İZOLASYON

ISI VE İZOLASYON MALZEMELERİ Leave a comment

 

  1. GİRİŞ

ISI VE İZOLASYON MALZEMELERİ

İnsanlar, enerji  kaynaklarıyla  ısınmaya  başladıklarından  itibaren  teknolojik  buluşlarında  yardımıyla  yaratılan  ısıyı  maksimum  miktarda  ortamda  tutarak, faydalanmaya  çalışmışlardır. Böylece  enerjiden  tasarruf  ve  maliyetten  de  tasarrufu  amaçlamışlardır.

Plastikler, alanında  yapılan  yeni  buluşlar  ve  gelişmeler  sadece  ısı  izolasyonu  değil, diğer  bütün  alanlarda  kullanımda  ve  yapımda  kolaylıklar  sağladığı  için  ısı  izolasyonunda  da   en  çok  tercih  edilen  malzemelerdir. Bunun  yanında  ucuz  olduğu  için  hava  ile  izolasyonda  sık  sık  tercih  edilmektedir.

Tabiki  günümüzde  ısı  izolasyonlarında  kullanılan  malzemelerin  sadece  ısı  iletim  kat-sayılarının  düşük  olması  istenmemekte, kullanılacağı  ortama  göre  avantajları  ve  dezavantaj-ları  düşünülerek  seçim  yapılmaktadır.

 

  1. ISI İZOLASYON  MALZEMELERİNDEN  İSTENİLEN   ÖZELLİKLER

 

Isı  izolasyonu  için  kullanılan  malzemelerin  seçimlerinde , kullanılma  yerlerine  göre  bazı  özellikleri  gerçekleyip  gerçeklemediklerine  dikkat  edilir . Mesela  izolasyon  malzeme-  lerinin  hafiflikleri  ile  sarsıntılara  karşı  ufalanmamaları  taşıtlarda  önemli  olduğu  gibi , rutu-  betli  ortamlardaki  çalışmalarda  da  rutubete  karşı  mukavim  olmaları , buhar  difüzyonuna  mü-  saade  etmemeleri  arzu  edilir .

Muhtelif  kullanma  yerlerine  göre , ısı  izolasyonu  malzemelerinin  aşağıda  yazılı  özelliklerinden  ilgili  olanları  gözönüne  alınarak  seçim  yapılır .

 

. Özgül  hacmi

. Hacım  ve  şekil  değişimlerine  karşı  mukavemeti – yığılma  olması  gibi –

. Konstruksiyonlarda  işleme  kolaylığı – kolay  işçilik  gibi –

. Basma  zorlanmalarına  karşı  şekil  değiştirme  mukavemeti

. Çeki  zorlanmalarına  karşı  şekil  değiştirme  mukavemeti

. Kimyasal  nötürlüğü

. Çürüme  ve  ufalanmaya  mukavemetli  olması

. Buhar  difüsyonuna  mukavemetli  olması

. Sürekli , periyodik  veya  kısa  tesirli  sıcaklıklarda  ısı  izolasyonu  fonksiyonunu
değiştirmemesi

. Tatbik  edilecek  konstruksiyona  uygun  olması – hafiflik  gibi –

. Ucuz  olması

. Yanıcı  olmaması

. Kokusuz  olması

. Dengeli  olması  – zamanla  izolasyon  özelliğinin  azalmaması –

. Isı  iletim  katsayısının  küçük  değerleri  haiz  olması

. Böcek  ve  hayvanların  barınmaması

 

Isı  izolasyon  malzemeleri , elektrik  izolasyon  malzemelerinin  aksine  gözeneklidir . Gözenekli  yapı , liflerin , tanelerin  yığın  şeklinde  bulunmaları , köpüklü  malzeme  veya  herhangi  bir  bileşiğin , meydana  getirdiği  bazı  kısmi  elemanlarının  çıkartılması  yahut  yakılması  ile  elde  olunur .

Mesela  yanmış  olan  kil , sünger  taşı (bims) , tüf  (tuff) , cüruf , alçı  gibi malzemelerden  muhtelif  izolasyon  malzemeleri  yapılmaktadır.

 

 

  1. ISI İZOLASYON MALZEMELERİ

 

Teknikte  kullanılan  ısı  izolasyon  malzemeleri  (ısı  izolasyonu  malzeme  ile  yapılır);

– Organik  asıllı

– Anorganik  asıllı

– Sentetik  asıllı

olmak  üzere  başlıca  üç  grupta  toplanabilir . Bazı  hallerde  organik  yapıda , anorganik bağla- yıcı  elemanlar  bulunabileceği  gibi , anorganik  yapıda  da  organik  bağlayıcı  elemanların  bu-lunması  mümkündür .(2)

 

3.1. İZOLASYON  MALZEMELERİNİN  FİZİKSEL  ÖZELLİKLERİ

 

-Gözenekli  özgül  ağırlık

 

İzolasyon  malzemelerinin  gözenekli  özgül  ağırlıkları  g = 10  ila  1000  kg/m3  arasında  değişmektedir. İzolasyon  malzemeleri  karakterleri  icabı  çok  sayıda  gözenek  ihtiva  ettiklerine  göre  sıkıştırmaya  bağlı  olarak  gözeneklerin  hacimlerinde  değişmeler  olur. Sıkıştırma  kuvveti  büyük  ise  demir, bakır, gibi  katı  hal  meydana  gelir  ki  özgül  ağırlık  mefhumundan  bu  katının  birim  hacminin  ağırlığı  anlaşılır. Gözenekli  yapıda  sıkıştırma  -basma-  kuvvetine  bağlı  olarak  hacim  ve  dolayısıyla  özgül  ağırlık  değiştiği  cihetle  gözenekli  özgül  ağırlık deyiminin  kullanılması  uygun  görülmüştür.(tablo 1)

 

Tablo 1. muhtelif  özgül  ağırlıktaki  organik  ve  anorganik  asıllı  izolasyon  malzemelerinin  muhtelif  gözenekli  özgül  ağırlıklarda  hacimsel  olarak  ihtiva  ettikleri  gözenek  yüzdeleri

 

Gözenekli  özgül  hacim Organik malzeme

1500   kg/m3

Anorganik malzeme               2600   kg/m3
   Hacimsel  olarak  %  de  gözenek
          10           99,5            99,7
         100           93,5            96
         300           80            88,5
         500           67            81
        1000           33            61,5
        1500            –            42,5
        2000            –            23

 

Aynı  bir  ham  malzemeden  hareketle  farklı  gözenekli  özgül  ağırlıkta  izolasyon  malzemeleri  elde  edilebilir. Gözenek  özgül  ağırlığı  da  ısı  iletim  katsayısı  ile  özgül  ısıya  tesir  eder.

Taneli  veya  toz  halindeki  izolasyon  malzemelerinde  tanelerin  birbirlerine  göre  konumları  önemlidir.

En  sık  ve  dengeli  yerleşme  şekli  birbirine  ikişer  noktadan  temas  eden  aynı  büyüklükteki  üç  adet  kürenin  üzerine  yerleştirilen  dördüncü  küre  halinin  genleştirilmiş  şeklidir. Bu  şekilde  kürelerin  büyüklüğüne  bağlı  olmadan  ara boşluklar  % 25,94  dür. Kurşun  tane  halinde  % 28,3  ila  31,8  arasında, demir  tane  halinde  ise  % 35,5  civarındadır. Değerlerin  değişmesinde  yüzeylerin  pürüzlülüklerinin  büyük  etkisi  olmaktadır.

Şayet  farklı  büyüklükteki  küresel  taneler  nazara  alınırsa  ara  boşluklar  daha  az  olur  dolayısıyla  özgül  ağırlık  artar.

Kurutulmuş  kum  ile  beton  karışımında  ara  boşluk  % 15  değerine  düşer. Şayet  iyi  bir  karıştırma  yapılır  ve  tane  çapları  farklı  olursa  % 5  değerine  kadar  düşüldüğü  de  vakidir.(2)

 

– Özgül  ısı  ve  rutubet

 

İzolasyon  malzemelerinin  ısınarak  kendi  bünyesinde  tuttuğu  ısı  yönünden  özgül  ısı  önemlidir.

Anorganik  ısı  izolasyonu  malzemelerinde  özgül  ısı  c = 0,21  kcal/kg°C  civarında  alınabilir.

Özgül  ısı  alında  sıcaklığa  bağlı  olarak  değişim  gösterir  ve  sıcaklıkla  fazlalaşır.

Ayrıca  izolasyon  maddesinin  ihtiva  ettiği  rutubet  miktarı  da  özgül  ısının  yükselmesine  sebep  olur.(tablo 2) (2)

 

Tablo 2. Muhtelif  malzemelerin  için  özgül  ısılar  verilmiştir.

 

Adı                      Özgül  ısı  (kcal/kg°C)
0°C – 100°C 0°C – 300°C 20°C – 600°C 20°C – 900°C
Alçı 0,20 0,21  –  –
Asbest 0,20  –  –  –
Asfalt 0,22  –  –  –
Beton 0,304  –  –  –
Bitüm 0,41 – 0,46  –  –  –
Curuf 0,18  –  –  –
Camyünü 0,19 – 0,21 0,22 0,25 0,27
Ham  ipek 0,33   –  –  –
Jüt 0,32   –  –  –
Kizelgur 0,21 0,22 – 0,26  –  –
Şekillendirilmiş  kizelgur 0,20    – 0,226 0,238
Kuvarz 0,19   –   –  –
Kaolin, kil 0,22   –   –  –
Kum 0,19 – 0,22   –   –  –
Magnezit 0,24   –   –  –
Mantar 0,40   –   –  –
Zifli  mantar 0,31 – 0,36   –   –  –
Porselen 0,19 0,21 0,233  –
Tuğla 0,18 – 0,22   –   –  –
Turba 0,45   –   –  –

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Tablo 3. Rutubet  izolasyon  malzemelerinin  özgül  ısılarına  etkisi 

 

Ağırkıkça  rutubet   yüzdesi Özgül  ısı  kcal/kg°C
Anorganik Tahta  ve  benzeri
             0      0,21          0,32
             1      0,22          0,33
             5      0,25          0,36
            10      0,28          0,39
            20      0,34          0,44
            50        –          0,55

 

           -Isı  iletim  katsayısı

 

Isı  iletim  katsayısı  sıcaklığa  ve  özgül  ağırlığa  göre  değişmektedir. Ayrıca  rutubetin  de  bu  değişimlere  tesiri  olmaktadır.(tablo 4)

 

Tablo 4. organik  izolasyon  malzemelerinin  muhtelif  özgül  ağırlıklardaki  ısı  iletim  katsayıları 

 

Özgül  hacim  kg/m3
Mantar  levha   kcal/mh°C Mineralize  ağaç

Kcal/mh°C

Organikli  lif           kcal/mh°C Organik  lifli  şilte                kcal/mh°C Lifsiz                     kcal/mh°C
    20      –       –       –       –    0,030
    50   0,029       –       –    0,030    0,032
   100   0,032       –       –    0,030    0,033
   200   0,040    0,050    0,038    0,038    0,041
   300   0,048    0,056    0,040       –         –
   400   0,055    0,067    0,044       –         –
   500   0,062    0,083    0,050       –         –
   600      –    0,106    0,060       –         –

 

Malzemelerin  lift  durumlarına  göre  de  – iç  yapı  şeklinde  bağlı  olarak –  yani  liflerin  enine  veya  boyuna  olmasına  göre  ısı  iletim  katsayısı  değişmektedir.(2)

 

Tablo 5. tahta  için  bu  özellik  belirtilmiştir.

 

Özgül  hacim    kg/m3 Tam  kuru              kcal/mh°C
  200   0,048
  300   0,064
  400   0,079
  500   0,095
  600   0,111
  700   0,127
  800   0,143
  900   0,159

         

3.2. ORGANİK  ASILLI  ISI  İZOLASYON  MALZEMELERİ

    

Lif , tane  ve  köpük  şeklinde  olabilirler .

Lif  şeklindeki  organik  izolasyon  malzemeleri  pamuk , yün , ipek , jüt , saç , saman , tahta  tahta  kıymıkları , talaş  ve  turbdur .

Tane  şeklinde  olanlar , mantar , turb , toz  halinde  talaştır .

Köpük  şeklinde  olanlar  ise , sertleştirilmiş  suni  melamin  reçinesidir . Bağlayıcı  ele- man  olarak  genellikle  katran , asfalt , alçı , çimento , suni  reçine , reçine , kola  kullanılır .

Anorganik  bağlama  elemanları, ısı  iletim  katsayısını  organik  bağlama  elemanlarına  nazaran  yükseltir . Asfalt , katran  ve  reçine  gibi  bağlayıcı  malzemeler  aynı  zamanda  rutubet  yönünden  muhafaza  malzemesi  olarak  da  iş  görürler . Fakat  yanıcıdırlar  ve  150 – 250 °C  arasında  bağlayıcı  eleman  olarak  işlem  görürler.

Organik  ısı  izolasyon  malzemelerine  kullanma  yerinin  özelliklerine  göre , keçe , kumaş , levha  gibi  muhtelif  şekiller  verilebilir.(2)

 

3.2.1. OLUKLU  MUKAVVALAR

 

Tahta  kıymıklarından  mukavva  imalinde  yararlanılabilir . Bu  halde  bağlayıcı  elemana  ihtiyaç  yoktur . Asfalt  veya  lak  emdirilerek  rutubete  karşı  mukavemet  arttırılır . Oluklu  mu-kavvalar  hava  kanalları  teşkil  edecek  şekilde  monte  edilerek  ısı  iletim  katsayısı   k = 0,005  kcal/mh°C  değerine  kadar  düşürülür .Yoğuşan  suların    birikmeleri  tehlikesi  sebebiyle  soğut-ma  tesisleri  ile  ilgili  izolasyonlarda  tercih  edilmez. En  yüksek  80°C  sıcaklığa  kadar  kullanışlıdır .(2)

 

3.2.2. PAMUK  KEÇELERİ

           

 Pamuk  artıklarının  keçemsi  hale  getirilmesi  neticesinde  k = 0,06 kcal/mh°C  olacak  şekilde  g = 0,5  gr/cm3  özgül  ağırlığında  izolasyon  malzemesi  elde  olunur . Mahzurları  oluklu  mukavvaya  benzer . Levha  halindeki  keçe  düz  ve  eğik  satıhlar  ile  hava  akımına  mani  olu-nacak  yerlerde  tercih  edilirler.(2)

 

3.2.3. TAHTA  LİFLİ  HAFİF  YAPI  LEVHALARI

 

Köknar  kıymıkları  eleklerde  ayrılarak  buhar  ile  yumşatılır  ve  bilare  lifli  yapı  haline  getirilir . Lifler  ile  su  ve  fenol  reçinesi  uygun  bir  oranda  karıştırılarak  merdaneler  arasından  geçirilip  belirli  kalınlıkta  levha  halinde  elde  olunurlar . Kalınlıkları  6  ila  13  mm  arasında  olup , -k-  ısı  iletim  katsayısı  ise  sıcaklık  ile  rutubete  bağlı  olarak  değişir    ve  aşağıdaki  tablo 6’de  verilen  verilen  değerleri  alır . Bugün  Avrupa’da  birçok  memlekette  mesela  İsviçre’de  Pavatex , İsveç’de  Treetex – Platten  isimleri  altında  piyasaya  sürülmekte  ve  binalarını  iç  dekorasyonunda  çok  kullanılmaktadır.(2)

Ortalama  sıcaklık(°C)  

0

 

10

 

20

 

30

Ağırlıkça  %7,6  rutubet  0,035 0,039 0,044 0,048
Kuru 0,031 0,035 0,040 0,044

 

Tablo  6 –  Tahta  lifli  yapı  levhalarının  ısı  iletim  katsayıları –k-(kcal/mh°C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.4. ANORGANİK  BAĞLAMA  ELEMANLI  TAHTA  LİFLİ  YAPI  LEVHALARI

Tahta  kıymıklarının  eleklerde  ayrılarak  portlant  çimentosu  veya  diğer  anorganik  bağlama  elemanı  kullanılarak  hafif  yapı  levhaları  elde  olunur . Bu  levhaların  basma  zorlan-malarına  mukavemetleri  çok  yüksek  olup , prefabrik  evlerde  çok  kullanılır . Ortalama  olarak  g = 326  kg/m3  ve  k = 0,068  kcal/mh°C  değerindedir.(2)

 

3.2.5. TURB  İZOLASYON  LEVHALARI

            

 Özel  bir  bağlayıcı  elemana  ihtiyaç  göstermeden  turbun  pres  edilmesiyle  elde  olunur. En  yüksek  100 °C  sıcaklığa  kadar  kullanılabilir , ortalama  g = 162,5  kg/m3  özgül  ağırlığında  ve  k = 0,0335 – 0,041  kcal/mh°C  ısı  iletim  katsayısı  değerindedir . Hareket  halindeki  soğutma  tesislerinde  çok  tercih  edilir.(2)

 

3.2.6. HALAT , HORTUM  ŞEKLİNDEKİ  ORGANİK  İZOLASYON  MALZEMELERİ

 

Pamuk  ve  jüt  artıkları  saç  örgüsüne  benzer  formlarda  halat  şekline  getirilir . Hortum  şeklinde  olanların  içleri  mantar  taneleri , kizelgur  gibi  izolasyon  malemeleri  ile  doldurulur. Her  iki  şekil  bilhassa  sıcak  su  geçen  boruların  izolasyonunda  kullanılırlar . Yoğuşma  sebe-biyle  soğuk  izolasyonuna  ve  90°C  nin  üzerindeki  sıcaklıklar  için  izolasyona  uygun  değildir-ler.(2)

 

3.2.7. TANELİ  İZOLASYON  MALZEMELERİ  – MANTAR –

 

Taneli  izolasyon  malzemelerinin  en  önemlisi  mantardır . Meşe  mantarı  bilhassa  Portekiz , İspanya  ve  Cezayir’de  çok  miktarda  bulunup , tabii  haliyle  hava  gözenekli  taneler  halindedir . Öğütme , ayırma , suya  bastırma  gibi  işlemlerle  kalite  yükseltilir . 400°C  de  hava  gönderilerek  hem  gözenekler arttırılır  hem  de  küflenmenin  önüne  geçilir.

 

-Kuru taneli doldurma

 

Isı  izolasyonu  yapılacak  kısımda  meydana  getirilen  boşluklara  kuru  mantar  taneleri  doldurulur . Ortalama  g = 40-50  kg/m3  özgül  ağırlığında  ve  pratik  kullanma  sıcaklığı  olan  100°C  ye  kadar  k = 0,028 – 0,038  kcal/mh°C  değerindedir . En  yüksek  150°C  ye  kadar  kul-lanılabilir .

 

-Levha ve sekillendirilmis haldeki mantar

 

Pratikte  bilhassa  işçilik  ve  konstruksiyon  bakımlarından  kolaylık  olmak  üzere  basınç-la  levha  haline  veya  boru  gibi  şekle  getirilmiş  mantar  kullanılır . Mantar  tanelerine  zift  em-dirilerek  istenilen  şekilde  pres  edilirler . Bu  şekilde  elde  edilen  levha  veya  şekillendirilmiş  haldeki  mantarların  özgül  ağırlıkları  g = 120-150 kg/m3  arasında  değişir  ve  ısı  iletim katsa-yıları  da  k = 0,030 – 0,038 kcal/mh°C değerlerini  alır .  Şayet  izole  edilecek  kısımda  hava  ge-çirgenliğini  de  önlenmek  isteniyorsa , özgül  ağırlık  g = 250 kg/m3  olacak  şekilde  pres  edilir-ler . Bu  halde  mantar  en  fazla  110°C  kadar  kullanılabilir . Şayet  alt  kısmına  kizelgur  tabaka-sı  konursa  140°C  ye  kadar  yükselen  sıcaklıklarda  da  kullanılabilirler . Pratikte  bilhassa  soğ-uk  hava  tesislerinde , terleme  olan  duvar , döşeme  ve  tavanlarda , havalandırma  kanallarında , ısıtma  ve  sıcak  su  devrelerinde , alçak  basınç  kazanlarında  pres  edilmiş  mantar  tercih  edilir . Mantar  levhalar  döşenmelerinden  önce  temasta  bulunulacak  yüzeylere  bitüm  ihtiva  eden  harç  veya  zift  tatbik  edilir . Sanayide  ise  kizelgur  ihtiva  eden  harç  kullanılır.(2)

 

3.3. ANORGANİK  ASILLI  ISI  İZOLASYON  MALZEMELERİ

 

Anorganik  asıllı  ısı  izolasyon  malzemeleri  lif , tane  ve  toz  halindeki  anorganik  maddelerden  meydana  gelir .

Cam  yünü , cürüf  yünü , erimiş  mineraller , asbest  kizelgur , sünger  taşı , magnezit , ba-ca  kurumu , kömür  tozu , kül  ise  tane  şeklinde  anorganik  maddelerdir . Bağlayıcı  eleman  ol-arak  portlant  çimentosu  tercih  edilmek  üzere  çimento , alçı  kullanılır . Yüksek  sıcaklıklar  için  kil  ve  kuvarz  gibi  seramik  cinsi  bağlayıcı  elemanlardan  faydalanılır.(2)

3.3.1. CAM  YÜNÜ

 

Cam  yüksek  sıcaklıkta  muhtelif  malzemenin  bir  arada  erimesi  ve  aralarında  kim-yasal  bir  bağ  bulunmaması  esasına  dayanır .

Ham  madde  olarak  muhtelif  cinsleri  için  SiO2  (kuvarz  kumu) , Na2CO3 (soda) , K2CO3 (potas) , Na2SO4 , CaCO3 (mermer) , CaCO3 , MgCO3 (dolomit) , CaO , MgO , PbO , Pb3O4 , metaloksitleri , fosfat , çinko  oksit , arsenik  muhtelif  oranlarda  kullanılır .

Alkaliler (Na , K  gibi)  ile  PbO  erime  noktasını  düşürür  ve  camın  mukavemet  ve  sertliğini  azaltırlar .

% 71  SiO2 , % 5,4  H3BO3 (Bor  asidi) , % 18  Na2CO3 ,

% 9  K2CO3 , %14,5 CaCO3 , % 6  Al(OH)3  olursa  1450°C  de  eriyen  cam  elde  edilir.

Renksiz  camda ;

% 70  SiO2 , % 10 Na2O , %5  K2O , % 8  CaO , %4  Al2O3 , % 3  B2O3

bulunur . Ayrıca  Cu2O3  mavi , Cu2O  kırmızı , Se  (selen)  kırmızı  MnO2  menekşe  rengi  verir-ler .

Cam , izolasyon  malzemesi  olarak  çapları  mikron  boyutunda  olan  ince  lifler  haline  getirilerek  kullanılır .

Cam  yünü  elde  edilmesi  için  hammadde  oranları  yukarıda  verilenlerden  farklı  olup , ortalama  olarak  %54 SiO2 , %15,7  Al2(OH)3 , %0,5  Fe2O3 , %16  CaO , %3,8  MgO , %8  bo-roksit  alınır .

İmal  usulüne  göre  takriben  3-40  mikron  çapındaki  liflerden  meydana  gelmiş  olup , 500°C  gibi  yüksek  sıcaklıklara  kadar  kullanılır. Özel  olarak  imal  edilip  700°C  sıcaklığa  ka-dar  kullanılan  cinsleri  de  mevcuttur. Daha  yüksek  sıcaklıklar  için  arada  ya  hava  boşluğu  bırakılır  veya  kizelgur  gibi  daha  yüksek  sıcaklıklara  mukavim  izolasyon  malzemeleri  araya  yerleştirilir. Özgül  ağırlıkları  takriben  15-200  kg/m3  arasında  değişip  ısı  iletim  katsayıları  0°C  sıcaklıkta  k = 0,028  kcal/mh°C  değerinden  450°C  sıcaklıkta  k = 0,065  kcal/mh°C  değe-rine  kadar  artar. Özgül  ısısı  0,18  kcal/kg°C  gibi  çok  küçük  değerde  olduğundan  aralıklı  ça-lışmalar  için  uygundur. Diğer  izolasyon  malzemelerine  nazaran  pratikte  oldukça  geniş  bir  kullanma  sahası  bulan  cam  yününün  aşağıdaki  özelliklerini  belirtmekte  fayda  vardır.

– yanıcı  değildir

– dış  kuvvetler  tesiriyle  kolayca  deformasyona  uğrar

– higroskobik  değildir

– kimyasal  olarak  nötrdür , korozyon  tehlikesi  yoktur

– atmosferik  şartlara  dayanıklıdır

– asitlere  karşı  (hidrofluorik  asit  hariç)  dayanıklıdır

– küf  tutmaz

– haşerelerin  yuvalanması  olmaz

– bıçakla  kolayca  istenilen  şekilde  kesilebilir

– işçiliği  kolaydır

– vana  gibi  çok  girintili  olan  parçaların  izolasyonlarına  uygundur

– deri  ile  temas  edince  kaşındırır  bu  sebeple  eldiven  kullanılması  tavsiye  olunur

– sarsıntı  ve  ufalanmaya  mukavimdir

 

Pratikte  bilhassa  buzdolaplarında , havagazı  fırınlarında , merkezi  ısıtma  sistemlerinde , duvar , döşeme  ve  tavanlarda , sanayide , vana  izolasyonlarında , taşıtlarda  çok  fazla  kullanıl-maktadır.

Cam  yünü  aşağıdaki  farklı  usullere  göre  elde  olunur.

– Çubuk  çekme  usulü  (Stabziehverfahren)

– Hazne  tambur  usulü  (Trommelverfahren  veya  Gosslarverfahren)

– Meme  çekme  usulü  (Düsenziehverfahren)

– Meme  üfleme  usulü  (Düsenblasenverfahren)

– Savurma  usulü  (Schleuderverfahren)

– Kombine  savurma  ve  uzatma  usulü  (Schleuderziehverfahren  veya  TEL  verfahren)

 

-Çubuk  çekme  usulü

 

Bu  eski  bir  usuldür. Ortalama  3-4  cm  çapındaki  cam  çubuğun  bir  ucu  1200°C  er-gime  sıcaklığına  kadar  ısıtılır  ve  diğer  bir  cam  çubuk  bu  uca  yaklaştırılarak  çok  hızlı  ola-rak  çekilir.Aynı  prensibin  daha  geliştirilmiş  bir  hali  olarak  takriben  110  cm  uzunluğunda  ve  4  mm  çapındaki  50  ile  100  adet  cam  çubuk  10  mm  aralıkla  düşey  olarak  hareket  ettirile-rek  alt  uçları  bir  alev  veya  elektriki  ısıtıcı  ile  1200°C  ye  kadar  ısıtılır. Sıra  halindeki  cam  çubukların  tam  altında  1  metre  çapında  ve  1  metre  uzunluğunda  2500  d/d  hız  ile  dönen  tambur  bulunur. 0,85  m/h  hız  ile  düşey  hareket  eden  cam  çubukların  eriyen  uçlarından  tam-bur  üzerine  düşen  cam  damlaları  6-10 m  çapında  ince  lifler  halinde  tambur  üzerine  sarılır-lar. 100  çubuktan  1  saatte  0,8 – 2,5  kg  arasında  cam  yünü  elde  edilir.

 

– Tambur  usulü

 

Bir  sonraki  kısımda  anlatılacak  meme  çekme  usulünün  ilk  tatbik  şeklidir.50  cm  uzunluğundaki  şamot  kaplı  bir  kabın  tabanında  1-2  mm  çapında  20  ila  40  tane  kadar  delik  bulunur. Kabın  içine  cam  kırıkları  doldurularak  gaz , yağ  veya  elektriki  olarak  1200°C  ye  kadar  ısıtılır. Kabın  dip  tarafında  eriyen  camın  viskozitesi  belirli  bir  değere  düşünce  delik-lerden  aşağıya  akmaya  başlar. Deliklerin  tam  altında  dönmekte  olan  tambura  sarılarak  takri-ben  15 m  çapında  cam  liflerinden  meydana  gelmiş  bir  tabaka  elde  edilir.

 

-Meme  çekme  usulü

 

Tambur  usulünde  kullanılan  şamot  kaplı  kap  yerine  takriben  1  litre  hacminde  meme  denilen  küçük  kaplar  kullanılır. Alt  kısımda  1-2  mm  çapında  platin  veya  platin – iridyumdan  meme  uçları  bulunur.

İlk  defa  1919  yılında  kullanılan  bu  usule  göre  1430°C  ye  kadar  ısınan  cam  meme ucundan  alt  taraftaki  yatay  tambur  üzerine  akarak  100  m/s  hız  ile  çekilir  ve  5-6 m  çapında  cam  lifler  elde  edilir. 1  meme  ucundan  takriben  0,6-0,9  kg/h  cam  yünü  elde  edilir  ve  100  tane  meme  yanyana  bulunur. Bu  usule  göre , ortalama  % 95  üniform  kalınlıkta  cam  lifleri  elde  edilmektedir.

 

-Meme  üfleme  usulü

 

Meme  üfleme  usulü  eski  ve  yeni  usul  olmak  üzere  2  kısımdır. Bugün  kullanılmayan  eski  usule  parçalama  usulü  de  denilebilir. Eritme  kabından  erimiş  olarak  akan  cam  sadece  bir  taraftan  buhar  veya  nadiren  hava  üflemek  suretiyle  parçalanır  ve  parçalara  ayrılan  kıs-ımlar  aynı  zamanda  ince  lifler  haline  getirilir. Bu  sebeple  de , lifler  kısa  olmaktadır.

Yeni  usule  göre , meme  uçlarından  akan  camın  mekanik  bir  şekilde  çekilmesi  söz  konusu  değildir. Cam  liflerin  meydana  gelmesi  meme  uçlarından  akan  cama  buhar , hava  veya  gaz  üflenmesi  ile  olur  ve  bu  sebeple  de  pnömatik  çekme  usulü  de  denilebilir.

Buhar , hava  veya  gaz  meme  uçlarından  akan  cama  paralel  gönderilerek  oldukça  u-zun  ve  homogen  lifler  elde  edilir. Owens  Corning  Firması  tarafından  cam  yünü  için  gelişti-rilen  bu  usul  sonraları  taş  ve  cürüf  yünü  için  de  kullanılmaya  başlanmıştır.

Bu  usule  göre , 5 – 30  cm  uzunluğunda  6 – 10 m  çapında  lifler  elde  edilir. Bir  tek  memenin  verimi  saatte  1,5 – 2,5  kg  civarındadır. % 35  ila  40  arasında  tanecik  ihtiva  eder. Avrupa’da  imalat  1959  yılında . 22000  ton  iken  1965  yılında , 17800  tona  düşmüştür. Grünzweig – Hartmann  Firması  bu  usulü  taş  yünü  için  % 50 – 55 SiO2, % 30 – 35  CaO,        % 2,5 – 4  Na2O,  K2O  geliştirmiştir.

 

-Savurma  usulü

 

Gaz  veya  yağ  alevi  ile  ısıtılan  kabın  içine  konan  cam  kırıkları  1300°C  ye  kadar  ısı-tılır  ve  kabın  altındaki  delikten  3000 – 4000  d/d  hız  ile  dönen  seramik  bir  tabla  üzerine  erimiş  cam  dökülür. Merkezkaç  kuvvet  tesiriyle  seramik  tabla  üzerine  dökülen  erimiş  cam  küçük  bilyalar  halinde  savrularak, çok  ince  film  tabakası  meydana  gelir.

Savrulan  bilyalar  arkasında  bir  lif  meydana  getirerek, uzaklaşır  ve  küçülür. Bir  yan-dan  küçük  bilyanın  uzaklaşması, diğer  yandan  seramik  tablanın  dönmesi  lifleri  uzatır. Elde  edilen  lifler  çok  kalındır  ve  ortalama  12 – 40 m  çapında, 10 – 30  cm  uzunluğunda  olup, saat-te  40 – 50  kg  elde  edilirler.

Hager  usulü  iyileştirmek  için  aşağıdaki  muhtelif  tedbirler  alınarak, aynı  prensibe  da-yanan  başka  usullerde  tatbik  edilmektedir.

Bergia – Savurma  usulü, Hager  metodunda  10 – 30  cm  uzunluğundaki  lif  çaplarının  oldukça  kalın  12 – 40 m  arasında  bulunması  ve  takriben  % 50  tanecikler  meydana  gelmesi  aleyhte  faktör  olup, bu  hususu  kırık  cam  kullanılma  imkanı  nisbeten  telafi  etmektedir.

Bu  mahzuru  ortadan  kaldırmak  için  halka  meme  (Ringdüsenaerfahren)  usulü  gelişti-rilmiştir. Geliştirilen  bu  usule  göre, ateşe  dayanıklı  seramik  tablaya  yivler  (oluklar)  yapıl-mıştır. Ayrıca, seramik  tablanın  kenarına  ilave  edilen  delikler  yardımıyla  cam  liflerinin  çap-ları  10 – 12 m’a  kadar  düşürülmüşse  de, liflerin  uzunlukları  daha  da  kısalmıştır. Tanecik  yüz-desi  de  % 30  ila  % 40’a  düşmüştür.Bu  mahzur  sebebiyle  bu  metottan  vazgeçilmeye  başlan-mıştır.

Messler – Savurma  usulü, bu  usul  daha ziyade  Bazalt  yünü  için  geliştirilmiştir. Dönen  tabla  seramik  yerine  Nikel – Krom  alaşımından  yapılmıştır. Hammaddenin  konduğu  ve  ısıtıl-dığı  silindirik  kap  ekseni  etrafında  dönen  bir  alev  ile  900°C  kadar  ısıtılmaktadır. Lif  çapları                             9 – 12 m  arasında  değişmektedir.

Johns – Manville  usulü, John – Manville  büyük  bir  Amerikan  firması  olup, daha  ziya-de  cürüf  yünü  imali  için  geliştirilmiştir.

Hammaddenin  1600°C  sıcaklığa  kadar  ısıtıldığı  kap  1,2  metre  çapında  5  metre yük-sekliğinde  olup, günde  30  ton  kapasitelidir.

Bu  usule  göre, Nikel – Krom  alaşımlarından  yapılmış  200, 300  ve  1300  mm  çapın-daki   tamburlar  2000, 5000  ve  5500  d/d  hız  ile  dönerler. Çapraz  durumdaki  bu  tamburlar  üzerine  gelen  erimiş  cam, merkezkaç  kuvveti  ile  ince  lifler  haline  gelir. Lif  çapı  4  ila  6 m  arasında  değişmektedir.

 

-Kombine  savurma  uzatma  usulü

 

Kombine  savurma  usulüne  savurma  işlemindeki  merkezkaç  kuvvet  ile  çekme  işlemin-deki  uzatma  müşterek  tatbik  edilerek  yüksek  kalitede  cam  yünü  elde  edilir.

1959  yılından  beri  tatbik  olunan  bu  usul  Laboratorium  Etude  Thermique’de  1956  yı-lında  planlanmış  olup, TEL  usulü  olarak  da  adlandırılır.

1943  Mayısında  alınan  bir  patent  ile  Hager  usulünde  dönen  seramik  tabla  yerine, dönen  bir  hazne  ve  haznenin  de  etrafında  erimiş  camın  merkezkaç  kuvvet  ile  fırladığı  de-likler  göz  önüne  alınmıştır.

Üstüste  9  tane  olmak  üzere  çevrede  30  ar  yani  toplam  270  delik  bulunur. Haznenin  etrafında  da  halka  şeklinde  yanma  kamerası  bulunup  yanmış  sıcak  gazlar  delikleri  yalıyacak  şekilde  yüksek  hız  ile  aşağıya  doğru  üflenir. 3000  d/d  veya  daha  yüksek  devir  ile  dönen  haznenin  deliklerinden  1300°C  de  erimiş  olarak  merkezkaç  kuvvet  ile  savrulan  cam  lifleri  yüksek  hızlı  gaz  ile  aşağıya  doğru  yöneltilir  ve  bir  nevi  çekme  olarak  uzatılır. Kombine  sa-vurma  usulüne  göre, 5 m  çapına  kadar  inilen  cam  liflerinin  uzunluğu  5 – 15  cm  arasında  de-ğişir.

Sistemde  ufak  bir  değişiklikle  25  cm  uzunluğunda  lifler  de  elde  edilebilir. Bu  meto-da  göre  kullanılan  hammaddenin  oranları

SiO2……………………..% 60 – 65

Na2O, K2O……………% 14 – 16

B2O3…………………….%2–6                                                                                                        arasında  deişip, lif  çapları  3 m’a  kadar  düşürülmüştür.(tablo7)

 

Tablo 7. Muhtelif  Usule  Göre  Yapılan  Cam  Yünlerinin  Özellikleri

 

Usul Çapı

m

Uzunluğu

cm

Tane

%

Debi

kg/h

Çubuk  çekme 10 5 _ 2,5
Tambur 15 5 _ _
Meme  çekme 6 5 _ 0,9
Meme  üfleme 10 5-30 40 2,5
Savurma(Hager) 12-40 10-30 50 50
Kombine(TEL) 3-5 5-25 _ _
Savurma  Uzatma

 

Cam  yünü  imalinin  en  son  usulü  olan  kombine  savurma  ve  uzatma  usulü, gerekli  lif  çaplarının  çok  küçük  olması, gerek  lif  uzunluklarının  gaz  akımına  göre  ayarlanabilmesi  ve  gerekse  hiç  tanecik  bulunmaması  gibi  müsbet  olan  özellikleri  neticesinde  geniş  bir  tatbik  sahası  bulmuştur.(2)

 

 

 

 

3.3.2. CÜRÜF  YÜNÜ

 

Cürüf  yünü  metalürji  sanayinin  bir  yan  ürünü  olup, sıvı  haldeki  cürufun  lif  haline  getirilmesi  ile  elde  olunur. Cam  yününe  nazaran  yapısı  homojen  olmayıp  çoğu  hallerde  kimyasal  bakımdan  nötr  değildir. En  yüksek  750°C  sıcaklığa  kadar  dayanıklı  olup,  özgül  ağırlıkları  1500  ila  350  kg/m3  arasında  değişir. Isı  iletim  katsayısı  da, özgül  hacme  ve  sıcaklığa  bağlı  olarak  değiştiği  için  100°C  sıcaklık  ve  g = 150  kg/m3  de  k=0,041 kcal/mh°C  değerinden  500°C  sıcaklık  ve  g = 350  kg/m3  de  k = 0,108  kcal/mh°C  değerine  kadar  deği-şir.Cürüf  yünü  çoğu  kez  mineral  yün  olarak  da  adlandırılıp  vana, flanş  ve  boru  izolasyon-larında  kullanılır. Cam  yününe  nazaran  daha  ucuz  olup, biraz  daha  yüksek  sıcaklığa  dayanık-lıdır.(2)

 

3.3.3. ASBEST

 

Kısa  olan  asbest  lifleri, anorganik  su  camı  potasyumlu  silikat  bağlayıcı  eleman  yardı-mıyla  püskürtme  izolasyon  yapılır. Tabanca  ile  ısı  izolasyonu  yapılacak  yüzeye  püskürtülen  asbest  lifleri  ile  yüzeyde  hiçbir  delik  kalmayacak  şekilde  istenilen  kalınlıkta  izolasyon  temin  edilir. Bu  sekilde  izolasyon  ses  izolasyonu  için  de  faydalı  olduğu  gibi  yangın  tehlikesine  karşı  da  tercih  olunur.(2)

 

3.3.4. KİZELGUR

 

Aslında  bitkisel  bir  yapı  olup, kuvarz  ihtiva  eder. Bitkisel  yapı  hayatiyetini  kaybedin-ce  çok  küçük  gözenekler  teşekkül  eder. Kirecimsi  hale  getirilmekle  ihtiva  ettiği  organik  kı-sımlar  kaybolur  ve  öğütülerek  arzu  edilen  incelikte  elde  olunur. Yanmaz  ve  yüksek  sıcaklık-larda  kullanılabilir. Kizelgur  sanayide  muhtelif  şekilde  tatbik  olunur.

 

-Toz  halinde  kuru  kizelgur

 

Ara  boşlukları  doldurma  yoluyla  ısı  izolasyonunda  faydalanılır. Özgül  ağırlığı  210  ila  315  kg/m3  arasında  değişip,  ögül  ağırlığa  göre  100 °C  sıcaklıkta  ısı  iletim  katsayısı  k=0,048   ila  0.052 kcal/mh°C  değerlerini  alır.  En  fazla  1000°C  sıcaklığa  kadar  kullanılabilir  ve  bu  sı-caklıkta  ısı  iletim  katsayısı  takriben  k = 0,135 kcal/mh°C  değerindedir.

 

-Şekillendirilmiş   kizelgur

 

Kizelgur  bağlayıcı  eleman  olarak  kil  veya  kalker  ilave  edilerek  yakılır  ve  çok  yük-sek  sıcaklıkta  ateşe  dayanıklı  kizelgur  taşı  elde  olunur. Özgül  ağırlığı  g = 300  ila  700  kg/m3

arasında  değişip  ısı  iletim  katsayısı  ise  100°C  sıcaklıkta  k = 0,069 kcal/mh°C  değerinden  1000°C  sıcaklıkta  k = 0,305 kcal/mh°C  değerine  kadar  yükselir.

Diatomit  cinsi  1000°C,  Diatomit  F  ateşe  dayanıklı  cinsi  ise  1500°C  ye  kadar  kulla-nışlıdır.  Tablo  8’te  özgül  ağırlık  ve  sıcaklık  değişimlerine  bağlı  olarak  ısı  iletim  kat-sayısının  aldığı  değerler  görülmektedir.(2)                                                                                                   

 

 

 

3.3.5. MAGNEZYUM  KARBONAT

 

Tabii  mağnezit  taşının  (MgO)  kireçlendirilmesi,  sonra  CO2  ve  su  ile  karıştırılması

ile  elde  olunur. Yüksek  sıcaklıklarda  çatlaması  sebebiyle  ancak  270°C  sıcaklığa  kadar  uy-gundur.(2)

 

 Tablo 8. Diatomit  kizelgur  taşının  muhtelif  özgül  ağırlık  ve  sıcaklıklarda  ısı  ile-tim  katsayısının  değişimi           

 

Adı Özgül ağırlık

kg/m3

Isı  iletim  katsayısı  (kcal/mh°C) Basınç

kg/m2

100°C 400°C 800°C 1000°C
Diatomit 300 0,069 0,110 0,166 _ 2-6
330 0,074 0,115 0,171 _ 2,5-7
Diatomit

F  ateşe

dayanıklı

700 0,127 0,169 0,225 _ 27-45
700 0,17 0,215 0,275 0,305 30-40

 

3.3.6. MAGNEZİT

 

Mağnezit  aslında  çok  gevşek  ve  toz  halinde  olup,  asbest  lifleri  ile  karıştırılarak  iste-nilen  şekilde  pres  edilir. Yüksek  sıcaklıklarda  kizelgur  malzemesiyle  karışık  olarak  kullanılır.

Genellikle  200°C  sıcaklığa  kadar  kullanışlı  olup,  ısı  iletim  katsayısı  k = 0,047 ila  0,059 kcal/ mh°C  değerleri  arasında  değişir.(2)

 

3.3.7. PERLİT

 

Perlit  bir  silikat  türü  olup  bünyesinde  ortalama  % 70 – 75  arasında  SiO2  – silisyum  dioksit – bulunur. Diğer  bileşenleri  % 12 – 16  arasında  Al3O3, % 4-5  arasında  K2O, % 2 – 4  arasında  Na2O, % 0,5 – 2  arasında  F2O3, % 0,1 – 0,5  arasında  CaO, % 2-6  arasında  H2O  ve  %0,1  den  daha  az  MgO, TiO2, MnO2, Cr, Ba, PbO, S  bulunur.

Perlit  ham  olarak  gri  ve  siyah  arasında  muhtelif  renk  tonlarında  olup  özgül  ağırlığı  2,2 – 2,4  gr/cm3  arasındadır. (tablo 9)

 

                                                  Tablo 9. Perlitin  özellikleri

 

Yumuşama  sıcaklığı   800 – 1100°C
Ergime  sıcaklığı 1315 – 1390
Özgül  ısısı 0,20  kcal/kg°C
Rutubet % 0,5
Özgül  ağırlığı 2,2 – 2,4  gr/cm3

 

 

Perlit  özel  olarak  yapılan  döner  fırınlarda  800 – 1100°C  civarında  ısıl  işleme  tabi  tutularak  genişler  -patlar-  ve  küçük  tanelere  dönüşür. Hacımca  genişleme  10 – 30  misli  arasında  olur  rengi  beyazlaşır.

Genleşmiş  perlit  olarak  ısı  iletim  katsayısı  yoğunluk  ve  kullanma  sıcaklığına  bağlı  olarak  çok  düşük  değerlere  düşer. Bu  özelliğinden  dolayı  ısı  izolasyon  malzemesi  olarak  kullanılır.

Genleşmiş  perlitin  yoğunluğu  30 – 190  kg/cm3, ısı  iletim  katsayısı  0,034 – 0,040  kcal/mh°C  arasında  olup  ses  izolasyonu  özelliği  de  125  Hz’de  18  db  civarındadır  ayrıca  su  emme  özelliği  vardır.

Perlit  yapılarda  ve  sanayide  ısı  izolasyon  malzemesi  olarak  muhtelif  şekillerde  kulla-nılır.

 

Gevşek  dolgu  şekli

 

Perlitin  su  emme  özelliği  olduğundan  genleşmiş  perlit  silikonla  işleme  tabi  tutulup  bu  özelliği  kaldırılır. Bu  haliyle  ateşe  dayanıklı  olup  küflenme  olmaz  ve  -269  ile  1090°C  sıcaklık  aralığında  olmak  üzere  hem  yapılarda  sandviç, briket  duvarlarda  olduğu  gibi, hem  örneğin  -190°C  civarındaki  nitrojen  tanklarının  ve  hem  de  örneğin  1000°C  civarındaki  çelik  kütüklerin, veya  ara  sıcaklıklardaki  çeşitli  fırınların  ısı  izolasyonlarında  kullanılır.

Gevşek  dolgu  olarak  kullanıldığında  özgül  ağırlığı  80 – 130  kg/m3  arasında  değişir.(2)

 

Perlit  betonu

Mukavemetinin  düşük  olması  sebebiyle  perlit  betonu  taşıyıcı  yük  gelmeyen  perde  duvarları, çatı  ve  bina  döşemelerinde  kullanılır.

Genleşmiş  perlit, alçı  ve  katkı  maddelerinden  yapılan  bölme  panolarının  ısı  iletim  katsayıları  0,16  kcal/mh°C  civarındadır.(2)

                                               Tablo 10. Perlit  betonu  özellikleri

 

        Kuru         Islak             M  Basınç            Çekme           Aderans           Isı  iletim

        Yoğ.          Yoğ             Dayanımı            Dayanımı                                katsayısı

         Kg/m3       Kg/m3           Kg/cm2               Kg/cm2            Kg/cm2            W/mK

A       576           808          24,13-34,47             6,20                6,80               0,10-0,12

B       488           728          15,85-23,44             4,10                4,00               0,09-0,10

C       432           648           9,65-13,78              3,30                2,10               0,08-0,09

D       352           584           5,52-8,61                1,60                   –                  0,07-0,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. SENTETİK  ASILLI  ISI  İZOLASYON  MALZEMELERİ

 

Plastik  köpükler  olarak  da  adlandırılarak  sentetik  asıllı  izolasyon  malzemelerini  ham madde  ve  elde  ediliş,  boşluk  yapısı,  köpürme  şekli  ile  sertlik  derecesine  göre  sınıflandır-mak  mümkündür.(2)

Ham  madde  ve  elde  ediliş  şekilleri

 

– Polikondenzasyon  reaksiyonları  sonucu  Üre-Formaldehit  ve  Fenol-

– Polimerizasyon  reaksiyonları  sonucu  -polivinil  klorür  (PVC)  ve  polistiren  (PS)-

– Poliadiyon  reaksiyonları  sonucu  -Poliüretan-(tablo 11,12)

 

Gözenek  yapısı  şekilleri

 

– Açık  gözenekli, boşluklar  birbirleri  ve  dış  ortam  ile  ince  kanallar  tarafından       bağıntılı  olurlar.

– Kapalı  gözenekli, boşluklar  arasında  kanallar  ile  bağıntı  yoktur.

– Karışık  gözenekli, açık  ve  kapalı  gözenekler  çeşitli  oranlarda  karışık  bulunurlar.

 

 Köpürtme  şekilleri

 

– Gaz  karışım  yolu  – hava  veya  kimyasal  etkisi  olmayan  bir  gaz  ile  ham  maddenin    çok  hızlı  köpüklendirilmesi –

– Fiziksel  yol   – freon  gibi  organik  asıllı  çözücü  maddelerin  hammadde  ile  karıştırı-    lıp  belirli  derecede  buharlaşmaları  sonucu  veya  inert  gazların  çözümlenmesi  ile  köpüklendir-me –

– Kimyasal  yol  – kimyasal  reaksiyon  sonucu –

 

Sertlik  dereceleri

 

– Yumuşak  olanlar

– Sert  olanlar  – gevrek  veya  elastik  olabilirler –

– Yarı  sert  olanlar

 

 

Tablo 11. Sentetik  asıllı  izolasyon  malzemelerinin  özgül  ağırlıkları

 

Hammadde Gözenekli  kg/m3 Gözeneksiz      kg/m3
Üre – Formaldehit   6 -12       1450
Fenol  Formaldehit  30 – 120 1400 – 1900
Polistrol  13 – 30       1050
Sert  Poliüretan  30 – 150       1200
Sert  PVC  35 – 75       1380

 

 

 

 

 

 

Tablo 12. Sentetik  asıllı  izolasyon  malzemelerinin  özellikleri

 

Hammmadde   Reaksiyon  çeşidi Gözenek  şekli Sertlik Yol  –usul- Tesis Yapılış
ÜreFormaldehit polikondenzasyon açık gevrek karıştırma sabit  veya  taşınabilir devamlı
Fenol-Formaldehit polikondensazyon karışık gevrek fiziksel sabit  veya  taşınabilir devamı  tek  form
Polistrol polimerizasyon kapalı elastik fiziksel sabit tek form
Sert  Poliüretan poliadisyon karışık gevrek fiziksel, kimyasal sabit  veya  taşınabilir devamlı ,  tek  form
Yumuşak  Poliüretan poliadisyon açık yumuşak  elastik fiziksel, kimyasal sabit devamlı
Sert  PVC polimerizasyon kapalı  veya açık elastik fiziksel, kimyasal sabit Tek  form
Yumuşak  PVC polimerizasyon kapalı  veya açık Yumuşak  elastik fiziksel, kimyasal sabit devamlı,  tek  form

 

 

3.4.1. POLİÜRETANLAR  (PUR)

 

Rijit  ve  elastomer  olarak, ayrıca  bunların  köpükleri  tiplerinde  de  üretilen  poliüretan  reçineleri  birçok  sanayi  dallarında  yaygın  bir  şekilde  kullanılmaktadır. İnşaat  elemanlarından  makine  parçalarına, ısı  izolasyon  malzemeleri  ve  organ  yapımı  gibi  çok  değişik  yerlerde  sarfedilebilen  bu  plastikler  kullanımı  kolay  ve  ucuz  bir  malzemedir. Reçinenin  büyük  bir  bölümü  hücresel  yapılı  köpük  olarak, kalan  kısımlar  rijit  ve  elastomer  parça – malzeme  ve  lif  imalinde  kullanılmaktadır.(3)

ELDE  EDİLMESİ

 

Poliüretanlar  bir  izosiyonatla  bir  polialkolün  oda  sıcaklığında  katılma  polimerizasyonu  sonucunda  elde  edilirler. Polialkol  yerine  bazen  polieterde  kullanılır. İzosiyonatlar  ise  amin  ve  poliaminlerin  fosgenasyonunda  elde  edilir.

 

 

R – NH2 + COCL2    =     R – NCO + 2HCL

Amin      Fosgen                İzosiyonat

 

HO(CH2)xOH + OCN(CH2)x  CNO   =  [ – O (CH2)x OCONH (CH2)xNHCO – ]y

Polialkol                Diizosiyanat                                    Poliüretan

 

Poliüretan  sentezinde  çok  kullanılan  izosiyanatlar:

TDI     :  Toluen  (tolyene)  diizosiyanat,

MDI    :  Metilen  difenil  izosiyanat,

PMDI  :  Polimerik  diizosiyanat,

Ayrıca  alifatik  diizosiyanatlar  da  daha  az  olmak  üzere  kullanılır.

Kullanılan  polialkoller  ise  bunlar  polieter  veya  poliester  bazlı  makroglikollerdir. Ancak  izosiyanatla  katılma  tepkimesine  girecek  hidroksil  grubu  ihtiva  etmelidirler. Polietilen  bazlılar  genelde  polialkilen  oksit  grubu  ihtiva  eden  makroglikollerdir.

Poliüretan  yapımında  izosiyanat  ve  polialkol  ana  maddeleri  dışında  gerek  köpük  yaptırmak  ve  gerekse  çeşitli  özellikler  kazandırılmak  üzere  aşağıdaki  yardımcı  maddeler  de  kullanılır.

-Tersiyer  amin : Katalizör, suyun  izosiyanat  grubunu  parçalayarak  köpük  yapıcı  CO2’in  çıkmasını  kolaylaştırır.

-Su : Parçalanmayı  sağlar, Triklorofluorometan  da  kullanılır.

-Yüzey  aktif  madde : Homojen  büyüklükte  hücre  oluşumu  içindir.

-Fosfor  bromür : Yanma  direnci  verir.

-İzosiyanürat : Alev  ve  yanma  direnci  ile  rijitlik  verir.

Bazen  su  yerine  triklorofluorometan  kullanıldığında, bu  maddenin  kaynama  noktası  23°C  olduğundan, köpük  oluşumunu  doğrudan  doğruya  sağlar.

Poliüretanlar, kapalı  gözenekli  gevrek  ve  açık  gözenekli  yumuşak  elastik  olmak  üzere  iki  tipte  yapılırlar.(1)

 

-Yumuşak  poliüretan  yapımı  ve  özellikleri

 

Sabit  olan  tesislerde  poliyester  esaslı  Moltopren  S  blokköpürme  şeklinde  ve  polieter  esaslı  Moltopren  T  ise  blok  ile  form  yani  kalıp  köpük  şeklinde  elde  edilir.

Blok  köpükte  diizosiyanat  (desmodur  T), polialkol  (desmofen)  ve  su, Moltopren  S  için  desmofen  2200,210  ve  desmodur  T  6  5, moltopren  T  için  desmofen  3300, 3400, 3500, 3600, 3700  ve  desmodur  T  80  kullanılır.  Ayrıca  sübye  ve  stabilize  hale  getiren  reaksiyon  hızlandırıcılardan  faydalanılır.

Dişli  pompa  ile  memeli  karıştırıcıya  gelen  polialkol  burada  diizosiyonat  ve  reaksiyon  hızlandırıcı  ile  karışır, alt  tarafta  hareket  eden  bandın  üzerine  akıtılır. Karıştırıcı  ileri  geri  hareket  ederek  bant  üzeri  motopren  kaplanır. 2  metre  genişlik  ve  0,7  metre  yükseklikte  saatte  8  ton  kapasiteli  tesisler  mevcuttur.

Yumuşak  moltopren  – 40  ile  100°C  arasında  kullanılabilir  ve  özgül ağırlığı  20 – 70  kg/m3  arasında  değişir. 0°C  deki  ısıl  iletim  katsayısı  0,033  kcal/mh°C  civarındadır.

Yumuşak  moltopren  duvar  ve  döşemelerde, taşıtlarda  ısı  ile  ses  izolasyonları  için  kullanılır.(1)

 

-Sert  poliüretan  yapımı  ve  özellikleri

 

Yumuşak  poliüretan  yapımında  kullanılan  ana maddeler  kullanılır. Polialkol  daha  fazla  hidroksil  ihtiva  eder. Çözücü  maddenin  cinsine  göre (tablo 13) kullanma  sınırları, difüzyon  direnç  faktörleri, akpalı  gözenek  yüzdesi  ile  ısı  iletim  katsayıları  değişir.

 

 Tablo 13. Çözücü  madde  cinsine  göre  sert  poliüretan  özellikleri

                                               g = 30 – 50  kg/m3

 

Isı  iletim  katsayısı  kcal/mh°C  Kullanma

sınırı      °C

  Kapalı   gözenek  yüzdesi       % Difüzyon        direnç                faktörü
CO2                  F 11 (CCl3F)   CO2 + CCl3F 0,32              0,021 – 0,023    0,022 – 0,024 -200, +120     -30, +80      -200, +100 50 – 60       90 – 95     90 – 95 15 – 20                60 – 80        60 – 80

 

Sert  poliüretan  bilhassa  soğuk  ve  + 100°C  ye  kadar  ısı  izolasyonunda  kullanılır. Ayrıca  taşıyıcı  eleman  olarak  da  çalışmaları  bir  avantajdır.(1)

 

KÖPÜK  YAPIM  ve  DÖKÜMÜ

 

Bir  dozaj  pompasıda  ihtiva  eden  poliüretan  işleme  makinasının  baş  kısmında  yuka-rıda  sayılan  maddeler  belirli  oranlarda  karıştırılan  malzeme  ile  beraber  kalıba  fışkırtılır. Su  ve  katalizör  etkisiyle  parçalanma  sonucu  oluşan  CO2  hemen  köpük  meydana  getirir.

RNCO + H2O = R-NH2 + CO2

 

R’NCO + RNH2  =  RNHCONHR’

Üre  gruplarıyla  elastomer  köpük  böylece  çapraz-kenet  bağlı  yapı  kazanmış  olur.(3)

 

ESNEK  KÖPÜK  İMALİ

 

Çıkış  maddesi  olarak  80/20  TDI  (toluen  diizosiyanat)  kullanılır. Bu  madde  %80  2,4  TDI, %20’de  2,6  TDI’dan  ibarettir. Köpük  için  %80  oranında  80/20  TDI, %20  oranında  da  PMDI  (polimetilen  diizosiyanat)  kullanılır yarı  esnek  köpük  yapılacak  ise  PMDI  %100  ora-nında  kullanılır.

Köpük  yapımı  tesise  bağlı  olmak  üzere  üç  şekildedir:

 

 

– Tek  kademe  yöntemi

Bütün  girdiler  karıştırılarak  köpürmeye  bırakılır.

 

-Önpolimer  yöntemi

İzosiyanat  ve  poliol  önceden  karıştırılır  ve  önpolimer  elde  edilir, sonra  katalizörler  katılarak  köpük  oluşturulur.

 

-Karışık  yöntem

İzosiyanata  bir  kısım  poliol  karıştırılır, kalan  poliola  da  katalizör  diğer  dolgu  madde-leri  ilave  edilerek  köpük  yapımı  sağlanır.

 

Her  üç  yönteme  göre  tesislerde  özel  karıştırma  sistemleri  vardır. Süreksiz  karıştırma-da  haznedeki  girdiler  köpürme  tepkimesi  başlayana  kadar  karıştırmaya  devam  edilir  sonra, kalıba  dökülür. Bunun  kontrolü  zordur. Malzeme  kaybı yanında  her  defasında  karıştırıcının  temizlenmesi  işçiliği  vardır. Sürekli  karıştırmada  ise  zayiat  yoktur. Her  dolgu  maddesi  için  bir  dozaj  pompası  veya  besleme  sistemi  bulunur.(3)

 

– Esnek  köpük  özellikleri

Yoğunluğu  15  kg/m3’den  750  kg/m3’e  kadar  çok  amaçlı  olarak  üretilen  esnek  PUR  köpük  malzemelerin  sıcaklık  direnci  en  çok  120°C’dir. Hafif, esnek  ve  yalıtma  özellikleri  çok  iyi  olan  malzeme  kimyasal  bakımdan  vasat  dirençli  polimerdir. Seyreltik  asit  ve  bazlar-la  aktif  olmayan  çözücülere  direnci  iyidir. Mekanik  dayanımı  azdır. (çekme day.  1–4 kgf/cm2)  Darbe  ve  aşınma  dayanımı  ile  küfe  karşı  direnci  iyidir.(1)

 

RİJİT  KÖPÜK  İMALİ

 

Bu  ürün  de  izosiyanat  bazlı  olup  “izosiyanat”  ihtiva  eder. Üretim  şekli  tamamen  es-nek  köpük  gibidir. Çoğu  rijit  köpükler  polimetilen  diizosiyanat’ın  izosiyanat  grup  sayısı  mol  başına  2.7  olmalıdır. Poliol  ile  normalde  1/1  olan  tepkimedeki  madde  miktarı  izosiyanürat  lehine  2/1  olursa  izosiyanüratın  fazlası  trimerizasyona  sarfedilir.  Yine  tersiyer  amin  ve  su  katalizör  olarak  kullanılır.(1)

Rijit  poliüretan  köpüklerin  özellikleri 

 

Rijit  köpükler  çok  geniş  olan  kullanım  alanına  göre  1.6 – 960  kg/m3  yoğunluk  aralı-ğında  imal  edilirler. Düşük  yoğunluklu  (32  kgf/m3)  olan  tiplerin  ısı  ve  elektrik  yalıtmaları  çok  iyidir. Isı  yalıtma  değeri  bu  malzeme  için  (4.4 – 5) 10-5cal/cm2 .cm.°C.  saniyedir. 50-60  yoğunluktakiler  sanayi  amaçlar, 33 – 52  genel  amaçlar  ve  900 – 1050  yoğunluktaki  malzeme-de  RIM(*)  içindir. Aleve  dirençli  çok  özel  tipleri  uzun  araştırmalar  sonucu  yapılmış  olup  ya  doğrudan  kaplama  veya  levhalar  halinde  kullanılırlar.(1)

 

3.4.2. POLİÜRETAN  ELASTOMERLER

 

Bunlar  doğrusal  polimerler  olup  toluen  diizosiyanat  veya  metilen  difenil  diizosiyanat  ile  bifonksiyonel  poliollerden  (polieter, poliester…)  elde  edilirler. Polieterler  elastomere  düşük  yoğunluk, iyi  hidroliz, küf  dayanımı  ve  iyi  dielektrik  özellikler  için  katılırlar. Poliesterler  ise  yüksek  yoğunluk, aşınma  ve  yırtılma  dayanımı  ile  çözgen  direnci  vermek  için  kullanılırlar.

 

(*) RIM: Reaction  injection  machine, Cihaz  ağız  kısmında  tepkime  ile  polimerin  oluşumu  ve  kalıplanması  Mermi  parçaları  imali  gibi)

Poliüretan  elastomerler  döküm, termoplast  ve  öğütülebilir  gom  şeklinde  üretilirler. Sonuncusu  birincil  plastikler  gibi  değildir.

Diğer  elastomerlere  göre  daha  ucuz  olan  poliüretan  elestomerleri  ozon, küf, nem, oksi-dasyon  ve  aşınmaya  daha  dayanıklıdır. Döküm  poliüretan  elastomerlerin  çoğu  termoset  yapı-dadır. Alifatik  çözücülere, seyreltik  asit  ve  bazlara  karşı  dayanıklıdırlar. Soğukta  darbe  daya-nımları  yüksektir. Döküm  elastomerlerin  sertliği  50  shore  A’dan  azdır. Yani  bir  yumuşak  lastik  ayarındadır. Termoplast  elastomer  sertliği  ise  10A – 80D  shore  değerindedir.

Poliüretan  elastomerlerine  cam  ve  karbon  elyafı  katılarak  mekanik  özellikleri, özel  ve  çeşitli  dolgularla  da  UV, hidroliz  ve  oksidasyon  dirençleri  arttırılır.(1)

 

3.4.3. POLİÜRETAN  KAPLAMA

 

Köpük  ve  elastomer  olarak  uygulanabilir. Köpük  poliüretan  kaplama  daha  çok  yalıt-ma  amacıyla  yapılır. İçten  veya  dıştan  karıştırmalı  özel  tabancalarıyla  RIM  usulüne  göre  püskürtülür. Özel  koruyucu  donanımı  gerektirir. Tipik  kullanım  yerleri  kapılar, su  ısıtıcıları, çatı  kaplamaları, soğutucular  ve  buz  kutuları  imalidir.

Elastomer  kaplama  iyi  yapışma, çabuk  kür, cidar  esnekliği  ve  kimyasal  direnç  gibi  özellikler  dolayısıyla  yaygın  olarak  kullanılmaktadır. İzosiyanat  ve  ön  polimer  toluen  diizosi-yanat  bazlıdır. Bazen  alifatik  yapı  da  sararmayı  önleme  ve  pigmentli  kullanım  bakımlarından  uygulanmaktadır.ASTM  Standartlarında  5  sınıf  kaplama  tarif  edilmiştir.(3)

 

3.4.4. PVC, POLİVİNİL  KLORİD

 

Sert, yumuşak, opak  ve  saydam  tipler  halinde  termoplast  bir  ürün  olarak  üretilen PVC  özellikle  plastikleştirici  ile  işlenmiş  şekilde  yaygın  olarak  kullanılan  bir  malzemedir. Yurdu-muzda da  “petvinil”  adıyla, PETKİM  tarafından  150000  ton/yıl  kurulu  kapasite  ile  üretilen  PVC, özellikle  kablo  yapımında  güçlükle  ve  pahalı  bir  şekilde  kullanılan  lastiğin egemenliği-ni  ortadan  kaldırmıştır. Zira  hem  üretim  kolaylığı, hem  ucuzluk  ve  hem  de  çevre  koşullarına  daha  dirençli  olmasından  dolayı  PVC  bu  sanayi  dalındaki  yerini  almıştır.

PVC, Türk  Standardları  Enstitüsünce  hem  hammadde  olarak, hem  de  biçimlendirilmiş  ürünler  olarak  standart  kapsamlarına  alınmıştır.(2)

ELDE  EDİLMESİ

PVC’nin  monomeri  “vinil  klorid”dir.CH2 = CHCl  bileşim  formülündeki monomer                     -14°C’de  kaynayan  bir  gazdır. Eski  yıllarda  geniş  ölçüde  asetilen  ile  tuz  asiti  tepkimesinden  elde  edilirdi. Bugün  asetilen  yerine  etilen  kullanılmaktadır. Bu  çıkış  maddelerinden  önce  1.2  diklor  etan  elde  edilir, daha  sonra  bu  ürün  pirolizle  (ısıl  bozulma)  tuz  asiti  gazı  ve  vinil  klorid  karışımına  çevrilir. Karışımdaki  vinil  klorid  ayrılarak  PVC  polimerizasyonu  için  kulla-nılır.

Ekzotermik  olan  vinil  klorid  polimerizasyonu  üç  şekilde  yapılabilmektedir. Bunlar  ö-nem  sırasına  göre  süspansiyon, emülsiyon  ve  kütle  polimerizasyonlarıdır. Süspansiyon  poli-merizasyonu  için:

Vinil  klorid  önce  basınçlı  tepkime  kabında  sıvı  monomere  çevrilir. Tepkime  kazanın-da  mekanik  bir  karıştırıcı  kullanılarak  monomer  sulu  faza  dağıtılır. Süspanzoid  madde  olarak  polivinil  alkol, jelatin  veya  karboksi  metil  selüloz  kullanılır. Uygun  basınç  ve  sıcaklık  koşul-larında  polimerizasyon  başlar. Ekzotermik  olay  soğutma  ile  telafi  edilir. Bütün  vinil  klorid  polimerizasyonlarında  başlangıçta  tepkime  kazanına  katılan  peroksit, perkarbonat  veya  peres-terler  ayrışarak  olayı  başlatırlar. Tepkime  süresince  sıvı  monomer  toz  halinde  polimere  dö-nüşür. Gözenekli  bir  yapıda  olan  tanecikler  iyi  kalite  bir  plastikleştirici  ve  diğer  katkı  mad-deleriyle  karıştırılır. Trikrezil  fosfat  kullanıldığında  yumuşak  PVC, plastize  edilmez  veya  az  oranda  epoksi  gibi  bir  plastikleştirici  kullanılırsa  rijit  PVC  üretimi  yapılır. Yumuşak  PVC  için  kullanılan  trikrezil  fosfat, düşük  sıcaklık  kırılmalarını  da  önlediğinden  diğerlerini  tercih  edilir.

PVC’nin  oluşum  denklemini  basit  olarak  aşağıdaki  gibi  verebiliriz:

CH2 = CHCl + CH2 = CHCl + … n  tane          – CH2 – CHCl – CH2 – CHCl – … n

 

PVC  yapılmasında  ilk  adım  olarak  karbon  (C)  ile  yanmış  kalk  (CaO), sıcaklığı  2500  ila  3000°C  ye  yükseltilmiş  elektrikli  ocaklarda  ısıtılarak  kalsiyum  karbit  (CaC)2  elde  edilir.

İkinci  adımda  kalsiyum  karpit, su  ile  birleşerek  Ca(OH2)  ve  asetilen  (C2H2)  meydana  gelir.

Üçüncü  adımda  asetilen  (C2H2)  ile  klorürasit  (HCl)  yüksek  basınç  altında  birleşerek  Vinilklorür  (CHCl)  ve  CH2  elde  edilir.

Vinilklorür  ise  hidrojenperoksit  (H2O2)  veya  sıcaklık  yükselmesi  ile  polimerizasyon  sonucu  polivinilklorür  haline  geçer.

Polivinilklorür  köpüğünün  gözenek  yapısı  elde  ediliş  şekline  bağlıdır.

Yüksek  basınçlı  halde  kapalı  gözenekli, düşük  basınçlı  halde  açık  ve  kapalı  gözenek-li, basınçsız  halde  ise  açık  gözenekli  yapı  meydana  gelir.

Fiziksel  yoldan  köpük  elde  edilmesinde  PVC  maddesi  içine  atıl  bir  gaz  veya  gaz  karışımı  gönderilir.

Kimyasal  yoldan  köpük  elde  edilmesinde  ise  katı  haldeki  köpük  malzemesinin  ısı  te-siri  ile  bozulması  ve  azot  (N2)  açığa  çıkmasından  faydalanılır.

PVC  köpüğünün  yüksek  basınçlı  yoldan  elde  edilmesinde  40  ila  60  kısım  PVC  3 ila  15  kısım  köpürtücü  madde  ile  40  ila  60  kısım  yumuşatıcı  madde  kullanılır. Bu  oranlara  gö-re  PVC  köpüğü  yumuşaktır. Sert  PVC  köpüğü  için  ise  100  kısım  PVC  ve  20  kısım  da  kö-pürtücü  madde  kullanılır.

PVC  köpüğünün  alçak  basınçlı  yoldan  elde  edilmesinde  100 kısım  PVC  ile  4  kısım  köpürtücü  madde  kullanılır.

Basınçsız  yoldan  elde  edilme  halinde  PVC  için  karbon  dioksit  (CO2), azot  (N2)  veya  hava  gönderilerek  karıştırılır, dönen  bant  üzerine  dökülür  ve  kurutma  kanallarında 165-175°C  ye  kadar  3  ila  15  dakika  arasında  ısıtılır. Müddet  arttıkça  kapalı  gözenek  sayısı  azalırken  açık  gözenek  sayısı  artar.

Yüksek  basınçlı  yoldan  elde  edilen  Polivinilklorür  köpüğü  50°C  sıcaklığa  kadar  kul-lanılabilir  ve  0°C  sıcaklıktaki  ısı  iletim  katsayısı  0,033  kcal/mh°C  dir.(1)

 

ÖZELLİKLERİ

 

PVC’nin  yumuşak, rijit, opak  ve  saydam  türleri  vardır. Ayrıca  dolgu  maddeleri  de, el-de  edilmek  istenilen  özelliklere  göre  karıştırılabilir.

Bağıl  yoğunluğu  1.4  civarındadır. Yumuşak  PVC  vasat  mekanik  özelliklere  sahiptir. Çekme  dayanımı  140 – 240  kgf/cm2  kadardır. Rijit  malzeme  ise  400 – 500  kgf/cm2  gibi  yük-sekçe  çekme  dayanım  değerlerine  sahiptir.

Bir  termoplast  plastik  olarak  PVC  hemen  her  biçimlendirme  sürecine  uygundur.

Fiziksel  dayanımı, elektriksel  yalıtma  özelliği  iyidir.

Birçok  kimyasal  maddelerle  harmanlanarak  özellikleri  iyileştirilen  PVC, ayrıca  kopoli-merize  olabilir. % 5 – 40 oranında  vinil  asetatla  kopolimerize  edildiğinde  özellikleri geliştirilir. % 10  kadar  viniliden  klorid  ile  çekme  dayanımı  % 10 – 20  yükselir. Dietil  maleat  veya  dietil  fumarat  ile  kopolimerize  edildiğinde  yumuşama  noktası  yükselir, akrilik  esterlerle  de  iyi  işlenebilmesi  sağlanır.

Sert  PVC  80°C’de  yumuşamaya  başlar, 170 – 180°C’lerde  de  bozulur. Basınç  altında  40°C, normal  atmosfer  basıncında  da  80°C’ye  kadar  kullanılabilir.

PVC  enjeksiyon  kalıplanmasında  HCl  (tuz  asiti  gazı)  çıktığında  kalıp  malzemelerinin  korozyona  dayanıklı  (paslanmaz)  olması  gerekir.

PVC’nin  kimyasal  direnci  iyi  sayılır. Oksijen, ozon  ve  klora  dirençli  olmakla  beraber  brom, fluor, 60°C’nin  üzerindeki  sülfat  asiti  ve  nitrat  asiti, polimeri  etkiler. Bunların  dışında  asitlere  dayanır. Organik  asitler, alkoller  ve  alifatik  hidrokarbonlar  PVC’yi  etkilemez, ancak  etilen  diklorid, ketonlar, nitrobenzen  veya  tetrahidro  furan  çözer.(2)

 

3.4.5. POLİETİLEN , PE

 

Günümüzde  plastikler  içinde  en  fazla  üretilen  polietilen, toplam  plastiklerin  % 40’ı  kadar  bir  tüketim  oranına  sahiptir. Alçak, orta, yüksek  ve  çok  yüksek  yoğunluk  türlerinde  üretilen  polietilenin  yaygın  olanları  alçak  ve  yüksek  yoğunluklu  olanlarıdır.

Etilenin  (CH2 = CH2)  yüksek  basınçta  (1000  ila  3000  kg/cm2)  ve  20°C  sıcaklıkta  polimerizasyonu  ile  polietilen  ( – CH2 – CH2 – CH2 -)  elde  edilir. Düşük  basınçlı  yoldan  da  polietilen  elde  edilmekte  olup  fiziksel  özellikleri  farklıdır.(tablo 14)

 

Tablo 14. Düşük  basınçlı  ve  yüksek  basınçlı  polietilenin  özellikleri

 

Yüksek  basınçlı  yol Düşük  basınçlı  yol
Kullanma  sıcaklığı  °C         – 60 , + 95        – 15 , + 120
Özgül  ağırlık  kg/m3                 0,92                 0,95
Isı  iletim  katsayısı

Kcal/mh°C

                0,30                 0,36

 

Yüksek  basınçlı  yoldan  köpük  ve  ince  levha  alçak  basınçlı  yoldan  köpük  şeklinde  elde  edilir.(2)

 

3.4.5.1. ALÇAK  YOĞUNLUKLU  POLİETİLEN

 

ELDE  EDİLMESİ

 

Dallanmış  yada  standart  polietilen  diye  tanımlanabilen  alçak  yoğunluklu  polietilen  bugün  etilenin  yüksek  basınç  polimerizasyonu  ile  elde  edilir. 1000 – 3000  atmosfer  basınçta, 250°C  sıcaklıkta  polimerleşme  karışık  bir  şekilde  tamamlanır. Katı  üründe  çözünmüş  olarak  % 50-60  kadar  kristal  halde  polimer  bulunur. Diğer  kısımlar  dallanmış  ve  zincirli  polimerler-den  ibarettir. Karışımdaki  kristal  polietilen  115°C’de  erir, bazı  çözücülerde  sıcakta  çözünür.

Polietilenin  oluşum  denklemini  basit  bir  katılma  polimerizasyonu  halinde  göstermek  mümkündür:

(CH2 = CH2)n  =  .. – CH2 – CH2 – CH2 -…n

ancak  tepkime  çok  çeşitli  şekillerde  yürüyerek  ara  ürünler, uzun  zincirli  dallanmış  ürünler  ve  nihayet  molekül  kütlesi  birkaç  binden  başlayıp  milyonlara  varan  polimerler  mey-dana  getirmek  üzere  karışık  bir  şekilde  cereyan  eder.

Alçak  yoğunluklu  polietilende  katı  kristal  yapı  azdır. Bunun  aksine  uzun, dallanmış  zincirler  yapının  çoğunu  oluşturur. Bu  sebeplerden  dolayı  kütle  nispeten  yumuşak  bir  yapıdadır. Bu  yumşaklık  derecesini  sert  lastik  veya  yumuşak  kablo  plastiklerinden  daha sert,  rijit  plastiklerden  daha yumuşak  şekilde  kabaca  tarifleyebiliriz.(1)

 

 

 

ÖZELLİKLERİ

 

Alçak  yoğunluklu  polietilen  süt  beyaz  renkte, opak, dokunulduğunda  mum  hissi  veren, plastize  PVC’den  biraz  sert, film  halinde  puslu, çok  ince  ise  saydam  olabilen  bir  malzemedir.

Alçak  yoğunluklu  polietilen, kimyasal  maddelere  ve  korozyona  dayanıklı  bir  plastiktir. Adi  sıcaklıkta  hiçbir  çözücü  çözmez, fakat  sıcakta  benzen  ve  karbontetraklorid  gibi  çözücülerde  şişer. 100°C’de  tuz  asiti, sülfat  asiti  ve  derişik  nitrat  asiti  24  saatlik  bir  zaman  periyodunda  etkilemez. Daha  uzun  zamanda, şartlara  bağlı  olarak, polietilen  az  veya  çok  et-kilenir. Bilhassa  basınç  altında  kimyasallara  karşı  direnci  düşerek  çatlamalara  uğrar. Katkı  maddeleri  olmayan  ve  dallanmış  yapıda  bulunmayan  polietilen  ışığa  ve  açık  hava  şartlarına  pek  dayanıklı  değildir. Ergeç  polimer  yapısı  tahrip  olur. Ancak  karbon  siyahı, kendisiyle  uy-umlu  bir  plastikleştirici, UV  stabilizatörü  gibi  katık  maddeleriyle  direnci  ve  ömrü  artar. Yer  altı  kablolarında  olduğu  gibi  hava  ve  ışık  teması  kesilen  polietilen  bozulmadan  yıllarca  da-yanır.

Alçak  yoğunluklu  polietilen  80 – 85°C’ye  kadar  kullanılabilir, yüksek  sıcaklıkta  gitgide  yumuşar  ve  nihayet  mum  kokusu  vererek  parçalanır.

Mekanik  dayanımı  orta  derece  olup  uzaması  ve  darbe  (vurma)  dayanımı  yüksektir. Yapısına  bağlı  olarak  çekme  dayanımı  100 – 300  kgf/cm2’dir.

Elektrik  yalıtımı  çok  iyi  olup  yüksek  frekanskı  yerlerde  teflon  grubu  plastiklerden  hemen  sonra  gelen  uygun  bir  malzemedir.

Alçak  yoğunluklu  polietilen  levha  ve  parça  halinde  çubuk  sıcak  hava  ve  diğer  yön-temlerle  kaynak  edilebilir. Folyo  veya  film  halinde  de  sıcak  dikişle  yapıştırılabilir.(1)

 

 

3.4.5.2. YÜKSEK  YOĞUNLUKLU  POLİETİLEN

 

ELDE  EDİLMESİ

 

Yüksek  yoğunluklu  polietilen  bugün  birkaç  yöntemle  elde  edilebilmektedir. Radikal  polimerizasyonunda  yüksek  basınç  uygulanır. Koordinasyon  polimerizasyonunda  alçak  basınç  ve  50 – 75 °C  sıcaklıkta  katalitik  sentez  yapılır. Katalizör  olarak  heptanda  çözünmüş  titan  tetraklorid  ve  alüminyum  alkil  kullanılır. Polimerizasyon  ısısı  soğutularak  giderilir. Ele  geçen  polimer  formu  toz  veya  granüldür. Sıvı  ortamda  süzülerek  alındıktan  sonra  kurutularak  ambalajlanır.

Yüksek  yoğunluklu  polietilen  sentezinde  diğer  yol  “metal  oksit  katalizörlü  polimeri-zasyon”da  etilen  gazı  parafinde  çözülür, 60 – 200°C  sıcaklıkta, 35  atm  basınç  altında, belirli  bir  sürede  işlem  tamamlanır. Soğutma  ve  çözücü  buharlaştırılmasından  sonra  ürün  elde  edi-lir.

“Doğrusal” (lineer)  polietilen” de  denilen  yüksek  yoğunluklu  polietilen  % 90  oranında  kristal  hal  ihtiva  eder. Ana  zincir  en  az  200  karbon  atomludur. ASTM  standartlarında  Tip  3  ve  Tip  4  olarak  tanımlanan  yüksek  yoğunluklu  polietilen’in  bağıl  yoğunluğu  0,940  ve  daha  yukarı  olarak  verilmiştir.(1)

 

ÖZELLİKLERİ

 

Yüksek  yoğunluk  polietilen, görünüm  olarak  alçak  yoğunluklu  polietilen’e  benzerse  de  ondan  çok  daha  sert, molekül  kütlesi  150000 – 400000  dolaylarında  bir  polimerdir. Suya, kimyasal  maddelere  direnci  iyidir. Işık  ve  açık  hava  koşullarına  alçak  yoğunluklu  polieti-len’de  olduğu  gibi  dayanıklı  değildir. Özel  dolgularla  bu  direnç  arttırılabilir. Mekanik  özel-likler  çok  iyi  olup, özellikle darbe  ve  çekme  dayanımları  yüksektir. Bazı  dolgu  maddeleriyle  de  özellikler  daha  da  iyileştirilir. Normalde  çekme  dayanımı  225 – 350  kgf/cm2  civarındadır. Sıcaklık  dayanımı  100°C’nin  üzerindedir.

Enjeksiyon, ekstrüksiyon, toz,  kaplama, film  çekme, döner  kalıplama  gibi  birçok  biçim-lendirmelere  uygun  bir  malzemedir. Enjeksiyon  kalıp  sıcaklığının  50 – 70°C’de  tutulması  ci-hazdan  çıkan  ürün  kalitesini  yükseltir.

Yüksek  yoğunluklu  polietilen  elektriksel  uygulamalara  da  çok  elverişlidir.(1)

 

3.4.5.3. ÇOK  YÜKSEK  MOL  AĞIRLIKLI  POLİETİLEN 

 

Yeni  bir  ürün  olarak  ASTM  standarlarında  bağıl  viskozitesi  2.3  ve  daha  büyük  ola-rak  tanımlanan, elektriksel, kimyasal  ve  fiziksel  verileri  yüksek  yoğunluklu  polietilene’e  ben-ziyen  fakat  molekül  kütlesinin  çok  yüksek  oluşu  yanında  darbe  ve  aşınma  dayanımlarıyla, özel  süreç  karakteristiklerine  sahip  çok  değerli  bir  malzemedir. Molekül  kütlesi  3000000  ve-ya  daha  yukarı  değerlerdedir.(2)

 

3.4.6. POLİSTROL

 

Benzol  (C6H6)  ve  etilen  (CH2 =  CH2)  ile  alüminyum  klorür  (AlCl3)  birleşmeleri  so-nucu  etillenzol  (C6H3 – CH2 – CH3)  elde  edilir. Polimerizasyon  ile  de  polistrol  meydana  ge-lir.

Polistrol  70°C  ye  kadar  dayanıklı  olup  ısı  iletim  katsayısı  0,12  kcal/mh°C’dir.

Sitirofleks, 0,02  ila  0,15  mm  kalınlığındaki  polistrol  levhaların  yanyana  dizilmelerin-den  meydana  gelmiştir. Elastik  ve  bükülebilir  özellikte  olan  sitirofleks  sarsıntıyla  ufalanmaz, özgül  ağırlığı  tabaka  kalınlığına  bağlı  olmakla  beraber  12  kg/m3  civarındadır  ve  -40°C  ila  80°C  sıcaklıkları  arasında  kullanılabilir  20°C  sıcaklıktaki  ısı  iletim  katsayısı 0,029  kcal/mh°C dir.

Polistrol  köpükleri  sitropor, eksporit, izokolor, poresta, isopor, lamipor, nobipor  gibi  isimlerle  satılır. 75°C  sıcaklığı  kadar  kullanılabilirler, yapıştırma  için  80°C  kadar  ısıtılmış  bitüm  ile  temas  etmesinde  de  mahzur  yoktur. Benzol, keton, madeni  yağ  ve  benzine  karşı  mukavim  değildir.

Isı  iletim  katsayıları  da  -150°C  sıcaklıkta  0,013 – 100°C  sıcaklıkta  0,018, -50°C  sıcak-lıkta  0,0275  ve  +50°C  sıcaklıkta  da  0,0375  kcal/mh°C  değerini  alır.(3)

 

3.4.7. POLİSTİREN  PLASTİK  KÖPÜK

 

Ambalajlama  ve  ısı  (veya  soğukluk)  yalıtımları  uygulamalarında  polistiren  köpük  kullanımı  oldukça  fazla  ve  yaygındır. Korozyona  uğrama, küflenme, çürüme  gibi  istenmeyen  özellikleri  taşımaması, ucuz  olabilmesi  onun  kullanımdaki  etkinliğini  açıklamaktadır.(1)

 

ELDE  EDİLMESİ

 

Polistirenin  hammaddesi  (monomeri)  stirendir. Stiren  ise  benzen  ve  etilenden  yapılır. Alüminyum  kloridin  katalizörlüğü  ile, basınç  altında  etilen  gazı  benzen  içerisinden  geçirilir. 90°C’de  katılma  tepkimesi  sonucu  etil  benzen  oluşur.

Elde  edilen  etil  benzen  demir  oksit  ve  magnezyum  oksit  karışımı  katalizörlüğünde, 600°C  sıcaklıkta  dehidrojenasyon  (hidrojen  atılması)  ile  vinil  benzen, yani  stirene  dönüşür. Elde  edilen  stiren   destillenerek  saflaştırılır.

Vinil  benzen  monomeri  süspansiyon  veya  kütle  polimerizasyonu  ile  polistirene  dö-nüştürülür. Çözelti  veya  emulsiyon  polimerizasyonu  ile  de  polistiren  elde  edilirse  de  bazı  nedenlerle  bugün  tercih  edilmemektedir. Stirenin  kütle  polimerizasyonu  inhibitörsüz  stirenin  peroksit  başlatıcısı  ile  bir  karıştırma  kabında  ön  polimerleşmesi  ile  başlar. Daha  sonra  ısı  transferiyle  tepkime  karışımdaki  polimerin  doygunluk  konsantrasyonuna  kadar  asıl  polimeri-zasyon  devam  eder. Normalde,  yeteri  kadar  viskoz, %30  polimer  konsantrasyonunda  4,5Æ x 12  m  ölçüsünde  bir  silindirik  kaba  aktarılır. Devamlı  dolu  bulunacak  şekilde  sıvı  hal  muha-faza  edilerek, varsa  kaçaklarda  da  önlenerek  kulenin  üst  kısmı  soğutulmak, altı  da  ısıtılmak  suretiyle  kontrollü  polimerizasyonda  erimiş  polimerin  dipte  toplanması  sağlanır. Daha  sonra  silindirden  bir  lüle  grubu  yardımıyla  alınan  ince  çubuk  plastikler  soğutulur, parçalanır  ve  kalıplamaya  hazır  olarak  ambalajlanır.

Polistiren  plastik  köpük  [EPS,(expandable  polystyrene  beads)]  başlıca  iki  yöntemle  elde  edilir. Bunlar  polimerizasyon  ve  emprenye  etme  yöntemleridir.(1)

 

-Polimerizasyon  Yöntemi

 

Bu  yöntemde  stiren  monomeri, su  ve  katalist  süspansiyon  halinde  açık  kapta  sert  boncuk  kademesine  kadar  ısıtılır. Sonra  kapalı  halde  basınç  uygulanır. Bir  süre  sonra  da  şişirme  elemanı  (n-pentan)  ilave  edilerek  50 – 52°C’de  pişirilir. Daha  sonra  da  kap  boşal-tılarak  yeniden  aynı  maksat  için  kullanıma  verilir.(1)

 

-Empreyne  Yöntemi

 

Belirli  eleklerden  geçirilerek  ön  işlemi  yapılmış  polistiren  tanecikleri  su  içinde  pentan  ile  süspansiyon  haline  getirilerek  basınç  altında  ısıtılır, soğutularak  boşaltılır.

Polimerizasyon  tekniğinde  şişkin  granüller  değişik  hacimlerde  üretilir. Empreyne  tekniğinde  de  ön  işlemli  plastik  tanecikler  kullanılır. Her  iki  yöntemde  de  taneler  pentanın  polistiren  matrislerde  çevrilmiş  olmasıyla  ele  geçmiş  olur.

Polistiren  granülün  tesiste  işlenmesi  üç  kademede  gerçekleştirilir. Bunlar, ön  genleşme, yaşlandırma  (olgunlaştırma)  ve  kalıplamadır.

Ön  genleşmede  özel  kalıba  alınan  granüller  80°C’ye  kadar  arttırılan  sıcaklıkta, ba-sıncın  da  yükseldiği  bir  ortamda  (içindeki  pentandan  dolayı)  büyürler. İç  hücrelerin  büyüme-siyle  yoğunluk  azalır. Bu  işlemlerde  değişik  yoğunlukta  granüller  meydana  geleceğinden  bunlardan  hafif  olanlar  genleşme  kabının  yukarısında, ağır  olanlar  da  alt  taraflarında  birikir-ler. Dahili  bir  karıştırıcı  pervane  yardımıyla  granüller  kabın  yukarısına  doğru  yol  alır. Böyle-ce  kısmen  homojenlik  sağlanır. Genleşme  kabından  dışarı  alınan  şişkin  granüller  36°C’nin  altında  düşürülecek  ve  pentan  buharlarının  uzaklaştırılmasını  sağlayacak  bir  soğutma  işlemi-ne  tabi  tutulurlar. Yaşlandırma  (olgunlaştırma)  işlemi  yoğunluk  ve  diğer  isteklere  bağlı  ola-rak  4-24  saatte  tamamlanır.

Bütün  kalıplama  sistemleri  aynı  süreç  kademelerine  sahiptir:

Doldurma, buharlı  ısıtma  ve  havalandırma, soğutma  ve  çıkarma. Ancak  kalıplama  sis-temleri  küçük  işlem  farkları  taşır. Blok  kalıplamada  istenen  yoğunluğa  göre  doldurma  kolay-dır. Bazen  hızlı  çalışmak  için  basınçlı  yükleme  de  yapılabilir. Alışılagelen  ince  cidarlı  kalıp-lamalarda  kalıbın  doldurulması  özel  yapılı  granüllerle  olur.

Buharla  ısıtma  ön  şişirilmesi  yapılıp  kalıba  zayıfça  doldurulmuş  granüller  tekrar  bu-hara  maruz  bırakılır. Buhar, buhar  odacığı  deliklerinden  geçerek  kalıbın  iç  cidarları  aracılığı  ile  ön  şişmeli  granülleri  hava  sirkülasyonu  sağlayarak  ısıtılır, etkili  sıcaklığı  alan  granüller  yumuşar  ve  biraz  daha  şişerler. Sıcaklık  yeteri  kadar  yükselince  granüller  içindeki  pentan  da  ayrılarak  granül  cidarları  birbirine  kaynar. Böylece  sıcaklık, basınç  ve  süreye  bağlı  olarak  çeşitli  yoğunluklarda  kalıplama  yapılabilir. Gazın  da  neden  olduğu  yüksek  basınç, buharın  kesilmesi  ve  soğuma  sonucu  düşer.

İnce  cidarlı  küçük  parçaların  dökümü  için  devre  periyodu  6  saniye, blok  dökümler  için  ise  15 – 20  dakikadır. Sıcak  hava  ve  vakumun  uygulandığı  modern  yöntemlerde  bu  süre  %50-70  oranında  düşer, ayrıca  ürün  kalitesi  de  yükselir.(1)

 

3.4.8. FENOLİK  PLASTİKLER

 

ELDE  EDİLMESİ

 

Fenol  veya  fenol  türevleriyle  formaldehit, reçinenin  çıkış  maddeleridir. Bunların  yoğ-uşma  polimerizasyonu  için  katalizör  olarak  asitli  yada  alkali  maddeler  kullanılır. Fenol  yeri-ne  türevlerinin  kullanılması  halinde  lastik  ve  yağlarla  uyumlu, daha  yüksek  kaliteli  ürünler  elde  edilir.(1)

Katalizör  olarak  asit  veya  alkali  kullanıldığında  tepkimeler  başka  türlü  yürür:

 

-Asit  Katalizörlü  Reçine

 

İki  kademeli  veya  “Novalac”  reçine  imali  de  denilen  bu  yöntemde  katalizör  olarak  asit  kullanılır. Tepkime  kazanına  koyulan  maddelerden  formaldehit/fenol  oranı  0.8/1’dir. Be-lirli  sıcaklık  koşullarında  tepkime  başlayarak  önce  metilol  oluşur. Bu  madde  ortamdaki fenol-le  birleşir  ve  dihidroksi  difenilmetan  meydana  gelir. Bu  madde  sıcakta  eriyebilen, çözünebi-len  doğurusal  yapıdadır. Novalac  reçine  denilen  bu  ön  ürüne  ikinci  kademe  olarak  heksa  (heksametilen  tetramin=urotropin)  ilavesi  yapılmak  suretiyle  kalıplama  sırasında  yoğuşma  polimerizasyon  ürünününde  çapraz- kenet  bağlarının  oluşumu  sağlanır.(1)

 

-Alkali  Katalizörlü  Reçine

 

Tek  kademeli  reçine  imali  olup  bu  yöntemde  alkali  katalizör  kullanılır. Tepkimede  kullanılacak  olan  formaldehit/fenol  oranı  1.25/1  dir. Formaldehit  yeteri  kadar  kullanıldığı  için  heksa  ilavesine  gerek  olmaksızın  kalıplamada  kür  sağlanır. Bu  yöntemle  elde  edilen  reçineye  “Resole”  reçinesi  denir.

Tepkime  daha  fazla  formaldehit  ve  alkali  katalizörlüğünde  devam  ederek  yoğuşma  ile  metilen  köprülü  Resole  reçinesini  verir.

Elde  edilecek  ürün  kalitesi  açısından  tepkimelerin  kontrollü  bir  şekilde  sona  erdirilmesi  gerekmektedir. Her  iki  şekilde  de  elde  edilen  reçineler, odun  unu, mineral  madde,  cam  lif  gibi  dolgu  maddeleriyle  karıştırılmış  halde  piyasaya  verilirler. Bazen  de  kumaş  ve  cam  doku  gibi  pekiştiriciler  kullanılarak  yapısı  sağlamlaştırılır.(1)

 

ÖZELLİKLERİ

 

Fenolik  reçineler  oldukça  sert, basınç  kalıplama  termoset  ürünlerdir. Sıcaklık  dayanıklığı, elektriksel  yalıtma, boyut  kararlılığı  en  belirgin  özellikleridir.

Çekme  dayanımı, tiplerine  göre  300-1200  kgf/cm2  arasında  değişmektedir. Uzama  termoplastların  aksine  çok  küçük  değerlerdedir. Değişik  tipler  için  % 0,2-4  dolaylarındadır. Keza, darbe  dayanımları da  dolgu  maddelerine  göre  büyük  değişim  gösterir.

Genel  olarak  kimyasal  özellikleri  iyi  değildir. Kuvvetli  alkali  maddeler  reçineyi  parçalarken  tuz  asiti  yüzeysel  olarak  etkiler.  Akışkanlara  ve  asetik  asit  çözeltisine  direnç  gösteren  reçineyi  kuvvetli  oksitleyiciler  (nitrat  asiti  gibi)  dolgu  maddesine  göre  az  veya  çok  etkiler.

Darbe  dayanımlı  tipler  kendine  bu  özelliği  verecek  selülozik, mineral  veya  cam  elyafı  dolgu  ihtiva  eder. Yüksek  olan  darbe  dayanımı  533  J/çentik m.dir. dolgudan  dolayı  hacim  faktörü  büyüktür.

Sızdırmaz  tip, çok  parlak, döner  kalıplama  veya  basınç  kalıplama  süreçlerine  uygun  bir  malzemedir. Hassas  yerlerde  kullanılır.

Elektrik  reçinesi  mineral  dolgulu  olup  yaltma  özelliği  yüksektir. Su  absorbsiyonu  azdır. Özel  dolguların  ark  dayanımı  180  saniyenin  üzerindedir.

Isıya  dayanıklılar  mineral  dolguludur. Kısa  süre  200°C’ye  dayanabilir. Bazı  türler  250°C’ye  kadar  yine  kısa  süre  için  dayanabilir. Dolgu  maddesine  bağlı  olarak  uzun  süre  150-180°C’lere  dayanabilirler.

Özel  amaç  reçinelerin  kimyasal  direnci  arttırılmış  olup, bunun  dışında  bir  çok  iyi  özelliklere  sahiptir.(1)

 

      3.4.9. MELAMİN  FORMALDEHİT, ÜRE  FORMALDEHİT, ÜRE                                   

FORMALDEHİT  REÇİNELERİ

 

Amino  reçineleri  formaldehit  ile  amino  (NH2)  grubu  ihtiva  eden  çeşitli  bileşiklerin  kontrollü  tepkimeler  sonucu  elde  edilen  termoset  ürünlerdir. Üre-Formaldehit  ve  Melanin- Formaldehit  reçineleri  bu  sınıfın  belli  başlı  örnekleridir. Bunlar  sıvı, püskürtme-kurutulmuş  katı  ve  dolgulu  kalıplama  tozu  veya  granül  halinde  piyasaya  verilir.

Amino  reçinesinden  yapılan  parçalar  sert, dayanıklı  ve  elektrik  yalıtma  özellikleri  çok  iyidir. Birçok  bakımlardan  fenoliklerden  üstündür.(3)

 

 

 

 

ELDE  EDİLMESİ

 

Üre-Formaldehit  reçinesi  üre  ile  formaldehitin  yoğuşma  tepkimesi  sonunda  elde  edilir. Başlangıçta  monomer  katılma  ürünü, daha  sonra  da  bir  mol  üreye  iki  mol  formaldehit  katılarak  Dimetilol  üre  meydana  getirilir. Bu  madde  de  asitli  ortamda  kondensazyona  uğrayarak  sağlam  metilen  veya  metilen  eter  bağları  havi  reçineyi  oluşturur.

Bu  ürün  su  kaybederek  bir  dizi  çapraz-kenet  reaksiyonlar  sonucu  (>N-CH-N<)  köprü-leri  oluşturulur. Böylece  rijit  ürün  meydana  gelir.

Melamin-formaldehit  reçinesi:

Melamin, tıpkı  siyanamidin  bir  trimeri  görünümündedir. Melamine  6  mol  formaldehitin  katılmasıyla  heksametilol  melamin  oluşur.

Asit  katalizörlüğünde  bu  ürün  kondensazyonla  erimez, rijit, metilen  veya  metilen  eter  köprülü  polimeri  meydana  getirir. Tepkime  sıcaklığı, PH, komponentlerin  oranı  ve  monomer  derecesine  bağlı  olarak  değişik  özelliklerde  reçine  elde  edilir.

Sıvı  reçine  ise  önce  elde  edilmiş  olan  metilol  ile  metil  alkol  veya  butil  alkolün  beraberce  tepkimeye  sokulması  sonucu  imal  edilir. Bu  metillenmiş  veya  butillenmiş  reçineler  hidroksil, karboksil  ve  amid  fonksiyonel  gruplarını  ihtiva  eden  bileşiklerle  ısıtılacak  olursa  katı, çözgen  dayanımlı  kaplama  malzemesi  haline  geçer. Amino  reçinesi  ve  reaktifler  arasındaki  eter  değişim  tepkimeleri  çapraz  kenet  bağlı  film  polimerini  oluşturur.(1)

 

ÖZELLİKLERİ

 

Amino  reçineleri  hafif  pastel, renksiz  ve  berraktır. Ayrıca  renklendirilebilirler. Çekme  dayanımları  ve  sertlikleri  fenoliklere  göre  daha  yüksek  değerlerdedir. Kendi  aralarında  melamin  grubu  üre  reçinelerinden  daha  vasıflıdır.

Isı  dirençleri  yüksek, iyi  dielektrik  özelliklerine  sahiptirler. Yüksek  polariteleri  dolayı-sıyla  indüksiyon  fırınlarında  (yüksek  frekans  ocakları)  homojen  olarak  ön  ısıtmaları  yapılabilir. Melaminler  90-120°C’lik  ön  ısıtılmayla  tabi  tutulursa  da  üre  reçineleri  için  bu  işlem  gereksizdir. Melaminler  150-550  atm  ve  180°C’de, Üre  reçinesi  140-1400°C  atm  ve  125-170°C’de  basınç  kalıplama  ile  biçimlendirilebilirler.

Çözücü  ve  yağlara  karşı  gösterdiği  direnç  ve  yüzeysel  sertlik  amino  reçinelerinin  önemli  özelliklerindendir.(1)

 

  1. HAVA TABAKALARI İLE  ISI  İZOLASYONU

 

Bilindiği  üzere  hareketsiz  haldeki  hava  tabakaları  da  ısının  geçişine  karşı  direnç  teşkil  ederler. Hava  tabakasının  yatay  ve  düşey  olmasına  ve  hatta  yatay  tabakalarda  ısının  aşağıdan  yukarıya  veya  yukarıdan  aşağıya  geçmesine  göre  bu  direnç  değişir. (tablo 15, 16)

 

Tablo 15. Muhtelif  hava  tabakası  kalınlıklarında  ve  hava  tabakasının  durumuna  göre  ısı  iletim  katsayıları 

 

Kalınlık  (cm) 0,5 1 2 4 6 8 10 15 20
Konum                       Isı  iletim  katsayıları  kcal/mh°C
Düşey 0,037 0,056 0,099 0,190 0,286 0,385 0,485 0,740 1,00
Yatay (ısı  yukarıya) 0,038 0,061 0,113 0,217 0,319 0,423 0,526 0,785 1,04
Yatay (ısı  aşağıya) 0,037 0,055 0,091 0,161 0,231 0,301 0,370 0,543 0,72

 

 

 

Tablo 16. Muhtelif  hava  tabakası  kalınlıklarında  yatay  duran  borular  için  ısı  iletim  katsayıları  verilmiştir.

 

Hava tabakası  sıcaklığı    °C Yüzeylerin  sıcaklık       farkı             °C 100  mm   çapında  boru 200  mm  çapında  boru 400  mm  çapında  boru
       Kalınlık 20 50 100 200 20 50 100 200 20 50 100 200
     0 10 0,097 0,207 0,38 0,71 0,097 0,224 0,42 0,79 0,10 0,23 0,46 0,88
10 0,188 0,394 0,67 1,09 0,195 0,440 0,79 1,34 0,22 0,47 0,89 1,64
   100 50 0,205 0,434 0,76 1,33 0,210 0,479 0,88 1,58 0,22 0,51 0,98 1,88
100 0,215 0,456 0,81 1,38 0,218 0,498 0,92 1,64 0,23 0,53 1,03 1,93
10 0,349 0,718 1,18 1,82 0,370 0,813 1,44 2,37 0,41 0,87 1,67 2,99
   200 50 0,360 0,757 1,26 2,02 0,378 0,851 1,50 2,55 0,41 0,91 1,73 3,16
100 0,368 0,777 1,30 2,10 0,385 0,870 1,54 2,65 0,42 0,93 1,77 3,27
10 0,94 1,94 3,15 4,67 1,01 2,23 3,87 6,32 1,14 2,41 4,55 8,06
   400 50 0,95 1,97 3,20 4,82 1,02 2,25 3,91 6,47 1,14 2,43 4,59 8,18
100 0,95 1,99 3,23 4,91 1,02 2,27 3,94 6,56 1,15 2,45 4,61 8,28

 

Tabloların  incelenmelerinden  hava  tabakası  kalınlığı  arttıkça  ısı  iletim  katsayılarının  büyüdüğü  dolayısıyla  ısı  kaybının  artığı  görülmektedir. Bu  sebeple  hava  tabakalarını  ince  levhalarla  daha  küçük  kalınlıkta  bölümlere  ayırmak  yoluna  gidilmiştir. Tatbik  edilen  yollardan  en  çok  tutulanı  hava  tabakasının  Alfol  -çikilota  kağıdı-  ile  kısımlara  ayrılmasıdır.

Düz  yerleştirmede  küçük  tabakalar  arasında  mesafa  10  ila  15  mm  arasında  değişip  Alfol  kalınlığı  15  mikron  civarındadır. Büklümlü  yerleştirmede  küçük  tabakalar  arasındaki  mesafe  homojen  olmamakla  beraber  8  ila  10  mm  arasında  değişir  ve  Alfol  kalınlığı  da  7  mikron  civarındadır.(tablo 17)

.

Tablo  17. Alfol  levhaları  arasındaki  10  mm  mesafeye  ve  sıcaklıklara  göre  ısı  iletim  katsayılarının  değişimleri  görülmektedir

 

                           Ortalama sıcaklık                      °C Isı  iletim  katsayısı  kcal/mh°C
Düz Bükümlü
Duvar Boru
             0 0,027 0,034 0,040
            50 0,030 0,041 0,047
           100 0,033 0,047 0,053
           150 0,037 0,053 0,059
           200 0,042    – 0,066
           300 0,053    – 0,078

 

Pratikte  çok  ince  Alfol  yerine  ince  alüminyum  levhaların  kullanılmaları  da  vakidir.(2)

 

 

 

 

 

 

    

                   

 

 

 

 

                    KAYNAKLAR

 

  • PLASTİKLER DÜNYASI, Hikmet  YAŞAR
  • YAPILARDA ISI  YALITIM  VE  BUHAR  GEÇİŞİ, Alpin  Kemal  DAĞSÖZ
  • TEKNOLOJİDE PLASTİKLER, G.    PALİN

 

Bir cevap yazın

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Translate »