Plastik esaslı kompozit malzemelerin kimyasal kaplama işlemlerinin incelenmesi

Tam metin

(1)T.C. TRAKYA Ü ĐVERSĐTESĐ FE BĐLĐMLERĐ E STĐTÜSÜ Plastik Esaslı Kompozit Malzemelerin Kimyasal Kaplama Đşlemlerinin Đncelenmesi. Mak. Müh. Turgay ULUŞE. YÜKSEK LĐSA S TEZĐ Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Tez Yöneticisi: Yrd.Doç. Dr. E. Selçuk ERDOĞA. EDĐR E-2008.

(2) ii. T.C. TRAKYA ÜNĐVERĐSTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ. Plastik Esaslı Kompozit Malzemelerin Kimysal Kaplama Đşlemlerinin Đncelenmesi. Mak. Müh. Turgay ULUŞEN. YÜKSEK LĐSANS TEZĐ. Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı. Tez Yöneticisi: Yrd. Doç. Dr. E. Selçuk ERDOĞAN.

(3) iii. T.C. TRAKYA ÜNĐVERĐSTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ. Plastik Esaslı Kompozit Malzemelerin Kimysal Kaplama Đşlemlerinin Đncelenmesi. Mak. Müh. Turgay ULUŞEN YÜKSEK LĐSANS TEZĐ. Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı. Bu tez …./…./…… tarihinde aşağıdaki jüri tarafından kabul edilmiştir. Prof. Dr. H. Erol AKATA. Yrd. Doç. Dr. F.Bülent YILMAZ. Jüri Üyesi. Jüri Üyesi. Yrd. Doç. Dr. E. Selçuk ERDOĞAN Jüri Üyesi-Tez Danışmanı.

(4) i. Yüksek Lisans Tezi Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Bölümü. ÖZET. Plastiklerin. sağladığı. avantajlar. onları. günlük. hayatta. vazgeçilmez. kılmaktadır.Kolay elde edilmeleri,maliyetlerinin az olması , işlenmelerinin kolay oluşu gibi özellikler başlıca avantajlar olarak göze çarpmaktadır.Tüm bu avantajlara rağmen gerekli olduğu yerlerde çeşitli özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla takviye edilmeleri gerekmektedir.Plastik esaslı kompozitler bu ihtiyaçlardan dolayı ortaya çıkmıştır. Kullanım alanları arttıkça plastiklerden farklı beklentiler oluşmuştur. Bunlardan biride yüzeyinin metal ile kaplanmasıdır. Günümüzde gerek dekoratif görünüm, gerekse de kazandırdığı çeşitli mekanik özellikler sebebiyle plastiklerin yüzeyi kimyasal yollarla metal kaplanmaya başlanmış ve bu bir sektör haline gelmiştir. Fakat günümüz şartlarında. uygulanabilirlik. açısından. sadece. ABS. (Akronitril-Butadien-Stiren). kimyasal olarak metal ile kaplanabilmektedir.. Bu çalışmada ABS için kimyasal kaplama yöntemi araştırıldı. PP,PVC ve cam elyaf takviyeli plastik malzemeler için çeşitli kaplama çalışmaları yapılarak çıkan sonuçlar değerlendirilmiştir.. Anahtar Kelimeler: Plastik malzeme, plastik esaslı kompozit, plastik üzerine kaplama.

(5) ii. Master Thesis Trakya University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering. ABSTRACT. Plastics are abandonance because of their advantages. Low cost, easily manufacturing and processing attract attention as important advantages. Despite of these necessities appears like reinforcing which we need in somewhere. So reinforced plastics concept appeared because of this.. Using plastics widely got some new expectations like surface coating by metal. Nowadays, not only appearance but also obtaining new mechanical properties are provided by plastic’s surface coating. This cause to arise a new sector; but because of process necessities only thermoplastic ABS’s surface is coated by metal.. In this study, chemical coating method of plastic ABS was investigated.Also PP, PVC and glass fiber reinforced plastic’s surface coating processes were investigated and obtained results were evaluated.. Keywords:Plastic material,reinforced plastics and surface coating of platics..

(6) iii. Ö SÖZ. Hazırlanan bu yüksek lisans tezinde, cam elyaf takviyeli olan ve takviye malzemesi içermeyen plastik levhaların kimyasal yolla yüzey kaplama işlemi araştırılmıştır. Bu suretle yapılan deneysel araştırmalar ayrıntılı bir biçimde çalışmanın içinde yer almaktadır.. Bu tezin hazırlanmasında yardımlarını esirgemeyen Arş.Gör. Ümit HÜNER’e, tez çalışması boyunca teknik yardım sağlayan GÜNDOĞAR ABS KAPLAMA şirketinin sahibi Sayın Niyazi GÜRSU’ ya teşekkürlerimi sunarım.. Ayrıca çalışmalarım sırasında yanımda olan maddi ve manevi yardımlarını benden esirgemeyen aileme ve iş arkadaşlarıma teşekkürü bir borç bilirim.. Takviyeli plastik malzemeleri sağlayan UMIST Polimer Mühendisliği laboratuarlarına ayrıca teşekkür ederim.. Aynı zamanda tez çalışmam süresince danışmanlığımı yaparak beni yönlendiren Yrd. Doç. Dr. Selçuk ERDOĞAN’a teşekkür ederim.. OCAK 2008. Mak. Müh. Turgay ULUŞEN.

(7) iv. ĐÇĐ DEKĐLER ÖZET................................................................................................................................. i ABSTRACT ..................................................................................................................... ii ÖNSÖZ………………………………………………………………………………….iii ĐÇĐNDEKĐLER................................................................................................................ iv ŞEKĐL LĐSTESĐ .............................................................................................................. vi ÇĐZELGE LĐSTESĐ....................................................................................................... viii GĐRĐŞ.................................................................................................................................1 1.PLASTĐKLER ................................................................................................................1 1.1 Plastiklerin Yapısı ...................................................................................................3 1.2 Plastiklerin Özellikleri.............................................................................................5 1.3 Plastiklerin Sınıflandırılması ...................................................................................7 1.3.1 Termoplastikler ................................................................................................8 1.3.1.1 Başlıca Termoplastikler........................................................................11 1.3.2 Termosetler.....................................................................................................16 1.3.3 Elastomerler....................................................................................................17 2. KOMPOZĐT MALZEMELER ....................................................................................19 2.1 Kompozit Malzemelerin Sınıflandırılması;...........................................................21 2.1.1 Matris Malzemesine Göre .............................................................................21 2.1.2 Takviye Malzemesine Göre............................................................................23 2.2 Takviye Edilmiş Plastikler ....................................................................................27 2.3 Termoplastik Matrisli Cam Elyaf Takviyeli Kompozitler ....................................28 2.4 Plastik Kompozit Malzeme Üretim Yöntemleri....................................................29 2.4.1 Ekstrüzyon Üretim Yöntemi ..........................................................................29 2.4.2 Enjeksiyon Üretim Yöntemi...........................................................................32 3. PLASTĐKLER ÜZERĐNE ELEKTROLĐZE (KĐMYASAL) METAL KAPLAMA...35 3.1 Kaplama Yapabilmek Đçin Gerekli Donanım ........................................................36 3.2 Plastiklerin Kaplanması.........................................................................................38 3.3 ABS Plastiklerin Metal Đle Kaplanması ........................................................40 4. DENEYSEL ÇALIŞMA (Diğer Plastiklerin Kaplanması) .........................................51 4.1 Deneyde Kullanılan Malzemeler...........................................................................51 4.2 Deneyde Kullanılan Cihazlar ................................................................................52 4.3 Deney Sonuçları ....................................................................................................52 4.3.1 PP Malzeme Đçin Deney Sonuçları ................................................................52 4.3.2 PVC Malzeme Đçin Deney Sonuçları .............................................................54 4.3.3 Kompozit Malzeme Đçin Deney Sonuçları .....................................................55.

(8) v. TARTIŞMA.....................................................................................................................57 KAYNAKLAR................................................................................................................60 ÖZGEÇMĐŞ.....................................................................................................................62.

(9) vi. ŞEKĐL LĐSTESĐ. Şekil 1.1 Propilen monomeri ve Polipropilen. 4. Şekil 1.2 Polietilen zincirinin şematik gösterimi. 4. Şekil 1.3 Vinil klorid mer ünitesi ve PVC polimer zincirinin kimyasal yapısı. 4. Şekil 1.4 Plastiklerin Sınıflandırılması. 8. Şekil 1.5 Lineer ve dallanmış molekül zincirleri. 8. Şekil 1.6 Amorf ve semikristal termoplastiklerin yapıları. 10. Şekil 1.7 Polipropilen molekülü. 11. Şekil 1.8 Đzotaktik polipropilenin zincir yapısı. 12. Şekil 1.9 Ataktik polipropilenin zincir yapısı. 12. Şekil 1.10 Polipropilenden imal edilmiş bazı parçalar. 12. Şekil 1.11 ABS Terpolimeri. 13. Şekil 1.12 PVC zincir yapısı. 14. Şekil 1.13 Elastomer zincirlerinin gerdirilmesi. 17. Şekil 1.14 Elastomer ve termosetlerin yapıları. 18. Şekil 2.1 Fiber takviyeli seramik malzemenin kesitinden alınmış büyük bir görüntü. 22. Şekil 2.2 Şematik olarak kompozit malzeme. 24. Şekil 2.3 Elyaf takviyeli bir kompozit malzemenin mikroskobik görünümü. 24. Şekil 2.4 Partikül takviyeli kompozitlere örnekler. 26. Şekil 2.5 Tabakalı kompozit üretinin şematik gösterimi. 27. Şekil 2.6 Cam elyafların mikroskobik görünümü. 28. Şekil 2.7 Şematik bir ekstrüzyon hattı. 30. Şekil 2.8 Ekstrüzyon yöntemiyle üretilmiş bazı parçalar. 31. Şekil 2.9 Enjeksiyon makinesi. 33. Şekil 2.10 Enjeksiyon yöntemiyle üretilmiş bazı ürünler. 34. Şekil 3.1 Elektroliz banyosu. 36. Şekil 3.2 Kimyasal kaplama ünitesi. 38. Şekil 3.3 Kaplamadan önce ABS plastik malzemeler. 40. Şekil 3.4 Aşındırmadan önce plastik yüzeyi. 41.

(10) vii. Şekil 3.5 Aşındırmadan sonra plastik yüzeyi. 41. Şekil 3.6 Aşındırma banyosu. 41. Şekil 3.7 Aşındırma banyosu içerindeki malzeme. 42. Şekil 3.8 PP malzemeden yıkama kazanları. 42. Şekil 3.9 Ön işlemden çıkmış ABS malzemeler. 45. Şekil 3.10 Asitli bakır banyosu. 46. Şekil 3.11 Nikel banyosu. 47. Şekil 3.12 PVC malzemden krom banyosu. 48. Şekil 3.13 Vibrasyon makinesi. 49. Şekil 3.14 Santrifüj kurutma makinesi. 49. Şekil 3.15 Dekoratif krom kaplanmış ABS malzemeler. 50. Şekil 4.1 Kaplama öncesi PP malzeme. 53. Şekil 4.2 Kaplama sonrası PP malzeme. 53. Şekil 4.3 Kaplama öncesi PVC malzeme. 54. Şekil 4.4 Kaplama sonrası PVC malzeme. 55. Şekil 4.5 Kaplama öncesi kompozit malzeme. 56. Şekil 4.6 Kaplama sonrası kompozit malzeme. 56.

(11) viii. ÇĐZELGE LĐSTESĐ. Çizelge 1.1 Ülke ve bölgelere göre dünyada plastik tüketimi. 3. Çizelge 1.2 Bölgelere göre dünya polipropilen üretimi. 13. Çizelge 1.3 Bazı termoplastiklerin özellikleri. 15. Çizelge 4.1 PP için kaplama sonuçları. 52. Çizelge 4.2 PVC için kaplama sonuçları. 54. Çizelge 4.3 Kompozit malzeme için kaplama sonuçları. 55.

(12) 1. GĐRĐŞ. 1. PLASTĐKLER. Plastikler, normal sıcaklıkta genellikle katı halde bulunan, basınç ve ısı kullanılarak. mekanik. yöntemlerle. şekillendirilebilen. veya. kalıplanabilen. maddelerdir.[Yaşar H.,2001] Günlük hayatımızda plastik eşya kullanımı her gün biraz daha artmaktadır. Eskiden ağaç, metal, yün, pamuk, kağıt, vesaire gibi geleneksel malzemelerden imal edilen bir çok eşya bugün plastik esaslı malzemelerden yapılmaktadır. Elektronik cihazların, beyaz eşyaların, giysilerin, inşaat malzemelerinin, döşemelerin vb. yapılarında plastik malzeme miktarı giderek artmaktadır. Mühendislik plastikleri adı verilen ve sayıları zamanla hızla artan malzemeler makine ve teçhizatlarda metallerin yerini almaktadır. [Yapar H.,2002]. Plastik malzemelerin tarihi çok yenidir. Đkinci Dünya savaşı öncesinde plastikler kömür hammaddesi kullanılarak üretilmiş ancak daha sonraki yıllarda kömürün yerini petrol almıştır. Plastiklerin ülkemizde kullanımı takriben 1880 yılında başlar. Bu tarihe kadar Lületaşı ve kehribardan imal edilen çeşitli süs eşyaları, ithal edilen çubuk galalitlerin ülkemize girmesiyle, plastiklerden üretilmeye başlanmıştır. Yurdumuzda plastik işleme sanayi 1955 senesinden sonra kurulmaya başlamış, plastiğin günlük yaşantımıza geniş çapta girmesiyle, bu sanayi kolu günden güne gelişmiştir. Plastiğin bu önlenemez yükselişi başlıca iki özelliğinden kaynaklanmaktadır;.

(13) 2. -. Plastikler metallere göre hafif, ısı ve elektriğe karşı daha yalıtkan olup, kimyasal ve fiziksel özellikleri ile birçok üstünlüğe sahiptir.. -. Plastikler hammadde olarak daha bol, daha ucuz ve imalat süreçleri daha basit ve bunun sonucu olarak daha ekonomiktir.. Bu iki üstünlük plastiğin otomotiv, havacılık, yapı, elektrik – elektronik sanayileri başta olmak üzere hemen hemen tüm sanayilerde kullanımını kaçınılmaz hale getirmiştir.. Ülkemizin kalkınmasına paralel olarak gerçekleşen plastik mamullerin tüketimindeki artış, plastik sanayinin ve bu sanayi hammaddelerinin dışa bağımlılığını azaltacak yatırımların yapılmasına neden olmuştur. Plastik sektörünün en büyük girdileri olan petrokimyasal maddeleri üretmek üzere PETKĐM Petrokimya A.Ş. kurulmuş ve Pektim in kurulması ile petrokimya plastik sektörü inanılmaz bir yükselişe geçerek her çeşit plastik üretimi yapan tesis sayısı giderek artmıştır. 1970’li yılların başında. ülkemizde. ilk. defa. YARPET. A.Ş.’de. termoplastiklerin. üretimi. gerçekleştirilmiştir. Artan talebi karşılamak için Petkim A.Ş. Aliağa’da ülkemizin ikinci Petrokimya kompleksi olan Alpet A.Ş’yi kurmuş ve 1985’li yılların plastik hammadde üretimine başlamıştır. [Yapar H.,2002]. Bugün Türk sanayisi her türlü plastik teknolojisini kullandığı gibi, makine ve teçhizat üretiminde de önemli bir yere sahiptir. Đmalatlarında ana hammadde veya yardımcı girdi olarak plastik malzemeleri kullanan fabrikalarımızın sayıları gün geçtikçe artmakta ve bu fabrikalarda yüz binlerce insan çalışmaktadır. [Yapar H.,2002].

(14) 3. Çizelge 1.1. Ülke ve bölgelere göre Dünyada plastik tüketimi (1000 ton) [Yapar H.,2002]. 1.1 Plastiklerin Yapısı. Plastikler polimerlerden oluşur. Polimerler, çok sayıda. makro molekülün. düzenli bir şekilde, kimyasal bağlarla bağlanarak oluşturdukları yüksek molekül ağırlıklı bileşiklerdir. “Poli-” kelimesi Latince “birden fazla , çok” anlamındadır. “Mer” adı verilen ünitelerin tekrarlanması sonrasında polimerler meydana gelir. Diğer bir deyişle polimerler “monomer” denilen birimlerin bir araya gelmesiyle oluşmuşlardır. Bir araya gelirken gerçekleşen tepkime işlemi polimerizasyon olarak adlandırılır. ikili bağlar polimerizasyon işlemiyle serbest kalarak tek bağlı bir yapı oluşturur ve bu yapılar bir araya gelerek polimerleri meydana getirirler. [Gediktaş M.,1991].

(15) 4. Şekil 1.1 Propilen monomeri ve Polipropilen. Yukarıda görüldüğü gibi propilen monomerinin polimerizasyonu sonrasında polipropilen polimeri meydana gelmiştir. Polimerler yüksek molekül ağırlıklı, uzun , zincirli bir yapı gösteren makro moleküllerden oluşmuşlardır.[Ekşi,2007]. Şekil 1.2 Polietilen zincirinin şematik gösterimi. Örneğin polietilen bir polimerdir. Polietilen içerdiği polimer zincirlerinde, birbirine kovalent bağlarla bağlı binlerce küçük molekül bulunur. Birbirine kovalent bağlarla bağlı bu moleküller bir araya gelerek polimer zincirlerini oluşturur. Đşte bu polimer zincirinde binlerce kez tekrarlanan bu birimlere “mer” adı verilir.. Şekil 1.3 Vinil klorid mer ünitesi ve PVC polimer zincirinin kimyasal yapısı.

(16) 5. Polimer. molekülleri,. mer’lerden. kullanılabilmesi için çeşitli yöntemlerle zaman. oluşur.. Polimerlerin. malzeme. olarak. işlenmesi gerekmektedir. Polimerler çoğu. tek başlarına , saf olarak işlenmezler. Polimerler işlenirken beraberinde ,. renklendiriciler, güneş ışığına karşı koruyucular , plastikleştiriciler, kaydırıcılar ve benzeri dolgu malzemeleriyle karıştırılarak, bir ön karışım hazırlanır. Bu karışım “kompound” olarak adlandırılır. Bu karışımlardan çeşitli üretim yöntemleriyle (Plastik Enjeksiyon, Plastik Ekstrüzyon , Şişirme Kalıplama Yöntemi, Isıl Şekillendirme Yöntemi vb.) ürün ve yarı ürün elde edilir. Bu üretim yöntemleriyle elde edilmiş ve son şekli verilmiş ürün “plastik” olarak tanımlanır. Makromolekül yapısı polimerlerde, selefindeki malzemelerde bulunmayan faydalı özellikler ortaya çıkarmıştır. [Savaşçı, 2002]. 1.2 Plastiklerin Özellikleri. Plastiklerin özellikleri ve çeşitlilikleri çok geniş bir aralıkta değişmektedir. Plastiklerin başlıca özellikleri şöyle sıralanabilir;. •. Şekil verilebilirlikleri kolay ve işlenmeleri basittir. Plastikler, metallerden daha düşük kuvvetler altında şekil değiştirebilirler. Đşleme sıcaklıkları 400 altında olmakla birlikte bu sıcaklık aralığı 120. o. C ile 320. değişmektedir. Bu sıcaklıkların düşük değerlerde olması,. o. o. C’ nin. C arasında plastiklerin. işlenebilmesi için gerekli enerji miktarının da az olmasını sağlar. Seri üretime yani. yüksek üretim miktarlarındaki. üretime imkan sağlayan otomasyon. tekniklerine uygun oldukları gibi zaman alıcı ve yüksek maliyet gerektiren son işlemlere. ihtiyaç duymadan karmaşık yapılı ürünlerin. imalatına da. uygundurlar.. •. Yoğunlukları diğer malzemelere göre düşüktür.. Metallerden ve seramiklerden.

(17) 6. daha hafiftirler. Yoğunlukları, 0.8 g/cm3 ile 2.2 g/cm3 arasında değişir. Düşük yoğunluk değerleri hafif olmalarını sağlarken ,. ağırlık/dayanım. oranının. önemli olduğu sistemlerde yüksek dayanıma sahip plastikler , en çok tercih edilen hafif malzeme sınıfı haline gelmiştir.. •. Đlave edilen katkı malzemeleriyle özellikleri değiştirilebilir. Bu katkı malzemeleri; o Malzemenin özelliklerini değiştirmeyen, ekonomik nedenlerle kullanılan mineral ve kalsit gibi dolgu maddeleri o Malzemenin elastisite modülü ve çekme dayanımı gibi mekanik özelliklerini geliştiren cam elyaf ve karbon elyaf gibi takviye edici dolgu malzemeleri o Malzemenin rengini değiştirmeye yarayan renk pigmentleri o Malzemeye , bazı çalışma özelliklerini ve mekanik özelliklerini değiştirmek üzere katılan yumuşatıcı maddeler o Malzemenin. alev. direncini. arttırıp. yanıcılığının. azaltılması. doğrultusunda ilave edilen alev geciktiriciler o Malzemenin bozulmasını engellemek için kullanılan malzemeler. •. Değişken mekanik özelliklere sahiptirler. Metallerden daha düşük çekme dayanımı ve elastisite modülü değerine sahip olmalarına rağmen bu değerler geniş bir çerçevede değişmektedir. Öyle ki; cam elyaf takviyeli plastiklerin çekme dayanımları, en hafif metallerden biri olan alüminyum ile yarışır hale gelmiştir. Günümüzde bazı dolgu malzemeleri kullanılarak metallerden daha yüksek mekanik dayanıma sahip plastikler oluşturulabilmiştir.. •. Plastikler ısıyı ve elektriği hemen hemen hiç iletmezler yada az iletirler. Plastiklerin ısıyı metallere nazaran oldukça az iletmeleri, plastiklerin yalıtım malzemesi olarak kullanılmasını sağlamıştır. Düşük elektrik iletkenlikleri plastikleri elektrik yalıtıcı malzemeler arasına dahil etmiştir. Bazı plastiklerin elektriği iletmesi istenebilir. Plastiğin elektriği iletmesi için karbon siyahı gibi katkı malzemeleri de kullanılabilir..

(18) 7. •. Bazı plastikler saydam bir görünüme sahiptirler. Bu özellik plastiklerin gözlük camı , cd , optik disk üretimine uygun kılmaktadır. Saydam görünümlü bu plastik malzemeler camdan daha kolay işlenebilmelerinin yanında oldukça gelişmiş optik ve mekanik özelliklere sahiptirler.. •. Plastikler kimyasal maddelere karşı yüksek dirence sahiptir. Plastiklerin atom yapılarının metallerden farklı olması nedeniyle, korozyona karşı metallerden daha fazla direnç gösterirler. Dirençli oldukları kimyasal ortamlar çok olmamasına rağmen plastikler bu özellikleri yardımıyla bir çok uygulama alanı kazanmışlardır. Buna. ev aletleri, araç yakıtına karşı dayanıklı otomobil. parçaları, gıda ve kozmetik sanayinde ambalajlama amacıyla kullanılan plastikler ve asit tankları örnek olarak verilebilir.. •. Plastiklerin. hammadde. göre(metaller,. olarak. seramikler. ve. üretilmesi diğer. de. selefindeki. kompozitler). daha. malzemelere az. enerji. gerektirmektedir. Bu yüzden plastiklerin üretilmesinde kullanılan üretim yöntemleri de düşünüldüğünde plastik üretimi ekonomik bir hal almaktadır.. 1.3 Plastiklerin sınıflandırılmaları. Üç ana plastik malzeme grubu çeşitli özellikleriyle birbirlerinden ayrılır. Bunlar; termoplastikler, termosetler ve elastomerlerdir. Aşağıdaki şekil bu üç grubu örneklerle sunmaktadır;.

(19) 8. Şekil 1.4 Plastiklerin sınıflandırılmaları. 1.3.1 Termoplastikler. Molekül arası kuvvetler tarafından bir arada tutulan lineer veya dallanmış zincirleri ile makro moleküller içeren plastikler "termoplastikler" olarak isimlendirilirler. Molekül arası kuvvetlerin mukavemeti diğer faktörlere arasında dalların veya yan zincirlerin sayısına ve tipine bağlıdır. [Yapar H.,2002]. Şekil 1.5 Lineer ve Dallanmış molekül zincirleri.

(20) 9. Termoplastikler termal enerji (ısı) ve basınç uygulandığında kolaylıkla yumuşayan, deforme olabilen, akan bu durumda herhangi bir şekilde alabilen ve soğutulduğunda sertleşebilen malzemelerdir. Bu özelliklerinden dolayı geri dönüşüm yolu ile tekrar tekrar kullanılabilirler. Bu şekillendirme sırasında herhangi bir kimyasal değişikliğe uğramazlar. Bu özellikleri esasen termoplastiklerin molekül yapısından ileri gelmektedir. [Yapar H.,2002]. "Termoplastikler" terimi "termos" (sıcak, ısı) ve "plastik" (şekil verilebilir, kalıplanabilir) kelimelerinden türetilmiştir. Termoplastikler miktarsal olarak plastiklerin en büyük bölümünü oluştururlar. [Yapar H.,2002]. Termoplastiklerde kendi arasında ikiye ayrılır. Bunlar; Amorf termoplastikler: Yüksek derecede dallanmış molekül zincirleri ve uzun kenar zincirleri ile bu plastikler düzensiz yapıları dolaysı ile herhangi bir bölgede paketlenmiş durumda olarak kabul edilmezler. Bu tipin zincir molekülleri karmakarışık bir top veya pamuk tutamı gibi birbirine sarılmıştır. Plastik yapılaşmamıştır (= amorf). Bu nedenle bir "amorf termoplastik" olarak tarif edilir. [Yapar H.,2002]. Amorf termoplastikler cam gibi şeffaf olduklarından (renklendirilmemiş olarak temin edilirler), bu plastikler sentetik (yapay) veya organik camlar olarak da tanımlanırlar. [Yapar H.,2002]. Semikristal termoplastikler: Eğer makromoleküller sadece hafif dallanma gösteriyorlarsa (yani sadece pek az kenar zincirleri) veya çok tertipli ise, bireysel molekül zincirlerinin bazı bölgeleri sıkıca tertiplenmeye izin verecek şekilde düzenli bir tertip içinde uzanacaktır. Moleküllerin tertipli düzenlenmiş bulunduğu bölgeler "kristalizasyon" bölgeleri ve "kristal bölgeler" olarak tanımlanır. [Yapar H.,2002].

(21) 10. Zincir moleküllerin sadece belirli bölgeleri yoğun bir düzenli tertip içinde bulunduğu halde dahi, diğer bölümler oldukça düzensizdir. Bu düzensiz bölgeler "amorf bölgeler" olarak isimlendirilir. Hem kristal, hem de amorf bölgeler içeren termoplastikler böylece "semikristal termoplastikler" olarak isimlendirilirler. [Yapar H.,2002]. Renklendirilmedikleri zaman dahi semikristal termoplastikler asla cam gibi şeffaf değillerdir. Bunun yerine amorf ve kristal bölgeler arasında sınırlarda ışığın kırılması meydana gelerek, plastiği görüntüde her zaman bir miktar dumanlı ve sütlü yapar. [Yapar H.,2002]. Şekil.1.6 da amorf ve semikristal termoplastik bölgelerde makromolekül düzenlemelerinin şematik temsilleri görülmektedir.. Şekil.1.6 Amorf ve semikristal termoplastiklerin yapıları.

(22) 11. 1.3.1.1 Başlıca Termoplastikler. Polipropilen (PP) : Polipropilen yüksek saflıktaki propilen gazının basınç altında katalizörler yardımıyla polimerizasyonu sonucu elde edilir. Yarı şeffaf , beyaz renkli ve oda sıcaklığında katı halde bulunan bir termoplastiktir. Ergime noktası 175 o C civarındadır. Bir çok bükülmeden sonra dahi sertliğini korur. Isı ve ışığın etkisiyle kolayca bozunabilir. Polipropilen sülfirik asit, nitrik asit, potasyum bikromat, krosen ve karbon tetra klorür hariç tüm kimyasallara karşı dayanıklıdır. Kolay bir şekilde renklendirilemez. Düşük su absorbsiyonvu ve su geçirgenliği vardır.Bugün dünyada 150’den fazla üretilmiş polipropilen türü bulunmaktadır. Bu kadar fazla türde üretilen polipropilenin. bulunması. beraberinde. polipropilenin. kullanım. alanlarını. da. geliştirmiştir. [Yaşar H. , 2001]. Şekil 1.7 Propilen Molekülü. Polipropilen ; paketleme filmi, otomobil parçası , çeşitli ev aletleri , ev eşyası , tel ve kablo kaplamalarında, gıda maddesi ambalajında, kaplama ve laminasyon malzemesi olarak , halı ve yer döşemesi yapımında , halat ve çuval lifi üretiminde, akü kabı üretiminde, meşrubat şişesi kasalarında, laboratuar donanımı yapımında, oyuncak yapımında, radyatör ızgaralarında, sentetik çim yapımında, plastik boru üretiminde, mühendislik plastiklerinin uygulamalarında, optik ve elektrik malzemelerin imalatında, profil, levha, halı , keçe, paspas ve ilaç ambalaj sanayisinde kullanılmaktadır. Polipropilen 1950’li yılların ortalarında NATTA tarafından bulunmuştur. Polipropilen , bir gaz olan propilen monomerinin. polimerizasyonu sonrasında elde.

(23) 12. edilmektedir. Polipropilenin yoğunluğu 0.905 gr/cm3 ’ tür. Hafif bir plastiktir. Rijit bir termoplastik olan polipropilen yüksek mekanik özelliklere sahiptir. Çekme dayanımı yaklaşık olarak 3500 N/cm2’dir. Mekanik özelliklerini yüksek sıcaklıklara kadar koruyabilmektedir. Darbe dayanımı yüksektir. Elektriksel özellikleri çok iyi olan polimer , kimyasal maddelere karşıda direnç gösterir. Polipropilen bir termoplastik ürün olarak, bir çok plastik işleme yöntemiyle şekillendirilebilir. Levha, film, profil ve tel haline getirilebilir.. Şekil 1.8 izotaktik Propilen zincir yapısı. Şekil 1.9 Ataktik Propilen zincir yapısı.

(24) 13. Şekil 1.10 Propilenden imal edilmiş bazı malzemeler. Bölgeler 1994 Kuzey Amerika 4765 Güney Amerika 670 Batı Avrupa 4500 Doğu Avrupa 575 Afrika/Ortadoğu 200 Asya/Okyanusya 4650 Dünya Toplamı 12650. 2000 6700 1050 5650 720 330 6700 21150. Yıllık ort. değişme 5.8 7.8 3.9 3.8 8.7 6.3 5.5. Çizelge 1.2 Bölgelere göre Dünya polipropilen üretimi (1000 ton). ABS. (Akronitril-Butadien-Stiren) : Darbe dayanımı çok yüksek, katı ,. işlenmesi kolay, metal veya tahtaya alternatif, askeri ve sivil amaçlarla fazla miktarlarda kullanılan bir plastik türüdür. Termoplastik olan ABS bir terpolimerdir. Üç monomerin birleşiminden meydana gelmektedir. Bu monomerler, akrilonitril, butadien ve stirendir. Akrilonitril kimyasal direnç, ısı dayanımı ve açık hava koşullarına karşı direnç verir. Düşük sıcaklıkta sağlamlığı ve darbe dayanımını butadien, rijitlik, yüzey parlaklığı ve ısıyla şekillendirilebilme stiren monomeri sağlar. [Yaşar H. , 2001].

(25) 14. Şekil 1.11 ABS Terpolimeri. Ekstrüze edilmiş ABS’nin çekme dayanımı, 175-560 kgf/cm2 değerleri arasında değişmektedir. Açık hava koşularında uzun zaman kalan ABS plastiğinin mekanik özellikleri negatif yönde etkilenmektedir. Özgül ağırlığı saf polimer için 1.02-1.06 gr/cm3 civarındadır. Elektrik yalıtımı çok iyidir. Yüksek sıcaklıklarda sahip olduğu mekanik özellikleri korumaya yönelik direnç gösteren ABS terpolimeri,. ısı ile. şekillendirme proseslerinin çoğuna uygun bir karaktere sahiptir. ABS’nin kullanımı sonrasında; televizyon ve güç donanım kabinleri, anahtar kutuları, çeşitli farlar, aynalar, telefon gövdeleri, büro iş makinaları gövde ve parçaları, boru ve bağlantıları, çanta ve bavul , askeri amaçlı tüfek dipçikleri ve daha bir çok parçanın üretimi yapılmaktadır.. Polivinilklorür (PVC) : En çok kullanılan plastik türlerinden biri olup oldukça ucuzdur. PVC, vinilklorür monomerinden çeşitli katkı maddelerinin yardımıyla polimerize olması neticesinde elde edilen bir polimerdir. Beyaz toz ve renksiz granül şeklindedir. PVC yalıtkandır, asitlere, yağlara, hidrokarbonlara karşı. dayanıklıdır..

(26) 15. Plastikleştiriciler, stabilizanlar, dolgu maddeleri ve diğer bazı katkı maddelerin yardımıyla elastik ve sert bir yapıda olabilirler. PVC,. vinil klorür monomerinden. hazırlanan bir polimerdir.. Şekil 1.12 PVC zincir yapısı. Özgül ağırlığı, 1.4 gr/cm3 civarındadır. Yumuşak PVC yetersiz mekanik özelliklere sahip olmakla birlikte, çekme dayanımı 140-240 kgf/cm2 kadardır. Çeşitli katkı malzemelerinin ilavesiyle birlikte rijit hale getirildiğinde, çekme dayanımı 400500 kgf/cm2 değerine ulaşmaktadır. [Ezdeşir, 1999] Katkısız rijit PVC’nin özellikleri şöyle sıralanabilir; Büyük bir dirence sahip olmasından dolayı bir çok kimyevi maddelerden, asitlerden ve alkalilerden etkilenmezler. Bu özelliğinden dolayı kimya mühendisliği aletlerinin ve boru hatlarının imalinde sıkça kullanılır. Güneş ışınlarına karşı nispeten direnci olan PVC’nin hava şartlarına karşı dayanıklığının arttırılması bazı katkı maddelerinin ilavesiyle gerçekleştirilir. PVC çok miktarda klor içermesinden dolayı ateşe karşı mukaveteni onun inşaat sektöründe kullanımını açmıştır. Yumuşatıcıların ilavesi PVC’ye akışkanlık kazandırır ve işlenmesi kolaylaşır. Dolgu maddeleri çoğu kez maliyeti düşürmek için kullanılır. Mobilya kılıfı, elyaf ve mobilya olarak, ısıyla büzülebilen film olarak, ambalaj işlerinde, selofan kağıt ve filmlerde rutubet tutucu olarak kullanılır. [Ezdeşir,.

(27) 16. Malzeme. Çekme Malz.Özgül Muk. Ağırlık gr/cm³ Mpa. Polietilen(PE) Polivinilklörür(PVC) Polipropilen (PP) Polistiren (PS) ABS Polimetilmetakürilat Teflon Naylon 6,6 Sellülozikler. 0,92-0,93 0,95-0,96 1,50-1,58 0,90-0,91 1,08-1,10 1,05-1,07 1,11-1,20 2,1-2,3 1,06-1,15. 7-17 20-37 40-60 50-70 35-68 42-50 50-90 17-28 60-100. Kullanma Elastisite Mod. Sıc. Sınırı MPa °C. 105-280 420-1260 2800-4200 1120-1500 2660-3150 ---2450-3150 420-560 2000-3500. 80 100 110 105 85 75 125 120 82. Çizelge 1.3. Bazı termoplastiklerin özellikleri. 1.3.2 Termosetler. Isı verilmesi sonrasında yalnız bir defa istenilen şekli alabilen plastiklerdir. Şekillendirilmiş bir termoset plastiğe yeniden ısı verilerek tekrar şekillendirmek mümkün değildir. Termoset malzeme tekrar ısıtılırsa bozunmaya uğrar.[Baysal,1981]. Termosetler oda sıcaklığında sıvı halde bulunurlar. Geçirdikleri çeşitli kimyasal işlemlerden sonra katı hal alabilirler. Isıtıldıklarında sertleşirler. Termosetlere örnek olarak polyester, epoksi ve asetol verilebilir. [Baysal,1981]. Termosetlerde ki polimer zincirleri arasında kuvvetli bağlar oluşur ve bunun neticesinde üç boyutlu ağ yapısı meydana gelir. Bu da termosetleri termoplastiklere göre daha mukavim ve rijit yapar. Termosetler de polimerizasyon işlemi ile elde edilirler..

(28) 17. Termosetlerin polimerizasyonu genelde iki aşamalı bir prosestir. Đlk aşamada termoseti oluşturacak monomerler bir araya getirilir. Đkinci aşama ise üretim prosesinin içerdiği kalıpta meydana gelir. Yüksek basınç ve sıcaklıkta monomerler reaksiyona girer ve polimer zincirleri oluşur. Bu durumda polimer zincirlerinde reaksiyona girmemiş birimler bulunmaktadır. Basınç ve sıcaklık etkisi ile polimer zincirleri arasında yan bağlar meydana gelir ve kalıplanmış bir termoseti oluşturan polimer zincirleri arasında ağ yapısında bağlar oluşur. [Baysal,1981] Termoset kelimesi, dünyanın ilk sentetik kelimesi verilen isimdir. Modern hayatın bütün evrelerinde kullanılan termosetler; evde, otomobilde, fabrikalarda bürolarda vazgeçilmez malzeme konumundadır. Uygun maliyet kullanımını arttıran en önemli etkendir. 300oC’ye kadar ısı dayanımı, soğukta kırılgan olmaması, yüzey parlaklığı ve sertliği, yüksek mekanik özellikler, boyut sabitliği, yüksek elektrik izolasyonu, yağ ve solventlere dayanıklılık, hava şartlarına dayanma ve yanmazlık gibi özellikleri de diğer tercih nedenleri olarak sıralanabilir. Termosetlerin makro ekonomik açıdan en avantajlı yanları bitmiş ürün için sarf edilen enerjinin diğer malzemeler oranla daha düşük olmasıdır. [Baysal,1981]. 1.3.3 Elastomerler. Elastomerler , termosetler gibi çapraz bağlı bir yapıya sahiptirler ve uzun zincirli yapıdadırlar. Maruz kaldıkları çok küçük gerilmeler sonrasında bile çok büyük elastik deformasyonlara uğrarlar. Bazı elastomerler ilk boyutlarına nazaran % 500 ve üzerinde uzama gösterebilirler. Ve sonrasında eski boyutlarına dönebilirler. Yüksek elastik deformasyon kabiliyetine sahip olmalarının nedeni; bağların zayıf çapraz bağlar olmasıdır. [Yaşar H. , 2001]. polimer zincirlerini birbirine.

(29) 18. Şekil 1.13 Elastomer zincirlerinin gerdirilmesi. Şekilde de gösterildiği gibi elastomerlerde gerilme öncesinde polimer zincirleri olağan konumunda iken , gerilme sonrasında zincirler gerilme yönünde açılarak malzemenin elastik olarak deformasyona uğramasına neden olurlar. Gerilme kaldırıldığında ise polimer zincirleri eski konumlarına geri dönerler. [Yaşar H. , 2001]. Elastomerlere örnek; tabii kauçuk, polibütadien, poliklorbütadion (neopren, perbunan), nitril kauçuk (akril nitril içerir), silikon kauçuğu, bazı poliamidler, katı izobütilen plastlar verilebilir. [Yaşar H. , 2001]. Şekil 1.14 Elastomer ve termosetlerin yapıları.

(30) 19. 2. KOMPOZĐT MALZEMELER. Birbirlerinin zayıf yönünü düzelterek üstün özellikler elde etmek amacıyla bir araya getirilmiş değişik tür malzemelerden veya fazlardan oluşan malzeme sistemine kompozit malzeme denir. Cam elyaflı polyester levhalar, çelik donatılı beton elemanlar, otomobil lastikleri ve seramik metal karışımı olan sermentler bunlara örnektir. [ünal 2004] Günümüzde gemi yapımından bina yapımına, ev aletleri üretiminden uzay teknolojisine kadar hemen hemen her alanda çok yaygın bir kullanımı bulunan kompozit malzemenin üretimi son birkaç yüz yıla mal edilmiş gibi görülse de ilk örnekleri çok eskilere dayanmaktadır. Kompozit malzeme kavramı, II. Dünya savaşı esnasında eldeki mevcut malzemelerin tek başlarına teknoloji karşısında belli ihtiyaçlara cevap verememesi ile başlamış ve o zamandan beri bu malzemelerin üretimi ve mekanik özellikleri üzerine araştırma ve geliştirme faaliyetleri genişleyerek devam etmiştir. Kompozit malzemelerin geliştirilmesindeki tahrik edici güç, imal edilen ve tasarlanan sistemlerdeki ağırlık/dayanım oranının zamanla önem kazanmasıdır. Kompozit malzemeler belirli uygulama alanlarında üstün fiziksel ve mekanik özellikler elde etmek amacıyla kullanılmaktadırlar. [ünal 2004] Bir kompozit malzeme genel anlamda üç ana elemandan meydana gelmektedir, bunlar; • • •. Matris malzemesi Takviye elemanı Bağlayıcı eleman dır. Kompozit malzeme, eldeki tüm bileşenlerin sıcaklık ve basınç gibi dış etmenler. tahriki ile makro düzeyde birleştirilmesi sonrasında elde edilir. Örneğin çelikteki krom ve vanadyum bir karışım oluşturur ve bu bir kompozit değildir. Çünkü çelik bir alaşımdır ve alaşımlarda atomsal ve molekülsel bir birleşim söz konusudur. Bu nedenle alaşımlar kompozit malzeme olarak değerlendirilmezler..

(31) 20. Kompozit malzemeler, yalnız başına bir malzemenin sahip olmadığı üstün özelliklerin yeni bir malzemede toplanabilmesi için, üstün özelliklere sahip olan diğer malzemelerle karıştırılması sonrasında oluşur. Bu malzemelerde aranan temel özellikler;. •. Yüksek dayanım. •. Yüksek rijitlik. •. Yüksek yorulma dayanımı. •. Đyi aşınma direnci. •. Isıya karşı yüksek direnç. •. Đyi korozyon direnci. •. Yüksek ısı ve elektrik iletkenliği. •. Düşük yoğunluk. •. Estetik görünüm ve iyi yüzey kalitesi. Malzemede , bu özelliklere ek olarak geliştirilmesi istenen özellik uyarınca bir çok geliştirme yapılabilir. Yeni oluşturulacak malzemede hangi özelliğin geliştirilmesi ve iyileştirilmesi isteniyorsa bu doğrultuda matris ve takviye elemanı seçilerek üretim yöntemi belirlenir. Böylelikle bir kompozit malzemenin oluşumu sağlanır. Kompozit malzemeler bazen avantajları yanında dezavantajları da beraberinde. barındırırlar.. Örneğin istenen malzemenin üretilmesi için çeşitli güçlüklerin varolması, üretim için gereken maliyetin yüksek olması, istenen ürün parametrelerinin tam sağlanamaması, üretilen malzemenin geri dönüşümlü olmayışı sayılabilir.[Ekşi,2007].

(32) 21. 2.1. Kompozit Malzemelerin Sınıflandırlması. 2.1.1. Matris Malzemelerine Göre. Kompozitler matris malzemelerine göre üç ana türe ayrılırlar. Bunlar;. 1. Metal Matrisli Kompozitler 2. Seramik Matrisli Kompozitler 3. Plastik Matrisli (Polimer) Kompozitler dir.. Metal Matrisli Kompozitler: Metal matrisli kompozitlerde matris malzemesi olarak, dökme demir, çelik, bakır, alüminyum ve bronz gibi metaller kullanılır. Takviye elemanı kullanılmayabilir veya metal bağlayıcılar kullanılabilir. Bu tür kompozitlerde takviye malzemesi olarak, metal, plastik, seramik, ağaç tozu, pudra, kullanılabilir. [Şahin Y. , 2000] Bir metalik fazın bazı takviye malzemeleri ile eritme vakum emdirme, sıcak presleme ve difizyon kaynağı gibi ileri teknikler uygulanarak metal matrisli kompozitler elde edilirler. Metal matrisli kompozitler daha çok uzay ve havacılık alanlarında, mesela uzay teleskobu, platform taşıyıcı parçalar, uzay haberleşme cihazlarının reflektör ve destek parçaları vs. yerlerde kullanılır. [Ünal 2004]. Seramik Matrisli Kompozitler: Matris malzemesi seramiktir. Bağlayıcı eleman kullanılmayabilir yada metal , seramik ve diğer kimyasal bağlayıcılar kullanılır. Takviye elemanı olarak ise metal, plastik, seramik ve ağaç tozu kullanılabilir. [Şahin Y. , 2000] Metal veya metal olmayan malzemelerin bileşiminden oluşan seramik kompozitler,yüksek sıcaklıklara karşı çok iyi dayanım göstermekle birlikte rijit ve gevrek bir yapıya sahiptirler. Ayrıca elektriksel olarak çok iyi bir yalıtkanlık Özelliği.

(33) 22. gösterirler. Bir metal faz, bir seramik faz, bir gözenek fazı ve daha çok karmaşık formlarda seramik ve metalin ilave fazlarından meydana gelmiştir. Endüstride kullanılan ve elmas olarak adlandırılan kesme aletleri en iyi örneklerdir. Bir kobalt matris içine dağılmış tungsten karpit parçalarından oluşan bu kompozit malzeme büyük bir dayanım sağlamaktadır. [Şahin Y. , 2000]. Şekil 2.1 Fiber takviyeli seramik malzemenin kesitinden alınan büyütülmüş bir görüntü. Plastik Matrisli (Polimer) Kompozitler: Matris malzemesi olarak polimerler kullanılmaktadır. Bağlayıcı olarak polimerler ve diğer kimyasal bağlayıcıların kullanımı mümkündür. Takviye malzemesi olarak cam, ağaç tozu, metal ve pudra kullanılabilir. [Şahin, 2000]. Liflerle pekiştirilmiş polimer kompozitler endüstride çok geniş kullanma alanına sahiptir.. Polimer kompozitlerde kullanılan en önemli bağlayıcı malzeme polyester ve epoksidir..

(34) 23. Pekiştirici liflerin miktarı arttıkça kompozitin mukavemeti yükselir. Polimer kompozitlerin en önemli özellikleri yüksek mukavemet/ özgül ağırlık oranına sahip olmalarıdır. Bu özellikten dolayı diğer malzemelere göre üstün durumdadırlar. Örneğin yüksek mukavemetli çeliklerde özgül mukavemetin 110 Nm / gr olmasına karşın cam lifi – polyesterlerde 620 Nm/gr dır. Diğer taraftan karbon lifi epokside 700 Nm/gr ve kevlar epokside 886 Nm/gr dır. Diğer taraftan karbon liflerinin özgül elastisite modülü alüminyumunkinin 5 katı kadardır. Bu üstünlüklerinden dolayı polimer kompozitler uçak ve uzay endüstrisinde alüminyum alaşımlarına tercih edilir.[Ünal 2004]. 2.1.2 Takviye Malzemelerine Göre. Kompozitler takviye malzemelerine göre de üç ana türe ayrılırlar. Bunlar;. 1. Elyaf takviyeli kompozitler 2. Parçacık takviyeli kompozitler 3. Tabakalı kompozitler Elyaf takviyeli kompozit malzemeler: Elyaf takviyeli kompozitler, elastisite modülü ve dayanımı düşük matris malzemesi içine yüksek bükülmezlik ve rijitlik değerlerine sahip olan elyafların ilave edilmesiyle meydana getirilmektedir. elyafların matris. malzemesi. Bu. içerisine ilave edilmesiyle elde edilen kompozit. malzemenin çekme dayanımı yorulma dayanımı rijitlik ve bükülmezlik özelliklerinde iyi yönde artışlar olur. Kompozit malzeme içerisindeki elyaf yoğunluğu kompozit malzemenin özelliklerini doğrudan etkilemektedir. [Şahin, 2000] Elyaf (Fiber) takviyeli kompozit malzeme bir yüke maruz kaldığında matris malzemesi yükü takviye. malzemesine iletir ve yükün büyük bir kısmı takviye. malzemesi tarafından karşılanır.. Elyaf takviyeli kompozitlerde kullanılan. elyaf. malzemeler, yeni malzemenin dayanım ve rijitlik gibi özelliklerini geliştirmekle birlikte.

(35) 24. kompozit malzemenin çalışma sıcaklığında da iyileştirmeler yapmaktadır. Elyaf takviyeli kompozitlerde kullanılan elyafların malzeme içerisindeki yönlenmeleri kompozit malzemenin fiziksel ve mekanik özelliklerini direkt olarak etkilemektedir. [Şahin, 2000] Elyaflar örme ve şerit fitil şeklinde olabilmekle beraber, tabakalar halinde yönlü elyaflarda kullanılır. Mekanik özellikleri büyük gelişme gösteren ve en çok kullanılan kompozit malzemeler, elyaf takviyeli olanlardır. Elyaflar, sürekli veya süreksiz olabilir. Cam, karbon, aramid, bor, SiC, Al2O3 ve metal gibi malzemeler elyaf olarak çok kullanılır. [Şahin, 2000]. Şekil 2.2 Şematik olarak kompozit malzeme. Şekil 2.3 Elyaf takviyeli bir kompozit malzemenin mikroskobik görünümü.

(36) 25. Üç çeşit elyaf kullanılır. Bunlar; 1. Cam Elyafı 2. Aramid Elyafı 3. Karbon Elyafı dır. Cam elyaf polimer kompozitlerde en çok kullanım alanına sahip elyaflardır. Bugün termoset reçinelerle birlikte kullanılan takviye liflerinin 2/3' ünden fazlası cam elyaflarıdır. Cam elyafın erime noktaları yaklaşık 840°C'dir. Cam elyafın ana maddesi silikadır. Elyaf içinde SiO2 seklinde bulunur.[Ersoy,2005]. Cam elyaf oldukça fazla ve kolay bulunabilmektedir. Aramid ve karbon elyaflarına göre oldukça ucuzdur. En çok kullanılan 3 tipi E-cam, S-cam ve S2- cam’ dır.[Ersoy,2005]. En çok kullanılan E tipi camdır. Esas olarak elektrik amaçlı düşünülmesine rağmen iyi mekanik özelliklere ve ısıl dirence sahip olduğu için bugün birçok sanayi dalında kullanılmaktadır. [Ersoy,2005]. C camlarında C harfi, korozyona dayanımı temsil eder. C camlan kimyasal korozyona karşı oldukça dirençlidirler. Ancak mekanik özellikleri E camına göre daha kötüdür. Bunun yanında maliyeti de yüksektir. [Ersoy,2005]. S camlarında S harfi, yüksek mukavemet ve modülü temsil eder. S camı, hem E hem de C canımdan daha yüksek maliyete sahip olmasına rağmen çok daha yüksek mukavemet ve elastik modül özellikleri sergiler. Bunun yanında yüksek sıcaklıkta bile mukavemetini muhafaza edebilir. [Ersoy,2005]. Parçacık takviyeli kompozit malzemeler: Parçacık takviyeli kompozitler tek veya iki boyutlu makroskobik partiküllerin veya sıfır boyutlu olarak kabul edilen mikroskobik partiküllerin matris ile oluşturdukları malzemeler olup ortalama gömülen.

(37) 26. parçacık boyutu 1 µm’den. büyük ve elyaf hacim oranı % 25’ten fazla. kullanılmamaktadır. En çok kullanılan parçacıklar ise Al2O3 ve SiC’den oluşan seramiklerdir. [Şahin, 2000]. Şekil 2.4 Partikül takviyeli kompozitlere örnekler. Bu şekildeki bir kompozitin dayanımı;. a) Parçacıkların büyüklüğüne, b) Parçacıklar arası mesafe ve homojen dağılıma, c) Matrisin özelliklerine, d) Parçacıkların özelliklerine bağlı olarak değişir.. Bu tip kompozitlerde artan takviye elemanı ilavesi ile birlikte yapı içerisinde hatalar. artmaktadır.. Dolayısıyla. duyulabilmektedir. [Şahin, 2000]. haddeleme. gibi. ikinci. bir. işleme. ihtiyaç.

(38) 27. Tabakalı. kompozit malzemeler: Tabakalı kompozit malzemeler, temel. malzeme eksenleri doğrultusunda yönlendirilmiş elyaf ve diğer takviye malzemeleriyle takviye edilmiş , değişik yönlerdeki tabaka ve katmanların üst üste konularak bir araya getirilmesi ile oluşmaktadır. Tabakalı kompozitler matris malzemesi içerisinde rasgele yönlendirilmiş elyaflar, tek yönlü elyaflar ve farklı yönlerde yönlendirilmiş elyaf takviyeli tabakalardan oluşabilirler. [Şahin, 2000]. Şekil 2.5 Tabakalı kompozit üretiminin şematik gösterimi. 2.2 Takviye Edilmiş Plastikler. Plastikler, çekme dayanımı, darbe dayanımı, ısıl mukavemeti, boyut kararlılığı vb. özelliklerinin iyileştirilmesi için başka malzemelerle takviye edilirler. Takviye malzemeleri elyaf (fiber) ve dolgu (filler) dolgu şeklinde olabilirler. Bu iki malzeme grubu arasında kesin bir fark olmamasına rağmen şu ayırım yapılabilir. Elyaf takviye sistemi genellikle plastiklerin çekme, darbe, ve ısıl mukavemet gibi sıralanan özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla kullanılır.. Elyaf takviye malzemelerinin. plastiklerin kuvvetlendirilmesinde kullanımı pahalı bir uygulamadır. Dolayısıyla iyileştirme derecesi , malzemenin fiyat artışıyla orantılı bir şekilde gerçekleştirilmelidir. Dolgu takviye sistemi ise genellikle plastiklerin maliyetini düşürmek amacıyla.

(39) 28. kullanılmaktadır. Ancak mika, kil , CaCO3 gibi mineral dolgu maddeleri , oluşan malzemenin ısıl iletkenliğini artırır , soğutma sırasında şekil değiştirmeleri azaltır, kalıplama zamanını düşürür. Aynı zamanda dolgu malzemelerinin kullanımı , oluşan malzemenin mekanik özelliklerinden çekme dayanımında azalmaya neden olabilir. Bu azalma dolgu miktarının artması ile artar. Bu nedenle plastiklerin mekanik özelliklerini iyileştirme amacıyla daha ziyade elyaf takviye sistemi kullanılır. [Ekşi,2007]. 2.3 Termoplastik Matrisli Cam Elyaf Takviyeli Kompozitler. Genellikle takviye malzemesi olarak % 55,2 SiO2 ; % 14,8 Al2O3 ; ve % 7,3 B2O3’ den oluşan “E” camı kullanılır. Bu malzeme 1500 ile 1550 oC’ ye kadar ısıtılmış bir fırında , platin alaşımından yapılan bir kap içerisinde ergitilir, kabın deliklerinden akmaya başlamasından sonra belirli bir kuvvetle çekilip , demetler halinde sarılması ile elde edilir. Pratikte cam elyafın fitil, dokuma ve keçe şeklinde olmak üzere üç kullanım şekli vardır. Cam fitil , elyaf demetlerinin fitil şeklinde sarılması; cam dokuma, cam fitillerinin hasır şeklinde sarılması ; cam keçe , cam demetlerin kırpılmış halde birim alana homojen olarak dağılması ile elde edilir. [Ekşi,2007] Plastiklerde takviye malzemesi olarak kullanılan E camının yanı sıra çekme mukavemeti E camından 1/3 oranında daha yüksek olan fakat oldukça pahalı S camıda kullanılmaktadır.. Şekil 2.6 cam elyafların mikroskobik görünümü.

(40) 29. Genelde tüm termoplastikler cam elyaf ile takviye edilebilmelerine rağmen , en çok naylon, PP, PS, AB, SAN kullanılır. Termoplastiğin cam elyaf ile takviye edilmesi malzemenin mekanik özelliklerini 2 veya daha fazla oranda artırır. Naylonun çekme mukavemeti cam elyaf ile takviyesi sonrasında 68,95 N/mm2’den 206,85 N/mm2 ve üzerine çıkmıştır. Plastik malzeme içerisinde kullanılan cam elyafın boyu ne kadar uzunsa mukavemet o oranda artar. Sürekli elyaf ise kullanıldığı eksen doğrultusunda en yüksek dayanımı sağlar. Ayrıca çekme elastisite modülü, boyut kararlılığı ve yorulma dayanımı iyileşir. Cam elyaf takviye malzemeleri kullanıldıkları malzemenin darbe dayanımını ve çentik hassasiyetini de etkiler. Değişim plastiğin türüne bağlı olarak olumlu veya olumsuz olabilir. Değişimin olumlu yönde gelişmesi ve çentik darbe dayanımının artması bile çoğu uygulama alanında yetersiz gelebilmektedir. [Ekşi,2007]. Cam elyaf ile kuvvetlendirilmiş termoplastikler, sanayinin değişik alanlarında kullanılmaktadır. Örneğin cam elyaf ile takviye edilmiş naylon dişli çark yapımında, polipropilen ise otomobillerin havalandırma gövdeleri ve kapıların iç kısımlarında kullanılmaktadır. Takviye edilmiş yüksek yoğunluklu polietilen ise el bagajları , palet gibi elemanların yapımında kullanılmaktadır. [Ekşi,2007]. 2.4 Plastik Kompozit Malzeme Üretim Yöntemleri. 2.4.1 Ekstrüzyon Üretim Yöntemi. Plastik ekstrüzyon üretim yöntemi takviyeli plastik yani plastik matrisli kompozit malzeme üretimi için kullanılan bir üretim yöntemidir. Bu üretim prosesini diğer üretim yöntemlerinden farklı kılan yönü ise plastik ekstrüzyon üretim yönteminin sürekli bir proses olmasıdır. Ekstrüzyon üretim yöntemi kullanılarak boru, profil, levha, film ve kapalı tel örgü(covered wire fence) yapıdaki ürünlerin eldesi mümkündür. Plastik ekstrüzyon üretim yöntemiyle. üretilen ürünlerde genellikle.

(41) 30. termoplastikler kullanılmaktadır. Kullanılan termoplastiklere örnek olarak; •. Polietilen(PE). •. Polipropilen(PP). •. Polivinilklorür(PVC). •. Polistiren(PS). •. Naylon(PA). verilebilir. Plastik ekstrüzyon üretim yönteminde hammadde olarak hazır plastik granüller(prepreg granules) kullanılmaktadır. Bununla birlikte içerisinde takviye malzemesi içeren “in-stu” granüllerde kullanılmaktadır. Bu da göstermektedir ki; plastik ekstrüzyon üretim yöntemi saf hammadde şeklindeki plastiklerin işlenmesine olanak sağlarken, aynı zamanda in-stu granüllerin kullanılmasıyla da takviyeli plastik üretimine yani kompozit malzeme üretimine imkan vermektedir. [Yılmazoğlu, 2004]. Şekil 2.7 Şematik bir Ekstrüzyon hattı.

(42) 31. Plastik ekstrüzyon üretim yöntemiyle çeşitli geometrilere sahip profiller, boru ve tüp üretimi, film ve levha üretimi, plastik kaplı teller ve iplik veya tel kafes örgülü boru ve hortum imalatı yapılabilir.. Şekil 2.8 Ekstruzyon yöntemiyle üretilmiş bazı parçalar.

(43) 32. 2.4.2 Enjeksiyon Üretim Yöntemi. Plastik enjeksiyonu kısaca; en az iki parçadan oluşan ve iki parça arasında kalıp boşluğu denilen bir boşluğa sahip bir kalıbın, kalıp boşluğuna ergimiş plastiğin belli bir basınçta enjekte edilmesi ve soğuyup katılaştıktan sonra kalıbın açılarak parçanın kalıptan alınması işlemi olarak ifade edilebilir.[Tuğ,2004] Bu işlemin en önemli avantajlarının başında, seri imalata ve otomasyona uygunluğu gelmektedir. Ayrıca kompleks yapıdaki parçalar çok hızlı olarak imal edilebilmekte, birçok durumda da ek bir işlem gerektirmemektedir. Oyuncaklar, otomobil parçaları, ev eşyaları, çeşitli elektronik parçaları gibi günlük hayatta karşılaştığımız. plastik. ürünlerin. birçoğu. plastik. enjeksiyon. yöntemi. ile. üretilmişlerdir.[tuğ,2004] Plastik enjeksiyon işleminin avantajları;. •. Hızlı bir şekilde mal üretilmesini sağlama. •. Yüksek hacimlerde mal üretilmesini sağlama. •. Diğer işlemlere göre düşük maliyetli olma. •. Otomasyona uygun olma. •. Hemen hemen hiç son işlem gerektirmeme. •. Çok değişik yüzey, renk ve şekillerde mal üretilebilmesini sağlama. •. Seri. üretim. imkanı. olmayan. parçaların. dahi. seri. üretimlerinin. yapılabilmesini sağlama •. Malzeme kaybının çok az olmasını sağlama. •. Aynı makinede ve aynı kalıpta farklı malzemelerin basılabilmesini sağlama. Plastik enjeksiyon makinesine ait örnek bir resim aşağıda gösterilmiştir;.

(44) 33. Şekil 2.9 Enjeksiyon makinesi. Enjeksiyon üretim yöntemi ile kompozit plastik üretimi saf halde ki plastiğin enjeksiyonuna benzer ancak enjeksiyon üretim yöntemi için gerekli basınç daha yüksek, bir parçanın elde edilebilmesi için gereken çevrim zamanı daha fazladır. Enjeksiyon üretim yöntemiyle elyaf takviyeli plastik matrisli kompozit malzemeler elde edilebilir. Plastik matrisli kompozit malzemeler, gerek elyaf yani takviye malzemesi içeren in-stu granüllerle besleme ünitesinden yapılan direk ilave ile yada matris malzemesi olan plastik granüllerin ve takviye malzemesi olarak kullanılacak elyaf malzemenin ayrı ayrı besleme ünitesine ilavesi ile işlenir. [Ekşi,2007]. Kovan içerisine matris , takviye, bağlayıcı ve diğer katkı malzemelerinin kovan içerisine ilave edilmesinden sonra ovan dışındaki ısıtıcı bantların veya ısıtıcı rezistansların verdiği ısı kovan içerisindeki matris malzemesinin ergimesini sağlar. Bu karışım kovan içerisindeki enjeksiyon vidasının dönme hareketiyle karıştırılır. Böylelikle homojen bir karışım elde edilmesi sağlanır. Kalıplanma için uygun hale gelen ergimiş malzeme yüksek basınç altında kalıplardaki boşluklara basılır. Bu basınç basılan malzemenin özelliğine göre maksimum 200Mpa değerine kara çıkabilir. [Ekşi,2007]. Kalıplanan plastik kontrollü soğuma etkisi altında soğutulur. Kalıbın açılması ile elde edilen ürün kalıptan iticiler yardımıyla alınır ve sonrasında malzeme üzerindeki.

(45) 34. yolluk ve diğer nedenlerle oluşan çapaklar alınır. Böylelikle enjeksiyon üretim yöntemiyle elyaf takviyeli kompozit malzeme üretimi sağlanmış olur. Kalıp olarak, tek veya çok parçalı sertleştirilmiş takım çeliğinden yapılan kalıplar kullanılır.enjeksiyon üretim yöntemiyle daha ziyade termoplastik malzemeler kullanılır. Örnek olarak naylon, asetal, polikarbonat, polietilen, polipropilen ve polisülfin verilebilir.enjeksiyon üretim yönteminin diğer yöntemlere nazaran avantajı çok büyük hacimli, yüksek boyut hassasiyetine sahip ve yüksek kompleks yapıya sahip parçaların üretiminin yapılabilmesidir. [Ekşi,2007]. Şekil 2.10 Enjeksiyon üretim yöntemiyle üretilmiş bazı ürünler. En çok kullanılan kompozit üretim yöntemleri ekstruzyon ve enjeksiyondur. Bunların dışında; el yatırma,püskürtme,basma ve transfer kalıplama,helisel sarma,hazır kalıplama,torba. kalıplama. gerçekleştirilebilir.. gibi. yöntemlerle. de. kompozit. malzeme. üretimi.

(46) 35. 3. PLASTĐKLER KAPLAMA. ÜZERĐ E. ELEKTROLĐZE. (KĐMYASAL). METAL. 18. Asırda elektriğin bulunması ve uygulanması ile değerli olmayan malzemelerin, değerli metallerle kaplanılması düşünülmüştür.1805 yılında italyan Brugnatelli elektrik kaynağı olarak kullandığı akü yardımı ile altın kaplamayı başarmıştır. [Berk , 2004] 1840 yılında Đngiliz Wright' ın altın ve gümüş kaplama için siyanürlü elektroliti bulması, insanlara doğa da oksitlenmeye karşı dayanıklı metallerle dayanıksız metalleri kaplama olanağı sağlamıştır. Metallerin elektrokimyasal birikim ve çözünmesi çok sayıda metal isleme yöntemlerinde kullanır. Buralardan en yaygın kullanım alanı bulan ve en iyi bilineni elektrolitik kaplamadır. Metal kaplama yüzeylere elektrolitik birikim yolu ile uygulanır. Đletken bir yüzey tabakası sağlanmak koşuluyla, kaplanan yüzey metal yada metal olmayan bir maddedir. Elektrolitik şekillendirme metal birikiminin kullanıldığı başka bir yöntemdir. Bu yöntemde biriken tabakanın kalınlığı normal kaplamada uygulanandan çok daha fazladır ve yüzeydir. Biriken metal birikim tamamlandıktan sonra yüzeyden ayrılabilir. Metalin kalınlığı kendi başına yönetecek ve dayanıklı olacak şekilde ve biriktiği yüzeyin geometrik şeklini alacak ölçüde olmalıdır. [Berk , 2004] Elektrolitik kaplama genellikle aşağıdaki amaçlarla yapılmaktadır: 1. Dekoratif görünüm 2. Korozyon direnci, kimyasal direnç. 3. Mekanik dayanım (aşınma dayanımı, sertlik). 4. Ölçüden düşmüş parçaların kurtarılması. 5. Malzemeye. bazı. özellikler. (lehimlenebilme,. iletkenlik,. absorbsiyonu gibi) kazandırmak. Bazen de bu sayılanlardan birkaçını kazandırmak için uygulanmaktadır.. ışık. veya. ısı.

(47) 36. Bir kaplama birimi başlıca bir katot, bir anot, bir elektrolit ve uygun bir kaplama banyosundan oluşur. Bunun yanında bazı ek araçlara da gereksinim duyulur.Bunlar elektrolitin karıştırılması ve saflaştırılması için gerekli olan ve herhangi bir otomatik kontrol için gerekli araçlardır. Elektriksel araçlar ise ana güç kaynağından gerekli düşük gerilim (doğru akım) sağlamak amacıyla bir azaltıcı dönüştürücü (transformer) ve rektifiye edici araçlardır. Bazı hallerde motor jeneratörler'de kullanılmaktadır. Bu arada kaplama hücrelerine gerekli gücün istenen oranda verilmesini sağlayacak kontrol sistemlerine gereksinim vardır.. Şekil 3.1. Elektroliz Banyosu. 3.1 Kaplama Yapabilmek Đçin Gerekli Donanım. Tekneler: Banyo çözeltileri cinsine ve diğer şartlara bağlı olarak tekne malzemeleri sert PVC, PP, lastik kaplı çelik sac, Akrilik plastik, Antimonlu kurşun levhalardan yapılabilmektedir. Plastik levhalardan yapılanlar ekseri kendi cinsinden çubuk kullanılarak kaynak edilir ve kendini taşıyacak yardımcı bir tekne (tahta, çelik saç) içine yerleştirilir. Bu durumda plastik levha kalınlığı tekne büyüklüğüne göre 3-20 mm seçilebilir..

(48) 37. Tambur kaplama malzemesi de benzer plastiklerden biçimlendirerek yapılabilir. Teknelerin yerleştirilmesi sırasında da ısı ve elektrik yalıtımları sağlanmalıdır.. Isıtıcılar: Sıcak çalışmalar için kullanılan ısıtıcılar banyolardan etkilenmemeli, temizlik amacıyla kolay sökülür takılır olmalıdır. Bunların termostatlı o1uşu sistemin kontrolünü kolaylaştırır.. Aspiratör-emiciler: Çalışma sıcaklığında bazı banyoların buharlaşması ve bazı maddelerin yüksek kaynama noktalı olmalarına rağmen buharla sürüklenme1eri sonucu atmosfer bozulur. Tekne kenarlarından bunların emilerek dışarı atılması uygun bir emici konstrüksiyonla ile sağlanır.. Baralar: Akım taşıyan genellikle bakır veya pirinç malzemeden lama veya çubuklardır. Baraların belirli bir akım taşıma kapasitesi vardır.. Filtre, pompa, karıştırıcı ve plastik toplar: Zaman zaman elektrolitik kaplamanın vazgeçilmez yardımcı donanımı olan bu cihaz ve malzemeler de çalışma şartlarına uygun şekilde seçilmelidir.. Güç kaynağı: Redresör de denilen güç kaynakları elektrolitik kaplama için gerekli doğru akımı sağlarlar. Bir kaplama ünitesinde gerekli akım yoğunluğunun iki misli kapasitede redresör seçimleri yapılır.. Su. arıtım. hazırlamasında görülmektedir.. ünitesi:. gerekli. saf. Elektrolitik suyu. kaplamada. sağ1amak. üzere. kullanılacak tesis. çözeltilerin. kurulmasında. yarar.

(49) 38. Şekil 3.2 Kimyasal Kaplama Ünitesi. 3.2 Plastiklerin Kaplanması. Plastikler yapıları gereği genelde iletken değildirler, parlaklıkları yoktur, yansıtıcılıkları düşüktür; güneş ışınlarıyla bozunarak renk kaybına maruz kalırlar Plastikler genelde manyetik değildir ve aşınma dirençleri zayıf olabilir. Plastikler üzerine yapılan bir kaplama bütün bu özellik zaaflarını değiştirebilir ve plastiğin yüzeyi boyunca elektriği iletmesini sağlayabilir, plastiğe güzel bir görünüm kazandırabilir ve ilave dayanıklılık, sağlamlık, aşınma ve korozyon direnci verebilir. Üstelik, metal kaplanan plastiğin ağırlığı, çoğu durumda benzeri metal kaplı malzemelerin ağırlığından daha düşüktür. Bugün plastik üzerine metal kaplama yüzey işlem sektörünün önemli bir parçası haline gelmiştir. Tüm plastikler için genel kaplama prensipleri;. 1. Yüzey temizlenir 2. Yüzey, kabalaştırmak için mekanik yada kimyasal işleme tabi tutulur..

(50) 39. 3. Yüzey hassaslaştırılır ve elektrolize kaplamayı kabul etmesi için aktive edilir. 4. Elektrolize kaplamada,yüzeye genellikle bakır yada nikel kaplanır. Artık yüzey metalik bir yüzey olarak işlem görebilir. 5. Cisme artık özel bir elektrokaplama tatbik edilebilir.. Günümüzde ticari açıdan ele alırsak çoğu zaman (%90’dan daha fazla) kaplanılan plastik, Akrilonitril-Butadiyen-Stiren’ dir (ABS olarak bilinir). Bu malzeme aynı zamanda polimerize edilmiş üç farklı tür monomer bileşimi içerdiği için polimer ‘alaşım’ olarak düşünülebilir. Geliştirilmiş dayanıklılık, yüzey işlem ve çevre şartlarına direnç özellikleri yüzünden bu bileşim kullanılır.. ABS adı altındaki plastiklerin metalizasyonu takriben 30 yıl öncelerinden başlar. 50 yıl kadar önceleri iletken olmayan bazı süs eşyaları, dekoratif parça1ar çok basit yöntemlerle üzerleri bakır, nikel kaplanıyordu. Bu yöntemde parça üzerine çok ince yapışkan bir zamk sürülerek bunun da üzerine çok ince mikronize toz kömür püskürtülerek parçaya yapışması sağlanıyordu. Kuruduktan sonra da bakır veya nikel kaplanıyordu. Önce alkalik siyanürlü bakır, bilahare asitli parlak bir bakır (kalın bir tabaka) kaplanarak üzeri koruyucu bir saydam vernikle kaplanıyordu, malzeme bakırdanmış görüntüsü veriyordu veya gümüş kaplanabiliyordu. 30 yıl öncesine kadar bu metodla çalışıldı, daha sonraki yıllarda ve halen bazı özel iletken olmayan alçı veya tahta, fiberglastan mamul parçalar yüzeyleri iyice kurutulup temizlendikten sonra incelticisi olan, viskozitesi ayarlanabilen bir özel metalik gümüş tozları ihtiva eden bir lak boya tabancası ile püskürtülerek iletken hale getiriliyor ve bilahere bakır, nikel, krom kaplanıyordu. [Berk , 2004]. Şimdi revaçta olan ABS plastiklerinin elektrolitik yöntemlerle kaplanmasıdır. Başlangıçta karşılaşılan kimyasal zorlukları zamanla giderilerek yeni buluşlarla ve hergün artan bir miktarda ki %400 lük bir artış söz konusudur, gözde bir işkolu olmuştur. Galvanoteknik'te yani metal kaplamacılığında ayrı ve özel bir yere gelmiştir..

(51) 40. Şekil 3.3 Kaplamadan önce ABS plastik malzemeler. 3.3 ABS Plastiklerin Metal ile Kaplanması. Aşındırma : Bu aşama çok önemlidir.ABS’ den mamul malzeme temiz ve yağsız olmalıdır, yani imalatı esnasında enjeksiyon makinasından çıktıktan sonraki kirlilik giderilmiş olmalıdır. Çeşitli imalatçı firmaların ABS türlerine göre aşındırma işlemi bazı küçük farklılıklar gösterir, gaye ve metod aynıdır. Farklılık terkip ve banyo sıcaklığındadır. Aşındırma banyosunun terkibinde kromik asit ve sülfürik asit vardır. Sıcaklık 62-68 °C arasında değişir. Müddet 35 dakikadan 10-12 dakikaya kadardır.. Banyo çözeltisi; 400 g/lt. CrO3, 400 g/lt. H2SO4 şeklinde hazırlanır.. Aşındırmadaki amaç ABS terkibinde bulunan butadieni aşındırmaktır. Bu kimyasal aşındırmada, yüzeyin cam gibi olan düzgünlüğünü gözle görülemeyecek bir şekilde mikro aşındırmadır. Genel aşındırma kabı, içi kurşun kaplı bir kazandır. Karışımı hazırlarken önce yarıya kadar deiyonize su konulur, sülfürik asit yavaş yavaş ve cidardan katılır. Reaksiyon ekzotermik olduğu için asidin tamamı katılmaz, gerekli.

(52) 41. kromik asit katılır ve devamlı karıştırılır. Haftada iki kez CrO3 ve H2SO4 analizi yapılır.. Havalandırma "aspirasyon" şarttır. Banyo kazanının üst yan tarafında emiş kanalları olmalıdır.. Şekil 3.4 Aşındırmadan önce plastik yüzeyi. Şekil 3.6 Aşındırma Banyosu. Şekil 3.5 Aşındırmadan sonra plastik yüzeyi.

(53) 42. Şekil 3.7 Aşındırma Banyosu içerisindeki malzeme. Su ile yıkama, çalkalama : Parçalar normal sıcaklıktaki su içerisinde 1-2 dakika müddetle bolca yıkanır.. Şekil 3.8 PP malzemeden yıkama kazanları.

(54) 43. ötrleme : Yıkama suyundaki kromik asidin (+6 değerinde kromun) +3 değerinde krom bisülfide indirgenmesi yapılır. Bunun için HCl (hidroklorik asit) kullanılır.. Su ile yıkama, çalkalama : Parçalar normal sıcaklıktaki su içerisinde 1-2 dakika müddetle bolca yıkanmalıdır.. Paladyum: 1 gr/lt paladyum klorür, 1 gr/lt HCl içerir. 40 °C’de 30 saniye daldırılır. Bu işlem sonunda aşındırma banyosunda malzemenin üzerinde oluşan delikler paladyum metali ile dolar.. Su ile yıkama, çalkalama : Parçalar normal sıcaklıktaki su içerisinde 1-2 dakika müddetle bolca yıkanmalıdır.. Aktivasyon (Hızlandırıcı) : a- Terkip: 10 gr/lt. SnCl2, 40 gr/lt. HCl konsantre, sıcaklık 20-25°C, müddet 1-2 dakika. b- Terkip: 10 gr/lt. PdCl2, 40 gr/lt. HCl konsantre, sıcaklık 20-25°C, müddet 1-2 dakika. Aktivasyon banyoları genellikle 80-150 lt. arasında küçük miktarlarda hazırlanır. Pahalı ve hassas banyolardır ve sık sık değiştirilmeleri icabeder. Banyo kabı PP veya PPC olmalıdır. 100 litrelik bir aktivasyon banyosu hazırlamak için banyo kabına takriben 80 litre kadar deiyonize su konur, 4 litre konsantre HCl katılır ve iyice karıştırılır. Bilahare 1 kg teknik SnCl2 azar azar eritilerek katılır ve sonra banyo 100 litreye tamamlanır.. Su ile yıkama, çalkalama : Parçalar normal sıcaklıktaki su içerisinde 1-2 dakika müddetle bolca yıkanmalıdır.. Akımsız nikel kaplama : Su ile yıkanan parçalar, şu sıralarda revaçta olan akımsız nikel banyosunda kaplamaya tabi tutulur. Değişik akımsız nikel terkipleri hakkında tatbik edilen reçeteler şunlardır ;. Brenner-Riedel'e göre : 30 gr/lt. NiCl2.6H2O 10 gr/lt. NaH2 PO2 H2O sodyum-hipofosfit.

(55) 44. 35 gr/lt. glikolasid pH değeri 4-6 (pH ayarı için NaOH çözeltisi kullanılmalıdır), çalışma sıcaklığı 90°C saatte 15 mikron kaplama yapar. Fakat ABS için 10-15 dakika yeterlidir. Banyo kabı PP, sert PVC olup yandan emişli, yani aspirasyon olmalıdır. Metalik olmayan özel PP filtreler kullanılmalıdır. Banyo kabı hiç olmazsa ayda bir başka bir kaba filtre edilerek, tüm iç yüzeyleri temizlenmelidir.. Dow’a göre : 10 gr/lt. NiCl2.6H2O 20 gr/lt. NaH2PO2.H2O 10 gr/lt. Na3C6H5O7. 5½ H2O Na-citrat 5 m1. % 70' lik HF pH değeri 6,5 olmalıdır. Kannigen'e göre : 20-23 gr/lt. NiSO4.7H2O 20-30 gr/lt. NaH2PO2.H2O 30-35 gr/lt. kompleks teşkil edici tuz 2-4 gr/lt. hızlandırıcı 2-4 mg/lt. stabilizatör 30-50 mg/lt. nemlendirici Sıcaklık 90-93 °C, saatte 30 mikron nikel kaplama yapılabilir.. Đktisadi yıkama : Akımsız nikel banyolarında buharlaşmadan doğan su kaybı veya ilaç takviyelerinde bu su kullanılır.. Su ile yıkama, çalkalama : Parçalar normal sıcaklıktaki su içerisinde 1-2 dakika müddetle bolca yıkanır.. Ön işlem değimiz bu ilk prosesten sonra, artık iletken olmayan ABS plastiğinin üzeri bir metal tabaka ile kaplanmış ve iletken hale gelmiştir. Bundan sonra diğer metaller gibi dekoratif kaplama işlemine devam edilebilir. Dekoratif kaplamada ilk.

(56) 45. olarak asitli bakır kaplanır. Asitli bakır kaplamadan sonra sırasıyla nikel, krom, istenilirse sarı (pirinç), altın ve gümüş kaplama yapılabilir.. Şekil 3.9 Ön işlemden çıkmış ABS malzeme (Mat nikel rengindedir.). Asitli bakır kaplama : Ön işlemden çıkmış plastik malzemeler için nikel, krom, altın, gümüş vs. dekoratif kaplamalar öncesi bir ara kademedir. Malzeme iletkenliği yüksek olan bakır ile kaplanarak sonraki kaplamalara hazırlanır.. Genel olarak kuruluş;. 250 gr/lt. CuSO4.5H2O 35-50 gr/lt. pür sülfürik asit "Merck" 4 gr/lt. parlatıcı 50 mg/lt. iletkenlik tuzu. Anot: %99,99 safiyette elektrolitik bakırlamadır. 10 x 200 x 600 anotlar, banyoya titan anot tutucuları ile asılmalıdır. Sıcaklık 20 °C akım şiddeti 1,2 V 5,8.