Polimer ve polimerleşme nedir,polimerleştirme yontemleri
doğal polimerleşme
polimerleşme ornekleri
polimerleşme ceşitleri
«Polimer Monomerlerden polimeri oluşturan tepkimeye, «polimerleşme tepkimesi Doğrudan polimerleşme tepkimesinin ortaya cıkması icin, monomerde, sozgelimi etilende (CH2CH2) olduğu gibi, cifte bağlar ya da uclu bağlar bulunmalıdır İyi bilinen polimerlerin coğu, etilendeki ya da etilen molekulundeki bir (ya da birden cok) hidrojen atomunun, başka atomlarla (ya da atom gruplarıyla) yer değiştirmesi sonucu oluşan etilen turevlerinden kaynaklanır Onemli etilen turevleri arasında, polistirenin yapıldığı stiren, PVC'nin yapıldığı vinil klorur (CH22~CHCl), polipropilenin hammaddesi olan propilen (CH2CHCH3) ve ceşitli sentetik kaucukların temel maddesi olan akrilonitril (CH2CHCN) sayılabilir
Polimerleşmenin mekanizması: Doğrudan polimerleşme tepkimesinde birbirinden farklı uc aşama vardır: Zincirin başlaması; zincirin buyumesi; zincirin sonlanması Zincirin başlaması aşaması, tepkime ortamında, etkinleşmiş monomer molekullerinin oluşturulmasını kapsar Bu, mekanik olarak basınc uygulanmasıyla ya da şiddetli karıştırmayla yapılabileceği gibi, ısıtma yoluyla ve kimyasal olarak polimerleşme katalizorleri katılmasıyla da gercekleştirilebilir Butur katalizorler, genellikle serbest radikaller (kimyasal bağ oluşumuna katılmamış tek elektron iceren gruplar) ya da iyonlar (elektrik yuku taşıyan kimyasal gruplar) uretebilen bileşiklerdir Serbest radikal oluşturanların coğunlukla organik peroksitler olmasına karşılık, iyon oluşturanlar, bor trifluorur (BF3) ya da ti tan tetraklorur (TiCU) gibi anorganik bileşiklerdir Başlangıc aşaması bazen, tepkime ortamının morotesi ışıkla ışınlandırılmasıyla da sağlanır
Tepkime ortamında etkinleşmiş monomer molekulleri ortaya cıktıktan sonra, zincir buyumesi başlar Bir etkinleşmiş molekul, bir etkinleşmemiş monomerle tepkimeye girerek, oncekinden bir monomer birimi daha uzun olan yeni bir etkinleşmiş molekul verir Bu surec, zincirin, sozgelimi ikinci bir etkinleşmiş molekulle tepkimeye girmesi sonucu etkinliğinin sonlanmasına kadar yinelenerek, polimer zincirini buyutur
Polimerleşme bir tek kimyasal bileşiği (sozgelimi etilen) kapsıyorsa, urun «homopolimer Polimerleştirme yontemleri: Endustride polimerleştirme, farklı yollardan yapılır Sozgelimi polistiren, yığın polimerleştirmesi, emulsiyon polimerleştirmesi ya da asıltı polimerleştirmesi yoluyla gercekleştirilebilir Yığın polimerleştirmesi, surekli bir işlemdir ve suren, bir reaktorde doğrudan polimerleştirilir Bazen, tepkime sırasında acığa cıkan ısının denetim altına alınabilmesi icin, bir asal cozucu de katılır
Emulsiyon yonteminde once stirenin, bir deterjan kullanılarak sulu faz (su) icinde yaklaşık bir mikron capında suren damlacıkları biciminde iyice dağıtılmasıyla, bir emulsiyon hazırlanır Ardından, bu emulsiyon 70100nC sıcaklığa kadar ısıtılır ve icine, suda cozunen bir polimerleşme katalizoru katılır Stiren damlacıkları katı polimer taneciklerine donuşur ve su, buharlaştırma yoluyla alınır
Asıltı yonteminde, stiren monomer 021,5 mm capında damlacıklar oluşturacak bicimde, hızla suyla karıştırılır Bu damlacıkların birleşmesini onlemek icin, tepkime ortamına, dağılmayı sağlayan bir kimyasal madde katılır Asıltıya surende cozunen bir polimerleşme katalizoru (genellikle bir organik peroksit) eklenir Boylece, sıvı stiren damlacıkları, katı polimer taneciklerine donuşur Bunlar, su fazından alınır ve kurutulur
Pompa (ya da tulumba) bir akışkanı, alcak bir duzeyden yuksek bir duzeye cıkarmada ya da enerjinin akışkana aktarılmasında kullanılan bir aygıttır
Pompaya ilişkin ilk kayda İskenderiye Muzesi'nde raslanılmıştır Bilinen ilk pompaysa, Roma'da, İO 100 yıllarında kullanılmıştır İki ucunda supaplar olan ve ici oyuk pistonlu silindirden oluşan bu emmebasma tulumba, bir artı yer değiştirmeli (pozitif deplasman) pompaydı
Artı yer değiştirmeli pompalar: Pistonun her hareketinde, belirli bir miktar sıvı yer değiştirdiği icin boyle adlandırılmışlardır Valflar (klapeler) geri donuşsuzluğu sağlar; sıvı yalnızca tek yonde akabilir Artı yer değiştirmeli pompalar, ilerigeri hareketle calışırlar; yani pistonun, silindirin ve diyaframın hareketi, sıvıyı, surekli olarak, aeğil, bolum bolum iterek basar Bisiklet pompası buna iyi bir ornektir Pompanın her basılışında, hava lastiğe itilir ve geri donuşsuz bir supapla geri kacması onlenir Pompa cekildiğinde, hava silindire girer ve pistonun onundeki bolmeye dolarak, ikinci basılışta lastiğe gonderilir İlerigeri hareketle calışan pompalar, cift etkili de yapılabilir Piston kolunun silindire girdiği bolume bir conta ve ek valflar yerleştirilerek, sıvının, pistonun iki yanından basılması sağlanır
Donel pompalar, ilerigeri hareketle calışmayan, artı yer değiştirmeli pompalardır Bunlarda valf yoktur Sıvı bir ağızdan girer, donen kanatcıklarla ya da dişlilerle itilerek, cıkıştan dışarı atılır Debi kanatcıkların ya da dişlerin arasındaki acıklığa bağlıdır
Artı yer değiştirmeli pompalar, calışma aralıklarının dar olması nedeniyle, daha cok arı sıvılar icin kullanılmaya elverişlidir Pistonun ya da bağlantı cubuğunun bir diyaframa bağlandığı diyaframlı pompalar, bu kuralın dışında kalır Bunlar, diyaframın ılerigeri hareketi yer değiştirmeyi sağladığı ve sıvı diyaframı gecip calışan bolumlere ulaşmayacağı icin, katı parcacıklı sıvıların pompalanmasında kullanılabilirler
Sığamsal hareketli pompalar, valfsız donel pompalardır Esnek bir borunun surekli olarak sıkılmasıyla calışan bu pompalar, hem icinde katı maddeler bulunan sıvıların, hem de ağdalı sıvıların pompalanmasında kullanılabilir KALPAKCİĞER POMPASI'nda da kan bu tur bir pompayla pompalanır
Emmebasma tulumbalar, su cekmede oldukca yaygın bicimde kullanılmaktadır Otomobil ve kamyonlardaki yağ ve yakıt pompalarıysa, genellikle piston ve diyafram tipindedir Ucak kumanda ve İNİŞ TAKIMI'nda, otomobil krikolarında ve hafriyat maki
nalarında kullanılan hidrolik pompalar, yuksek basınclarda calışan artı yer değiştirmeli pompalardır
Santrifuj pompalar: Santrifuj pompalar, XIX yuzyılın ortalarında gelişmeye başlamıştır Bir govde icinde yeralan kanatlı bir pervaneden («cark Merkezkac kuvvetle basınc oluşturma ilkesi, su dolu bir kovanın hızla cevrilmesinde acıkca gorulur Kova yeterli hızda cevrilirse, merkezkac kuvvet, suyu kovada tutar Yuksek hızlarda elde edilen basınc daha da gucludur Belirli bir hacimdeki sıvının toplam basıncı, manometreyle okunabilen statik basınc ile hareket hızına bağlı olan dinamik basınctan oluşur Dinamik basınc, hareket ederi sıvının, onune cıkan bir cisme yaptığı basınctır Dinamik basınc, hızın karesiyle artar Akan bir sıvıda dinamik basıncın yalnızca 0,50,8 kadarı, statik basınca donuşturulebilir En yalın yontem, kanalın kesitini yavaş yavaş (8°'den buyuk olmama koşuluyla) artırmaktır Bu tur kanala «difuzor Artı yer değiştirmeli pompanın tersine, santrifuj pompalarının basma valfı yoktur Belirli bir donme hızıyla en ust basınc elde edilir Bu tur bir pompanın, bir hidrodinamik pompa olduğu soylenebilir Butun sıvılarda kullanılmaya elverişlidir Plastikten, bronzdan, titanyum ve tantal gibi metallere kadar her tur maddeden yapılabilir
Kendinden emmeli pompalar: Bircok uygulamada, pompanın kendinden emmeli olması istenir Su duzeyinin pompa girişinin altında olduğu durumlarda, normal pompalama işleminden once, yalnızca artı yer değiştirmeli pompalarda hava sutunu emme borusundan cekilebilir Emme derinliği, bir atmosfer basınca eşdeğer yukseklikte su sutunu kadardır (temiz su icin bu 10,35 m'dir) Uygulamadaysa, akış yitimleri, suyun buhar basıncı ve kacaklardan dolayı, su an
cak 8,5 m'den cekilebilir Normal bir santrifuj pompa, boşken, emme borusundaki havayı boşaltamaz; ancak sıvıyla doldurulduğunda, normal pompalama işlemini yapar «Yaş tip Yuksek basınc pompaları: Santrifuj pompaların oluşturduğu basınc, cark ucu hızının karesiyle orantılıdır Santrifuj pompaları calıştıran elektrik motorlarından elde edilebilen en yuksek donme hızı, 50 Hz frekansında 2 900 devirdakikadır Bu hızdadaha yuksek basınclar da elde edilebilir
Ne var ki basıncı sınırlayan başka etmenlerde vardır: Pompanın yapıldığı malzeme; carkın donmesiyle oluşan sıvı surtunmesi yitimleri Cark capının buyumesiyle, bu yitimler daha da artar 6,9 barın ustundeki basınclarda calışacak pompalar, ortak bir milustune dizilmiş birden cok carktan oluşur Bu tur pompalara, «kademeli pompalar Oteki turler: Santrifuj ya da artı yer değiştirme sınıflarına sokulamayacak pompalar da vardır
Bunlara ornek olarak, su kocu gosterilebilir Duşuk basıncta cok miktarda suyun bulunduğu yerlerde, su kocuyla, az miktarda su oldukca yukseğe basılabilir Bu yontemde, hic bir dış kuvvet gerekmez Su akımının momentumundan yararlanılarak, belirli ve duzenli aralarla kapatılan bir supapla yuksek fışkırma basıncı sağlanır Soz konusu etki, evlerdeki musluklarda da gozlenebilir Apansız kapatılan musluk, bir cekic sesi (vuruntu) oluşturur
Basınclı hava pompası, maden ocaklarından suyu, kuyulardan petrolu cıkarmaya yarayan yalın bir aygıttır Bir ucu su duzeyinin oldukca aşağısına uzanan duşey boruya, basınclı hava ya da gaz basılır Borunun dışındaki sıvı ile borunun icindeki gazsıvı karışımının yoğunluğu arasındaki fark, boru uzunluğuna, daldırılma miktarına ve hava kabarcıklarının bicimine bağlı olarak, yuzeye doğru, akış sağlar
CIVA gibi sıvı metaller NUKLEER REAKTOR' lerde ısı taşıyıcı sıvılar olarak kullanılır Bunları akıtmak icin elektromagnetik pompalar kullanılır Sıvıdan, istenen akış yonune dik eksende, bir magnetik alan gecirilir Aygıt, normal bir doğru akımlı elektrik motoru gibi calışır
doğal polimerleşme
polimerleşme ornekleri
polimerleşme ceşitleri
«Polimer Monomerlerden polimeri oluşturan tepkimeye, «polimerleşme tepkimesi Doğrudan polimerleşme tepkimesinin ortaya cıkması icin, monomerde, sozgelimi etilende (CH2CH2) olduğu gibi, cifte bağlar ya da uclu bağlar bulunmalıdır İyi bilinen polimerlerin coğu, etilendeki ya da etilen molekulundeki bir (ya da birden cok) hidrojen atomunun, başka atomlarla (ya da atom gruplarıyla) yer değiştirmesi sonucu oluşan etilen turevlerinden kaynaklanır Onemli etilen turevleri arasında, polistirenin yapıldığı stiren, PVC'nin yapıldığı vinil klorur (CH22~CHCl), polipropilenin hammaddesi olan propilen (CH2CHCH3) ve ceşitli sentetik kaucukların temel maddesi olan akrilonitril (CH2CHCN) sayılabilir
Polimerleşmenin mekanizması: Doğrudan polimerleşme tepkimesinde birbirinden farklı uc aşama vardır: Zincirin başlaması; zincirin buyumesi; zincirin sonlanması Zincirin başlaması aşaması, tepkime ortamında, etkinleşmiş monomer molekullerinin oluşturulmasını kapsar Bu, mekanik olarak basınc uygulanmasıyla ya da şiddetli karıştırmayla yapılabileceği gibi, ısıtma yoluyla ve kimyasal olarak polimerleşme katalizorleri katılmasıyla da gercekleştirilebilir Butur katalizorler, genellikle serbest radikaller (kimyasal bağ oluşumuna katılmamış tek elektron iceren gruplar) ya da iyonlar (elektrik yuku taşıyan kimyasal gruplar) uretebilen bileşiklerdir Serbest radikal oluşturanların coğunlukla organik peroksitler olmasına karşılık, iyon oluşturanlar, bor trifluorur (BF3) ya da ti tan tetraklorur (TiCU) gibi anorganik bileşiklerdir Başlangıc aşaması bazen, tepkime ortamının morotesi ışıkla ışınlandırılmasıyla da sağlanır
Tepkime ortamında etkinleşmiş monomer molekulleri ortaya cıktıktan sonra, zincir buyumesi başlar Bir etkinleşmiş molekul, bir etkinleşmemiş monomerle tepkimeye girerek, oncekinden bir monomer birimi daha uzun olan yeni bir etkinleşmiş molekul verir Bu surec, zincirin, sozgelimi ikinci bir etkinleşmiş molekulle tepkimeye girmesi sonucu etkinliğinin sonlanmasına kadar yinelenerek, polimer zincirini buyutur
Polimerleşme bir tek kimyasal bileşiği (sozgelimi etilen) kapsıyorsa, urun «homopolimer Polimerleştirme yontemleri: Endustride polimerleştirme, farklı yollardan yapılır Sozgelimi polistiren, yığın polimerleştirmesi, emulsiyon polimerleştirmesi ya da asıltı polimerleştirmesi yoluyla gercekleştirilebilir Yığın polimerleştirmesi, surekli bir işlemdir ve suren, bir reaktorde doğrudan polimerleştirilir Bazen, tepkime sırasında acığa cıkan ısının denetim altına alınabilmesi icin, bir asal cozucu de katılır
Emulsiyon yonteminde once stirenin, bir deterjan kullanılarak sulu faz (su) icinde yaklaşık bir mikron capında suren damlacıkları biciminde iyice dağıtılmasıyla, bir emulsiyon hazırlanır Ardından, bu emulsiyon 70100nC sıcaklığa kadar ısıtılır ve icine, suda cozunen bir polimerleşme katalizoru katılır Stiren damlacıkları katı polimer taneciklerine donuşur ve su, buharlaştırma yoluyla alınır
Asıltı yonteminde, stiren monomer 021,5 mm capında damlacıklar oluşturacak bicimde, hızla suyla karıştırılır Bu damlacıkların birleşmesini onlemek icin, tepkime ortamına, dağılmayı sağlayan bir kimyasal madde katılır Asıltıya surende cozunen bir polimerleşme katalizoru (genellikle bir organik peroksit) eklenir Boylece, sıvı stiren damlacıkları, katı polimer taneciklerine donuşur Bunlar, su fazından alınır ve kurutulur
Pompa (ya da tulumba) bir akışkanı, alcak bir duzeyden yuksek bir duzeye cıkarmada ya da enerjinin akışkana aktarılmasında kullanılan bir aygıttır
Pompaya ilişkin ilk kayda İskenderiye Muzesi'nde raslanılmıştır Bilinen ilk pompaysa, Roma'da, İO 100 yıllarında kullanılmıştır İki ucunda supaplar olan ve ici oyuk pistonlu silindirden oluşan bu emmebasma tulumba, bir artı yer değiştirmeli (pozitif deplasman) pompaydı
Artı yer değiştirmeli pompalar: Pistonun her hareketinde, belirli bir miktar sıvı yer değiştirdiği icin boyle adlandırılmışlardır Valflar (klapeler) geri donuşsuzluğu sağlar; sıvı yalnızca tek yonde akabilir Artı yer değiştirmeli pompalar, ilerigeri hareketle calışırlar; yani pistonun, silindirin ve diyaframın hareketi, sıvıyı, surekli olarak, aeğil, bolum bolum iterek basar Bisiklet pompası buna iyi bir ornektir Pompanın her basılışında, hava lastiğe itilir ve geri donuşsuz bir supapla geri kacması onlenir Pompa cekildiğinde, hava silindire girer ve pistonun onundeki bolmeye dolarak, ikinci basılışta lastiğe gonderilir İlerigeri hareketle calışan pompalar, cift etkili de yapılabilir Piston kolunun silindire girdiği bolume bir conta ve ek valflar yerleştirilerek, sıvının, pistonun iki yanından basılması sağlanır
Donel pompalar, ilerigeri hareketle calışmayan, artı yer değiştirmeli pompalardır Bunlarda valf yoktur Sıvı bir ağızdan girer, donen kanatcıklarla ya da dişlilerle itilerek, cıkıştan dışarı atılır Debi kanatcıkların ya da dişlerin arasındaki acıklığa bağlıdır
Artı yer değiştirmeli pompalar, calışma aralıklarının dar olması nedeniyle, daha cok arı sıvılar icin kullanılmaya elverişlidir Pistonun ya da bağlantı cubuğunun bir diyaframa bağlandığı diyaframlı pompalar, bu kuralın dışında kalır Bunlar, diyaframın ılerigeri hareketi yer değiştirmeyi sağladığı ve sıvı diyaframı gecip calışan bolumlere ulaşmayacağı icin, katı parcacıklı sıvıların pompalanmasında kullanılabilirler
Sığamsal hareketli pompalar, valfsız donel pompalardır Esnek bir borunun surekli olarak sıkılmasıyla calışan bu pompalar, hem icinde katı maddeler bulunan sıvıların, hem de ağdalı sıvıların pompalanmasında kullanılabilir KALPAKCİĞER POMPASI'nda da kan bu tur bir pompayla pompalanır
Emmebasma tulumbalar, su cekmede oldukca yaygın bicimde kullanılmaktadır Otomobil ve kamyonlardaki yağ ve yakıt pompalarıysa, genellikle piston ve diyafram tipindedir Ucak kumanda ve İNİŞ TAKIMI'nda, otomobil krikolarında ve hafriyat maki
nalarında kullanılan hidrolik pompalar, yuksek basınclarda calışan artı yer değiştirmeli pompalardır
Santrifuj pompalar: Santrifuj pompalar, XIX yuzyılın ortalarında gelişmeye başlamıştır Bir govde icinde yeralan kanatlı bir pervaneden («cark Merkezkac kuvvetle basınc oluşturma ilkesi, su dolu bir kovanın hızla cevrilmesinde acıkca gorulur Kova yeterli hızda cevrilirse, merkezkac kuvvet, suyu kovada tutar Yuksek hızlarda elde edilen basınc daha da gucludur Belirli bir hacimdeki sıvının toplam basıncı, manometreyle okunabilen statik basınc ile hareket hızına bağlı olan dinamik basınctan oluşur Dinamik basınc, hareket ederi sıvının, onune cıkan bir cisme yaptığı basınctır Dinamik basınc, hızın karesiyle artar Akan bir sıvıda dinamik basıncın yalnızca 0,50,8 kadarı, statik basınca donuşturulebilir En yalın yontem, kanalın kesitini yavaş yavaş (8°'den buyuk olmama koşuluyla) artırmaktır Bu tur kanala «difuzor Artı yer değiştirmeli pompanın tersine, santrifuj pompalarının basma valfı yoktur Belirli bir donme hızıyla en ust basınc elde edilir Bu tur bir pompanın, bir hidrodinamik pompa olduğu soylenebilir Butun sıvılarda kullanılmaya elverişlidir Plastikten, bronzdan, titanyum ve tantal gibi metallere kadar her tur maddeden yapılabilir
Kendinden emmeli pompalar: Bircok uygulamada, pompanın kendinden emmeli olması istenir Su duzeyinin pompa girişinin altında olduğu durumlarda, normal pompalama işleminden once, yalnızca artı yer değiştirmeli pompalarda hava sutunu emme borusundan cekilebilir Emme derinliği, bir atmosfer basınca eşdeğer yukseklikte su sutunu kadardır (temiz su icin bu 10,35 m'dir) Uygulamadaysa, akış yitimleri, suyun buhar basıncı ve kacaklardan dolayı, su an
cak 8,5 m'den cekilebilir Normal bir santrifuj pompa, boşken, emme borusundaki havayı boşaltamaz; ancak sıvıyla doldurulduğunda, normal pompalama işlemini yapar «Yaş tip Yuksek basınc pompaları: Santrifuj pompaların oluşturduğu basınc, cark ucu hızının karesiyle orantılıdır Santrifuj pompaları calıştıran elektrik motorlarından elde edilebilen en yuksek donme hızı, 50 Hz frekansında 2 900 devirdakikadır Bu hızdadaha yuksek basınclar da elde edilebilir
Ne var ki basıncı sınırlayan başka etmenlerde vardır: Pompanın yapıldığı malzeme; carkın donmesiyle oluşan sıvı surtunmesi yitimleri Cark capının buyumesiyle, bu yitimler daha da artar 6,9 barın ustundeki basınclarda calışacak pompalar, ortak bir milustune dizilmiş birden cok carktan oluşur Bu tur pompalara, «kademeli pompalar Oteki turler: Santrifuj ya da artı yer değiştirme sınıflarına sokulamayacak pompalar da vardır
Bunlara ornek olarak, su kocu gosterilebilir Duşuk basıncta cok miktarda suyun bulunduğu yerlerde, su kocuyla, az miktarda su oldukca yukseğe basılabilir Bu yontemde, hic bir dış kuvvet gerekmez Su akımının momentumundan yararlanılarak, belirli ve duzenli aralarla kapatılan bir supapla yuksek fışkırma basıncı sağlanır Soz konusu etki, evlerdeki musluklarda da gozlenebilir Apansız kapatılan musluk, bir cekic sesi (vuruntu) oluşturur
Basınclı hava pompası, maden ocaklarından suyu, kuyulardan petrolu cıkarmaya yarayan yalın bir aygıttır Bir ucu su duzeyinin oldukca aşağısına uzanan duşey boruya, basınclı hava ya da gaz basılır Borunun dışındaki sıvı ile borunun icindeki gazsıvı karışımının yoğunluğu arasındaki fark, boru uzunluğuna, daldırılma miktarına ve hava kabarcıklarının bicimine bağlı olarak, yuzeye doğru, akış sağlar
CIVA gibi sıvı metaller NUKLEER REAKTOR' lerde ısı taşıyıcı sıvılar olarak kullanılır Bunları akıtmak icin elektromagnetik pompalar kullanılır Sıvıdan, istenen akış yonune dik eksende, bir magnetik alan gecirilir Aygıt, normal bir doğru akımlı elektrik motoru gibi calışır