Plastikler, organik ürünlerden elde edilirler. Plastik üretiminde kullanılan selüloz, kömür, doğal gaz, tuz ve tabii ki ham petrol gibi maddeler doğal ürünlerdir.
Ham petrol, binlerce bileşenden oluşan kompleks bir karışımdır. Kullanışlı olabilmesi için işlenmesi gerekir.
Plastik üretimi, bir petrol rafinerisinde gerçekleşen damıtma işlemiyle başlar.
Damıtma işleminde, ağır ham petrolün fraksiyon denilen daha hafif gruplara ayrılması işi yapılır. Her bir fraksiyon, molekül büyüklüğü ve yapısı açısından farklı olan bir hidrokarbon zincir (karbon ve hidrojenden yapılan kimyasal bileşenler) karışımıdır. Bu fraksiyonlardan biri olan nafta, plastik üretiminde son derece önemli olan bir unsurdur.
Belli katalizörler gerektiren polimerleştirme ve polikondansasyon işlemleri plastik üretiminde kullanılan iki ana işlemdir. Etilen ve propilen gibi monomerler, polimerleştirme reaktöründe birbirine bağlanarak uzun polimer zincirleri oluşturur. Temelde kullanılan monomer türüne bağlı olarak, her bir polimer türünün kendisine has özelliği, yapısı ve büyüklüğü vardır.
Birçok farklı plastik türü olduğundan, iki ana polimer serisi altında toplanabilirler:
- Termoplastikler (ısıyla karşılaştığında erir ve soğutulduğunda tekrar sertleşir)
- Termosetler (kalıplandıktan sonra tekrar eritilemez)
| Termoplastik Örnekleri Akrilonitrilbütadienstiren – ABS Polikarbonat – PC Polietilen – PE Polietilen tereftalat – PET Polivinilklorür – PVC Polimetilmetakrilat – PMMA Polipropilen – PP Polistiren – PS Genişletilmiş Polistrien – EPS | Termoset Örnekleri Epoxide (EP) Phenol-formaldehyde (PF) Poliüretan (PUR) Politetrafloroetilen – PTFE Doymamış poliyester reçineleri (UP) |
Plastik; karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O), azot (N) ve diğer organik ya da inorganik elementlerin oluşturduğu monomer adı verilen; basit yapıdaki moleküllü gruplardaki bağın koparılarak polimer adı verilen uzun ve zincirli bir yapıya dönüştürülmesi ile elde edilen malzemelere verilen isimdir.
Örneğin; Etilen bir monomerdir. Bu monomerden oluşturulan polietilen ise polimerdir. En çok kullanılan plastiklerin başında gelir.
Tanımdan anlaşılacağı üzere plastikler doğada hazır bulunmaz, doğadaki elementlere insan tarafından müdahale edilmesi ile elde edilir. Elde edilmesi belli bir sıcaklık ve basınç altında, katalizör kullanılarak monomerlerin reaksiyona sokulması ile olur. Plastik ilk üretildiğinde toz, reçine veya granül hâlde olabilir. Genelde plastikler petrol rafinerilerinde kullanılan ham petrolün işlenmesi sonucu arta kalan malzemelerden elde edilir. Yapılan araştırmalara göre yeryüzündeki petrolün sadece %4’lük bir kısmı plastik üretimi için kullanılmaktadır.
Plastikler, güvenlik, gıda israfının önlenmesi ve düşük maliyet gibi birçok açıdan tüketicileri koruyarak sürdürülebilir çözümler sunar. Örneğin ambalaj uygulamalarında ürünlerin yarısından fazlası plastik kullanılarak paketlenir. Yine de plastikler toplam paket ağırlığının yalnızca %17’sini oluşturarak kaynakların daha verimli kullanılmasına yardımcı olur.
Plastikler, daha az hammaddeyle daha fazla iş görür. Naylon poşetlerde, 80’li yıllara kıyasla artık %70 daha az malzeme kullanılıyor. Bu şekilde yalnızca kaynak verimliliği elde edilmiş olmuyor, aynı zamanda tüketicilere her geçen gün daha düşük maliyetli çözümler sağlanıyor.
Ayrıca benzersiz özelliklere sahip plastikler, raf ömrünü uzatarak gıda israfını azaltma, gıdanın lezzetini muhafaza etme ve onu bakterilere karşı korumanın haricinde, gıda dışı ürünlerde dahi benzersiz bir koruma sağlıyor. Bu sayede tüketicilere ekstra rahatlık sağlanarak ürünlerin çevre ayak izleri de önemli ölçüde azaltılıyor.
ABS, akrilonitril ve stirenmonomerlerininpolibütadien yanında polimerizasyonu ile sentezlenen bir terpolimerdir. Bütadiyen düşük sıcaklıklarda bile ürünü daha sert ve dirençli yaparken, stirenmonomer ABS’ye iyi işlenebilirlik kazandırır; Akrilonitril sertlik, ısı ve kimyasal direnç sağlar.
StirenAkrilonitril (SAN), stireninakrilonitril ile bir kopolimeridir. SAN, saydamdır ve parlaktır. Çizilme direnci, kozmetik malzemeler ve otomobil stop sinyal lambaları gibi birçok uygulama alanı için uygunluk sağlamaktadır.
Polikarbonat, şeffaf, korozyona dayanıklı, tutuştuğunda kendi kendini söndüren, zaman ve ısı ile boyutları çok az değişen, nem absorpsiyonu çok düşük olan ve bütün bunlara ilave olarak çok iyi mekanik özellikleri olan önemli mühendislik plastiklerinden biridir. Moleküler zincir ağırlığı, Polikarbonata farklı akışkanlık (MFR veya MFI) vermek maksadıyla polimerizasyon süresince tasarlanabilir. PC’nin akışkanlığı 3’ten 80 g/10 dakikaya kadar değişkenlik göstermektedir. Polikarbonat üstün UV dayanıklılığa sahip olup bu özellik UV stabilizerleri eklenerek daha da ilerletilebilmektedir. Polikarbonat hem enjeksiyon kalıplama hem de ekstrüzyon için uygundur.
Polistiren, stireninpolimerizasyonu ile üretilen bir polimerdir. Polistiren serttir, dielektrik özelliği yüksektir, su absorpsuyonu düşüktür, boyutsal kararlılığı iyi olan, cam şeffaflığında, parlak, kolayca renklendirilebilen, kokusuz bir termoplastiktir. PS normal olarak asitlere, bazlara, alkollere, yağlara, tuz solüsyonlarına karşı dirençlidir. Polistiren kolayca alev alır ve ışık saçan bir alevle koyu is çıkararak kendine has bir kokuyla yanar. Ticari olarak, Antişok (HIPS – High Impact) ve Kristal (GPPS – General purposepolystyrene) türleri bulunmaktadır.