutulduğunda orijinal şekline dönen bir polimerdir. Termoset malzemeler ise ısı karşısında formlarını korurlar. Termoset polimerler zincirleri arasında çapraz bağlar oluşturarak onları çözücülerde çözünmez hale getirir. Bu polimerler yapıştırıcı, kalıp ve reçine üretiminde kullanılır. Termoplastik polimerler çapraz bağlara sahip değildir; bu nedenle malzemenin kimyasal bileşimini değiştirmeden eritilebilir ve yeniden biçimlendirilebilirler. Termoplastikler genellikle mekanik hasar ve aşınmaya karşı termosetlerden daha dayanıklıdır, ancak kimyasal saldırı ve ısıya karşı daha az dirençlidirler. Termoplastiklerin direncini arttırmak için ise plastik üretiminde birçok dolgu maddesi kullanılır. Thermoplastik malzemelerin performansını artırmak, daha sağlam plastik yapı malzemeleri elde etmek amacıyla Cam Elyaf Kırpma PA-PP, İçi Dolu Cam Bilye, İçi Boş Cam Bilye gibi güçlendirici dolgular kullanılır. 

Plastik, birçok kimyasal bileşiğin bir araya getirilmesiyle oluşturulur. Plastik üretim süreçlerinde monomer adı verilen kimyasallar bir araya getirilerek polimerler oluşturulur. En yaygın plastik polimerler ise şunlardır:

(PE) Polietilen:  Alışveriş torbalarında, şişelerde ve kaplarda kullanılır. PE şeffaf ve dayanıklıdır, erime noktası düşüktür. Gücünü ve berraklığını kaybetmeden önce birçok kez geri dönüştürülebilir.

(PP) Polipropilen: Kaplar, şişeler ve ambalajlar için kullanılır. PP yüksek erime noktası ile dayanıklıdır, ancak yüksek sıcaklıklarda erir, bu nedenle pişirme veya gıda depolama için uygun değildir. Geri dönüşüm özelliklerine sahiptir ve farklı formlarda tekrar tekrar kullanılabilir. 

(PS) Polistiren: Bardaklar ve kaplar için kullanılır; PS'nin erime noktası düşüktür bu nedenle yüksek sıcaklıklara iyi dayanmaz ancak geri dönüşümü kolaydır çünkü kolayca eritilerek peletler haline getirilebilir ve daha sonra yeni ürünlere (örneğin oyuncaklar) dönüştürülebilir.

Plastik üretimi, hammaddelerin üretiminden bitmiş ürünlere dönüştürülmesine kadar olan adımları içeren bir süreçtir. Plastikler, tekrar eden birimlerin uzun zincirleri olan organik ve inorganik polimerlerden veya makromoleküllerden yapılır. Plastiklerin malzeme özellikleri büyük ölçüde bu makromoleküllerin kimyasal yapısına bağlıdır.

Plastik üretimi genel olarak iki kategoriye ayrılır: termoplastik ve termoset. Termoplastik polimerler moleküler yapılarını kaybetmeden eritilebilir ve yeniden kalıplanabilir; termoset polimerler moleküler yapılarını korur ancak kürlendikten sonra (yani, yeniden katılaşmayacak şekilde kimyasal olarak reaksiyona girdiklerinde) yeniden kalıplanamazlar.

Plastik üretimindeki temel adımlar aşağıdaki gibidir:

Plastik üretiminde ilk aşama hammaddelerin çıkarılmasıdır. Plastiklerin çoğu fosil yakıtlardan yapılır ve fosil yakıtların yer altından çıkarılması gerekir. Plastik yapımında kullanılan en önemli hammadde, yeryüzünün derinliklerindeki doğal yataklardan çıkarılan petroldür. Sıvı hale gelene kadar ısıtılır ve yüzeye pompalanabilir. Diğer hammaddeler arasında doğal gaz, kömür ve kireç taşı bulunmaktadır. Bunlar da yer altından çıkarılır, ancak plastik üretiminde bileşen olarak kullanılmadan önce ısıtılmaları gerekmez. Orijinal kaynaklarından çıkarıldıktan sonra, bu malzemeler plastik üreticileri tarafından kullanılabilecek katı peletler veya tozlar halinde işlenir.

Plastik üretim sürecinde genellikle çizikler ve çapaklar gibi bazı kusurlar ortaya çıkar. Düzeltme yöntemi, üretim süreci sırasında bu kusurları onarmak için kullanılır. Plastiklerin düzeltilmesi, plastik bir malzemenin özelliklerinin ayarlanmasını içeren bir işlemdir. Genellikle ayarlanan özellikler yoğunluk ve moleküler ağırlıktır. Plastik, belirli standartları karşılayamadığında düzeltilmelidir. Örneğin, çok düşük veya yüksek yoğunluğa sahipse veya işlem veya kullanım sırasında mekanik hasara maruz kalıyorsa. Düzeltme yöntemine, plastikte bulunan kusurun türüne ve gerekli düzeltme derecesine göre karar verilir.

Bu düzeltmeyi iki ana gruba ayırmak mümkündür:

Plastik üretim sürecindeki çatlaklar, plastik parça ve ürünlerde çok yaygındır. Bunun nedeni, plastik malzemenin bir dereceye kadar gerilebilen belirli bir esnekliğe sahip olmasıdır. Hammaddelerin kötü kalite kontrolü, düşük kaliteli hammadde kullanımı, kötü enjeksiyon kalıplama işlemi, kalıplanmış parçaların yanlış soğutulması gibi nedenlerle çatlamalar meydana gelebilir. 

Yanlış işleme tekniklerine ek olarak, bazı plastikler çatlamaya diğerlerinden daha yatkındır. Polipropilen (PP), moleküler yapısı nedeniyle sıklıkla çatlayan bu tür malzemelerden biridir. PP, hidrojen bağları ile bir arada tutulan birçok farklı moleküler zincire sahiptir. Bu bağlar, enerji malzeme içinde hareket ettikçe sürekli değişir. Bu da PP'nin zaman içinde şeklini korumasını zorlaştırır çünkü bağlar, enerji içlerinde hareket ettikçe sık sık kırılır ve yeniden oluşur.

Plastik üretiminde polimerizasyon, polimer oluşturma işlemidir. Bu polimerler daha sonra çeşitli plastik ürünler yapmak için işlenir. Polimerizasyon sırasında, monomerler veya yapı taşları olarak adlandırılan daha küçük moleküller, daha büyük moleküller veya bir makromolekül oluşturmak için kimyasal olarak birleştirilir. Yüzlerce bu tür makromolekül toplu olarak bir polimer oluşturur.

Çeşitli uygulamalara uygun benzersiz özelliklere sahip polimerler elde etmek için farklı polimerizasyon teknikleri uygulanır. Örneğin, yüzlerce etilen monomeri, taşıma çantaları, süt sürahileri, saklama kapları, çöp varilleri, çöp astarı, gıda paketleri, oluklu borular ve benzersiz özellikler gerektiren diğer birkaç uygulamanın yapımında kullanılan polietilen polimeri oluşturmak üzere polimerize edilir.

Plastik üretimi, plastik hammaddenin kalıplara enjekte edilmesi ve ardından elde edilen karışımın şekillendirilmesi yoluyla plastik ürünler oluşturma sürecidir. Plastik üretimindeki ilk adım, monomer alt birimlerinin tekrar eden birimlerinden yapılan uzun zincirli moleküller olan polimerlerin karıştırılmasıdır. Bu işlem manuel olarak veya bir plastik enjeksiyon kalıplama makinesinde mekanik olarak yapılabilir.

Bir sonraki adım, kalıbı karışık polimerlerle doldurmak ve kalıp yarıları arasında hava kabarcığı kalmayacak şekilde kapatmaktır. Daha sonra polimer karışımını eritmek ve etrafında içi boş bir kabuk oluşturmak için bir ısıtma odası kullanılır. Kabuk sertleştikten sonra kalıptan çıkarılabilir.

Son adım, her bir plastik parçasını istenilen şekilde kullanıma hazırlamak için kesmeyi, taşlamayı, zımparalamayı veya boyamayı içerir.

Plastiklerin birçok farklı kullanım alanı ve uygulaması vardır. En yaygın uygulamalardan bazıları ise aşağıdaki gibidir.

Otomotiv: Plastik; tamponlar, gösterge panelleri, kapı panelleri ve daha fazlası dahil olmak üzere otomotiv parçalarının ayrılmaz bir parçasıdır. Yüksek darbe direncine sahip hafif olmasının yanı sıra, plastiğin metal damgalama veya işleme ile üretilemeyen karmaşık şekillere kalıplanması da kolaydır. Plastikler araç iç mekanlarında da kullanılır çünkü yangına dayanıklıdırlar, iletken değildirler ve konfor ve görünüm için pürüzsüz bir yüzey sağlayabilirler.

Elektrik ve Elektronik: Plastik, cep telefonları, bilgisayarlar, TV'ler ve daha fazlası gibi birçok elektrikli cihazda kullanılır. Bunun nedeni, plastiğin elektriği iletmemesi ve devre kartları veya muhafazalar gibi elektronik bileşenler için performanslarını veya işlevlerini etkilemeden gereken herhangi bir şekle kalıplanabilmesidir. Plastik, elektriği iletmediği ancak yine de kabloları aşınma veya ısıdan kaynaklanan hasarlardan koruduğu için kablo yalıtımında da sıklıkla kullanılır.

İnşaat: Plastik, inşaat projelerinde borular, yalıtım malzemeleri ve hatta vinil dış cephe kaplaması veya çatı kiremitleri gibi yapı malzemeleri dahil olmak üzere birçok kullanım alanına sahiptir. Bu uygulamalar, plastiğin hafif özelliklerinin yanı sıra yapıştırma veya vidalama gibi montaj işlemleri sırasında kullanım kolaylığından faydalanır. Yapı faaliyetlerinde ise kullanılan plastik malzemelerin kalitesi ve dayanıklı olmasına çok dikkat edilmelidir. Özellikle inşaat faaliyetlerinde kullanılan plastiklerin içerisine içi dolu cam bilye gibi malzemelerin eklenmesiyle daha uzun ömürlü, güçlü ve sağlam plastik malzemeler elde etmek mümkündür.