Poliamid
Poliamidler (PA) ya da naylonlar
polimer zincirinin tekrarlanan bölümü olarak amid grubu içeren kondenzasyon
yolu ile sentezlenmiş lineer, termoplastik polimerlerdir. Bunlar genellikle berraktırlar ve ısıyla
şekillendirilebilirler. Güçlüdürler ve geniş
bir sıcaklık aralığında sağlam kalırlar.
PA’lar diaminlerin ve dibazik
asitlerin reaksiyona girmeleriyle, ya da tek bir molekülde hem amin hem de asit
fonksiyonel gruplarını içeren aminoasitlerin reaksiyona girmesiyle elde edilebilirler. Naylonlar monomerlerdeki karbon atomlarının
sayısını ifade eden sayılarla isimlendirilirler. Diaminlerin ve dibazik asitlerin bir araya
gelmesiyle oluşanlar, iki ayrı rakamla ifade edilirken; sadece bir rakamla
isimlendirilen naylonlar, üretimleri için kullanılan aminoasit kökünde kaç tane
C atomu olduğunu gösterir. Örneğin:
Daimindeki
C atomu sayısı
6
|
Diasitteki
C atomu sayısı
6
|
Naylonun
adı
Naylon
66
|
Aminoasitteki
C atomu sayısı
6
|
|
Naylonun
adı
Naylon
6
|
Naylon 6 ve naylon 66 poliamidleri,
esnek ambalaj imalatında, gaz bariyeri olarak sıkça kullanılırlar. Sert plastik ambalaj uygulamalarında ise pek tercih
edilmezler. Naylon 6 ve naylon 66’nın
gaz geçirgenliği nemli ortamlarda artar.
Bunlar aynı zamanda kimyasallara dirençli hammaddelerdir ve solvent
geçirgenliğini engellemek için uygundurlar.
Bu nedenle, hem naylon 6 hem de naylon 66 zirai kimyasalların ve diğer
solvent bazlı kimyasalların konduğu çok katmanlı HDPE şişelerde
kullanılmaktadırlar.
Poliamidlerin molekülleri arasındaki
kuvvetler güçlüdür. Bu kuvvetler kristal yapı ile birleşince ortaya erime
noktası yüksek, katı termoplastik malzemeler çıkar (örneğin, Naylon 66’nın
erime noktası 269°C’dir).
Naylonlar geleneksel ekstrüzyon prosesi
ile işlenebilirler. Filmler cast film ya
da şişirme yöntemi ile üretilebilir. Film
üretimi sırasında, elde edilen kristallik derecesi soğutma sıcaklığına ve
hızına bağlı olarak değişebilir. Soğutma
hızı artınca, daha az kristalli bir naylon elde edilir çünkü polimerin kristal
oluşturacak zamanı olmaz. Kristallikteki
azalma ile daha şeffaf ve ısıyla daha kolay şekillendirilebilen bir film elde
edilir. Naylon filmlerin çift yönde
gerdirilmesiyle yırtılmaya daha dirençli, iyi mekanik özellikler ve bariyer
özellikleri elde edilir.
Şişirme ile kalıplama yöntemi ile, endüstriyel konteynır, yakıt tankı ve
petrol rezervuarı ve benzeri ambalajların imalatında kullanılmaktadırlar. Isıyla şekillendirilen (termoform) poliamidler tek kullanımlık ilaç
ambalajlarında ve et ve peynir gibi ürün ambalajlarında da kullanılırlar.
Poliamidler diğer plastik hammaddelerle
koekstrüzyon prosesi ile birleştirilirler.
Poliolefinler koekstrüzyon süreçlerinde sızdırmazlık ve nemi engelleme
özelliği sağlamaya ve maliyeti azaltmaya yarar. Naylon katman içeren çok katlı filmler
işlenmiş etlerin vakumla ambalajlanmasında kullanılır. Ayrıca, PA üzerine PVDC kaplama
yapılarak gazı engelleme özellikleri iyileştirilebilir. PA ile ayrıca karton
üzerine ekstrüzyonla kaplama yapılarak ağır hizmet kartonu elde edilir.
EVOH
Etilen vinil alkol (EVOH) etilen
vinil asetat kopolimerinin kontrollü hidrolizi ile üretilir. Polar özelliği
güçlü olan OH grupları, moleküllerin arasındaki kuvvetleri arttırırken; etilen
grupları moleküler hareketliliği sağlar. Polimerde rasgele dağılmış etilen ve
vinil alkol birimleri vardır. Etilenin
vinil alkole oranı son ürünün özelliklerini belirler. En düşük etilen ya da en yüksek vinil alkol
içeriği kullanılarak çok güçlü bariyer özellikleri elde edilebilinir, öte
yandan en yüksek etilen içeriği ya da en düşük vinil alkol içeriği esnekliği
arttırır. Üreticiler kendi ihtiyaçlarına uygun etilen/vinil oranını bulmak için
istenen işlenme özelliklerine karar vermelidir.
EVOH’un yapısı
EVOH neme duyarlı bir polimerdir.
Suyun varlığı malzemenin oksijeni engelleme gücünü zayıflatır. Bu nedenle, EVOH
ambalaj yapılarında genellikle poliolefinlerle veya su buharını engelleyen diğer
polimerlerle çevrelenmiş koekstrüzyon içinde kalmış, bir iç katman olarak
ambalaja dahil edilir. Bu yapılarda EVOH
ile poliolefin arasında bulunan yapışkan katman ya da bağ katmanı EVOH ile
poliolefinin birbirine yeterince yapışmasını sağlar.
Bazı EVOH kopolimerlerinin
özellikleri:
Özellik
|
EVOH %32, Etilen
|
EVOH %44, Etilen
|
Yoğunluk, g/cm3
|
1.19
|
1.14
|
Gerilme Direnci, MPa
|
88
|
68
|
Tm, °C
|
181
|
164
|
Tg, °C
|
70
|
55
|
Isıl Yapışma Sıcaklığı, °C
|
179-238
|
177-238
|
Oksijen Geçirgenliği, cm3 µm2 gün
atm
% 0 bağıl nem
% 65 bağıl nem
|
0.004
0.013
|
0.24
0.045
|
Su buharı geçirme oranı, 38°C %
90 bağıl nemde, g µm/m2 gün
|
2.5
|
2.8
|
Proses ve ürün uygulamaları:
Proses
|
Örnek uygulama
|
Örnek yapı
|
Cast koekstrüzyon
|
İşlenmiş et, peynir
|
PET/EVOH/EVA
|
Şişirmeli koekstrüzyon
|
Kırmızı et
|
LLDPE/EVOH/LLDPE
|
Laminasyon
|
Soslar
|
OPP/EVOH/LDPE
|
Koekstrüzyonla kaplama
|
Aseptik ambalaj
|
LDPE/karton/EVOH/Ionomer
|
Isıyla şekillendirme (termoform)
|
Yoğurt
|
PP/EVOH/PP
|
Koekstrüzyonlu şişirmeli kalıplama
|
Ketçap
|
PET/EVOH/PET
|
PVDC
Poliviniliden klorür (PVDC) şeffaf
ve neredeyse renksiz bir polimerdir. PVDC doğrudan etilenden veya klordan elde
edilebilir ya da alkali işlemiyle hidrojen klorür giderilerek vinil klorürün tekrar
klorlanmasıyla elde edilebilir. Süspansiyon
veya emülsiyon prosesleri ile polimerleşebilir. Kimyasal formül CH2=CCl2
dir ve polimerin tekrarlayan birimi ise -[CH2-CCl2-]
dir.
Viniliden
klorür homopolimerler ve kopolimerler ilk kez Dow Chemical firmasının tescilli
markası Saran olarak üretilmiştir. Su
buharını ve gazı fazla geçirmedikleri için gıda ambalaj uygulamalarında idealdirler.
Kopolimerler ise viniliden klorür (VCD) ve
vinil klorür, metil akrilat ve vinil nitrat gibi komonomerlerden
oluşmaktadırlar.
PVDC’nin
erime noktası 400°C civarıdır ama 205°C’de
ayrışarak PVC’ye benzer biçimde hidroklorik asit (HCl) açığa çıkarır. Bu nedenle, bu koşullarda PVDC homopolimerini
erime sürecinde kullanmak imkansızdır. Komonomerler eklenerek erime noktası 140
– 175°C aralığına düşürüldükten sonra erime süreci mümkün olur.
Komonomerlerin
eklenmesi kristalliği azalttığı ve kristalin erime noktasını düşürdüğü için
düşük sıcaklıklarda işlem yapmak mümkün olur. Örneğin, vinil klorür ve metil akrilat
kalıptan geçirilebilinen reçinelerde % 6 ile 28 oranında kullanılır. Piyasada
bulunan bütün PVDC hammaddeleri kopolimerlerdir.
Nemi,
gazları, tatları ve kokuları engelleyen bir malzeme olarak PVDC’nin başlıca uygulamaları
gıda ambalajlarıdır. PVDC ayrıca ilaç ve
kozmetik ambalajlarında da kullanılır. %
10 – 20 oranında PVDC kopolimer içeren yapılar büzülebilen film uygulamalarında
kullanılırken; ısıyla şekillendirme – termoform uygulamalarında bariyer malzemesi
olarak da kullanılmaktadırlar.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder