Polietilen Nedir ?

Polietilen Nedir ? Özellikleri Nelerdir ?

Polietilen, günlük hayatımızda ve sanayide en çok kullanılan termoplastiktir. Kısa gösterimi bir çoğumuzun bildiği üzere ” PE ” olan polietilen, kimyasal gösterimi C2H4‘tür. Her bir karbon atomuna 2 adet hidrojen bağlanması ile oluşan 2 adet CH2 atomunun birleşmesi ile etilen meydana gelir. Oluşan bu etilen molekülünden -n sayıda bağlanarak elde edilen plastik malzemeleye polietilen denir.

polietilen-nedir

Polietilen Molekül Yapısı

Her ne kadar bu malzemeye termoplastik dense de, polietilen çapraz bağ ile modifiye edildiğinde ortaya geri dönüşümü mümkün olmayan termeset plastik malzemeler de ortaya çıkar. Termoset malzemeler de, tekrardan eritilip kullanılamazlar.

Polietilen Özellikleri Nelerdir ?

Polietilen, genellikle düşük bir dayanıma ve sertliğe sahiptir. Yani metallerde olduğu gibi yüksek çekme mukavemetleri bu tip malzemelerde görülmez. Düşük çekme dayanımı ayrıca, düşük sertlik anlamına da gelmektedir. Ancak; yüksek bir darbe dayanımına sahiptir. Yani, gevrek kırılganlık göstermezler. Ancak güneş ışığına maruz kaldıklarında yapılarındaki bozulmalar neticesinde kırılgan özellik göstermeye başlarlar. Bu malzemelerin statik yükler altında dayanımları iyidir. Ancak metaller ile karşılaştırılmayacak kadar kötüdür. Bir çok özelliği ile parafine benzer.

Isıl Özellikleri


Polietilen, plastik grubunda bir malzemedir ve doğal yapısı gereği yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılamaz. Bir çok farklı tipi ve farklı özellikte yapısı vardır ancak; genel olarak ortalama 120-130 santigrat dereceden sonra erimeye başlarlar. Metallerdeki gibi korozyona uğramaması, sünek bir yapısının olması gibi tercih nedeni olabilecek karakteristiklere sahiptir. Ancak, sıcaklıklar yükseldiğinde dayanımı düşer ve kullanılamaz hale gelirler.

Kimyasal Özellikleri

Birinci başlığımızda bahsettiğimiz gibi, polietilen, karbon ve hidrojen atomlarından meydana gelmektedir. Teorik olarak milyonlarca sayıda etilenden meydana gelir. Düzenli bir moleküler yapısına sahip olduğu için kristalleşme eğilimi gösterirler. Normal şartlar altında, bu plastiklerin bir kısmı kristal yapıdadır ancak tamamı değildir. Kristalleşme miktarı arttıkça, fiziksel ve kimyasal dayanımları ve yoğunlukları da o derece artar.

Yazımızın devamında bahsedeceğimiz çeşitleri olan yüksek, düşük veya orta dereceli yoğunluklara sahip olan PE, yüksek bir kimyasal dayanıma sahiptir. Bu da bu malzemelerin birçok asit ve baza karşı dayanıklı olduğu anlamına gelmektedir. Yani bu tip aşındırıcılar, PE kaplarda saklanabilirler.

Polietilen neredeyse hiç su absorbe etmez. Bünyesinden su geçirmediği gibi, nem ve bir çok gazı da absorbe etmemektedir. Bu da onu iyi bir yalıtım maddesi olarak kullanmamıza olanak sağlar.

Parafin

PE, kolaylıkla alev alabilir ve mumsu bir artık bırakır. Kokusu da parafine benzer. Bir çok tipi termoplastik olduğu için, eritilip tekrar şekillendirilmeye müsaittir. Ayrıca, plastik kaynak yazımızda olduğu gibi, kaynak yöntemi ile birleştirilebilir.

Polietilen Elektriksel Özellikleri

Sahip olduğu bağ yapısı ve moleküllerin birleşme şekli sayesinde elektrik akımına karşı bir yalıtım özelliği göstermektedir. Her ne kadar yüksek elektrik akımlarında sıcaklığın artmasına bağlı olarak erime eğilimi gösterse de, metallere kıyasla elektriksel iletimi sıfıra yakındır. Ancak; bir çoğumuzun bildiği gibi kolaylıkla statik elektrik ile yüklenebilir. Örnek olarak PE bir çubuğu yünlü bir kumaşa sürttüğümüzde statik bir elektriksel yük ile yüklenirler.

Optik Özellikleri

Bu malzemeleri çok ince bir kağıt kadar imal ederseniz transparan bir madde elde etmiş olursunuz. Ancak; ışığı geçirip geçirmemesi sadece sahip olduğu incelik-kalınlık hususuna bağlı değildir. Önceki paragraflarımızda da bahsettiğimiz üzere, sahip olduğu kristal bağ sayısı arttıkça yoğunluğu da paralel yönde artacaktır. Dolayısı ile kristal yapı arttıkça, yoğunluk da artacak doğal olarak ışık geçirgenliği azalacaktır.

Düz mantık ile, düşük yoğunluklu PE’den yüksek yoğunluklu PE’ye doğru gidildikçe, yüksek yoğunluklu polietilenin ışığı geçirmeyeceği yani opak bir yapıda olacağı aşikardır.


Polietilen Nasıl Üretilir ?

Dünya’da en çok üretilen ve tüketilen plastik türü polietilendir. Yılda 100 milyon tondan fazla üretimi mevcuttur. Geri dönüşümü de mümkün olduğu için, bir yandan hammaddesi olan petrolden bir yandan da geri dönüşüm ile toplanan atıklardan yenileri rahatlıkla imal edilirler.

Yazımızın ilk paragrafında da bahsettiğimiz üzere, etilenden imal edilmektedir. Etilen de, petrolden elde edilir. Petrolde bulunan hidrokarbonların parçalanması etileni meydana getirir. Etilen de yüksek basınç ve sıcaklık yardımı ile polimerizasyon işlemine tabi tutulur. Polimerizasyon en temel anlatım ile, ” Mer ” lerin bir araya gelerek çok sayıda bağ yaparak ” Polimer ” oluşturmasıdır. Yani etilen moleküllerinin milyonlarcasının bir araya gelmesi ile polimerizasyon işlemi tamamlanmış olur.

Yüksek sıcaklık ve basınçta elde edilen polietilene, düşük yoğunluklu PE adı verilir. ( LDPE ). Üretim esnasında basınç ve sıcaklık ne oranda düşürülür ise, yoğunluk da o oranda artacaktır. Yani daha düşük sıcaklık ve basınçta imalat yapılır ise yüksek yoğunluklu polietilen ( HDPE ) elde edilir.

Çeşitleri Nelerdir ?

HDPE – Yüksek Yoğunluklu Polietilen

HDPE, nispeten daha düşük sıcaklık ve basınçta imal edilirler. Adından da anlaşılacağı üzere yüksek yoğunluğa sahiptir.

Moleküllerin Dallanması

Moleküllerin Dallanması

Yukarıdaki şekillerde açıkça göreceğiniz üzere, PE, ne kadar az dallanmaya sahip ise, o derece yüksek yoğunluğa sahip olacaktır. Bir polimer zincirinde ne kadar az dallanma var ise, moleküller aralarındaki bağı o kadar güçlü yaparlar. Yani, dallanmaya ekstradan bağ kullanmayacakları için yoğunlukları da o derece fazla olacaktır.

Sahip olduğu yüksek yoğunluk ve bağ enerjisi sayesinde, çekme dayanımları ve sertlikleri de diğer PE’lere göre yüksektir. Dolayısı ile, sağlamlığın ön planda olduğu uygulamalarda tercih edilmektedirler. Örnek olarak çöp konteynırları, su boruları gibi.

HDPE Polietilen Boru

HDPE Boru

LLDPE – Lineer Düşük Yoğunluklu Polietilen

LLDPE, etilenin kopolimerizasyon işlemi ile elde edilmektedir. Düşük yoğunluklu PE ‘ye göre daha yüksek bir çekme dayanımı ve sertliği vardır. Ancak dayanım ve sertliği yüksek yoğunluklu PE ‘ye göre daha düşüktür. Dallanma miktarı, yüksek yoğunluklu PE’den daha fazla, düşük yoğunluklu PE’den ise daha azdır. Bu nedenle mekanik ve kimyasal dayanımı her ikisinin ortasındadır.

Streç Film

Streç Film

Düşük kalınlıklarda üretildiğinde saydamdır ve yukarıdaki fotoğraftan da görüleceği gibi streç film imalatında kullanılır. Ayrıca kabloların yalıtım malzemesi olarak da kullanımı mümkündür.

LLDPE Kablo Yalıtımı

LLDPE Kablo Yalıtımı

LDPE – Düşük Yoğunluklu Polietilen

LDPE, üst başlıklarda anlatılan çeşitlerine göre daha düşük yoğunluğa sahiptir. Ancak; dallanma miktarı en fazla olandır. Çok fazla dallanmaya bağ harcadığı için arasındaki bağ kuvveti düşüktür. Dolayısı ile hem sertliği hem de dayanımı yüksek yoğunluklu kardeşlerine göre düşüktür. Kullanıldığı yerler en çok plastik poşetler, hafif şişeler ve yine düşük dayanımlı streç filmlerdir.

Düşük Yoğunluklu Polietilen

Düşük Yoğunluklu Polietilen

Düşük Yoğunluklu Hafif Şişeler

Düşük Yoğunluklu Hafif Şişeler – LDPE


Polietilen ve Çevresel Etkileri

Polietilen, etilenden, etilen de doğal gaz veya petrolden elde edilmektedir. Bütün Dünya’da vazgeçilmez ve çok yoğun bir kullanımı vardır. Bu aşırı kullanım, ülkelerdeki atık yönetimini de zorlaştırmaktadır.

Bu tip malzemeler, atık yönetiminde kaynağında düzgün ayrıştırılmadığı takdirde doğaya karışıp, çevreyi ciddi oranda kirletebilirler. Bunun temel nedeni, bir çok bakteri tarafından parçalanamaz olması ve doğada çok uzun süre yok olamamalarıdır. Canlıların yaşam alanlarında atıkları biriktiğinde, bir çok türün sağlığını ciddi oranda tehlikeye atabilmektedir.

Az bilinen bir husus olmak ile birlikte, Dünya’da kullanım oranı düşünüldüğünde hiç de azımsanamayacak bir ölçüde küresel ısınmaya da katkı sağlamaktadır. Bu malzemeler güneş ışığına maruz kaldıklarında ortama düşük bir miktarda da olsa metan ve etilen gazı salınımı yapmaktadır. Bu iki gaz, küresel ısınmanın artmasına olanak sağlayan gazlardır. Bütün Dünya’daki plastik miktarı düşünüldüğünde, etkinin de fazla olacağı açıkça görülmektedir.

Gelişmiş ülkeler bu konunun önemine artık varmış olsalar bile, Dünya çapında halen konu tam olarak idrak edilememiştir.

Yorum Yaz