ForumSinsi - 2006 Yılından Beri - Polimerlerin Kullanımındaki Avantaj Ve Dezavantajları Nelerdir?

Stiren Polistiren
Kütle polimerizasyonun da reaksiyonlar ekzotermiktir, bu nedenle ısı transferi kolayca
yapılabilir.
Bu polimerizasyonun diğer polimerizasyon yöntemlerine göre üstünlükleri şunlardır:
 Polimerizasyon hızının yüksek olması
 Uygulama kolaylığı
 Ekonomik olması
 Temiz polimer eldesi
 Polimerin doğrudan işlenebilmesi
Ancak polimerizasyon sırasında artan ortam viskozitesi, ısı aktarımını ve karıştırmayı
zorlaştırır. Ayrıca tepkimeye girmeyen monomerlerin temizlenmesi gerekir. Bu
dezavantajlar büyük ölçeklerde üretim yapılmasını sınırlar. Özellikle laboratuvar
çalışmalarında kullanılan polimerizasyon yöntemidir. Kondenzasyon polimerizasyonları için
elverişlidir. Çünkü bu tür polimerizasyonlarda yüksek molekül ağırlıklı polimer,
reaksiyonunun en son aşamalarına kadar oluşamaz.
2.1.2. Çözelti Polimerizasyonu
Çözelti polimerizasyonunun başlangıcında polimerizasyon ortamında monomer,
çözücü ve başlatıcı bulunmaktadır. Bu polimerizasyonda monomer reaksiyona katılmayan
(inert) bir çözücü içerisinde polimerleştirilir. Çözücü polimerizasyon ortamını seyrelttiği için
viskozite düşer, karıştırma kolaylaşır ve daha etkin bir ısı transferi yapılabilir.

Polimerizasyonda kullanılan çözücü hem monomeri hem de başlatıcıyı çözerse
polimerizasyon homojen bir ortamda başlar, ilerler ve sonlanır. Buna homojen çözelti
polimerizasyonu denir.
Çözücü monomeri çözüp, polimeri çözmemesi sonucu ortamda çözünmeyen toz ve
tanecik halinde polimer kalır. Ortamın homojenliğinden söz edilemez. Bu tür çözelti
polimerizasyonlarına heterojen çözelti polimerizasyonu denir.
Çözelti polimerizasyonlarında çözücü seçimine çokdikkat edilmelidir. Çözücünün
erime ve kaynama noktası, polimerden uzaklaştırılabilir olması, pahalı ve sağlıksız olmaması
önemlidir. Daha çok alifatik ve aromatik hidrokarbonlar, esterler, alkoller ve eterler
kullanılır. Su da çözücüdür, ancak monomerlerin birçoğu organik olduklarından su içerisinde
çözelti polimerizasyonu yapılamaz. Ancak poliakrilamit, poli(akrilik asit), poli(metil
metakrilat) gibi bazı polimerler su ortamında sentezlenebilir.
Vinil asetat, akrilonitril ve akrilik asit esterleri çözelti polimerizasyonu ile
polimerleştirilir.
Çözelti polimerizasyonunun avantajları:
 Viskozitenin düşük olması
 Sıcaklık kontrolünün sağlanması
 Ürünün hemen kullanılabilmesi(boya, yapıştırıcı)
Çözelti polimerizasyonunun dezavantajları:
 Karışımın mol kütlesini düşürür.
 Çözücünün polimerden uzaklaştırılması gerekir, bu da maliyeti yükseltir.
 Çözücü dikkatli seçilmezse çevre kirliliği oluşturabilir.

2.1.3. Süspansiyon Polimerizasyonu
Süspansiyon polimerizasyonunda monomerle karışmayan bir sıvı içerisinde
monomerin dağılıp asılı tutulması sırasında oluşur. Su en çok kullanılan sıvıdır. Polimer,
sulu fazda 0,01–0,5 cm. çapında damlalar halinde dağıtılır, yani monomerin suda
süspansiyonu yapılır.
Süspansiyonunun kararlı olması ve oluşan polimer parçacıklarının birbirine
yapışmaması için içine stabilizatör denilen kimyasallar katılır. Süspansiyon oluşturan bu
maddeler monomerin etrafını sararak saklamaktadır. Gerekli önlemler alınmazsa tanecikler
kümeleşerek bloklaşır. Stabilizatör olarak genellikle jelâtin, kaolin, pudra, bentonit, baryum,
kalsiyum ve magnezyum karbonatlar, alüminyum hidroksit gibi suda çözünmeyen inorganik
bileşikler kullanılır. Ayrıca mekanik karıştırma ile damlaların birbirine yapışması engellenir.
Polimerizasyon başlatıcısı olarak monomerde (organik fazda) çözünen başlatıcılar
kullanılmaktadır. Polimerizasyon sonunda elde edilen toz polimer sudan süzülerek ayrılır ve
kurutulur. Polimer granül halinde üretilir.
Stiren, metil metakrilat, vinil klorür, vinil asetat bu yöntemlerle polimerleştirilebilir.
Elde edilen en son ürüne bakılarak bu tür polimerizasyona inci veya tane polimerizasyonu da
denir.
Resim 2.1: Süspansiyon polimerizasyonu ile elde edilen polimerler
Süspansiyon polimerizasyonunun avantajları:
 Isı aktarımı kolaydır.
 Sıcaklık kontorülü kolaydır.
 Ürün yapıştırıcı ve boya olarak kullanılabilir.
 Organik çözücü kullanılmaması
 Yığın ve çözelti polimerizasyonundan daha emniyetli olması
Çözelti polimerizasyonunun dezavantajları:
 Daha çok kesikli üretime uygundur.
 Ortamdaki maddelerden kaynaklanan polimer kirlenmesi
 Suyun ve stabilizatörün polimerden uzaklaştırılması, kurutulması gibi yan
işlemler gerektirmesi bunun ekonomik açıdan yük oluşturması.

Akrilik asit, metakrilik asit, metil metakrilat, stiren, vinil asetat, vinil klorür, tetraflor
etilen, klortrifloretilen monomerleri bu yöntemle polimerleştirilir. Süspansiyon
polimerizasyonu endüstride çok sık kullanılan bir polimerizasyon yöntemidir.
2.1.4. Emülsiyon Polimerizasyonu
Uygun emülsiyon yapıcılar yardımı ile su içinde çok ince dağılmış monomerin
polimerleştirilmesi yöntemidir.
Su ortamında, yüzey aktif bir madde ve suda çözünen bir başlatıcı bulunur. Monomer
emülsiyon yapıcı bir madde yardımıyla ortama dağılmış haldedir. Polimerizasyon başlatıcısı
suda çözünen bir maddedir. Ortam devamlı karıştırılarak monomerin çok küçük parçacıklar
halinde dağılarak elde edilmesi sağlanır.
Emülsiyon polimerizasyonunda, ortamda; su, monomer, misel yapıcı ve başlatıcılar
bulunmaktadır. Monomer yüzey aktif bir madde (sabun gibi ) ile kararlı hale getirilir ve bu
damlacıklara misel denilir. Misellerin bir ucu hidrofobik diğer ucu hidrofiliktir.
Polimerleşme misellerde çabuk ve oldukça düşük sıcaklıklarda yapılır. Yapılan ölçümler
misellerin çubuk şeklinde olduğunu göstermiştir. Her misel 50- 100 emülsiyon yapıcı
molekülden oluşur. Miseli oluşturan bu moleküllerin, hidrokarbon kuyrukları miselin içine,
iyonik uçları ise suya doğru dönük durmaktadır.
(a) (b)
Şekil 2.3: (a) Misel yapıcı olarak kullanılan sodyum lauril sülfat (b) Misel yapıcı molekülün
Apolar ve polar uçları
Emülsiyon polimerizasyonunun başlangıcında misel yapıcı ve su karıştırılır.
Karışımda bulunan misellerin bir kısmı suda çözünür, bir kısmı da bir araya toplanarak
küresel miseller oluşturur.

Su içerisinde miseller çözüldükten sonra karıştırılarak ortama monomer katılır.
 Monomerin bir kısmı suda çözünür.
 Bir kısmı misellerin içine girerek onları şişirir.
 Diğerleri de monomer damlaları halinde suda dağılır
Emülsiyon yapıcı madde ortamda bulunan monomerlere tutunur ve polimerizasyon
gerçekleşir. Ortamdaki polimerlere sarılarak polimerizasyon işlemi sonlanmış olur.
Şekil 2.5: Misel yapıcı moleküller tarafından sarılmış polimer tanecikleri
Emülsiyon polimerizasyonunun tekniği özellikle sentetik kauçuğun üretiminde
kolaylık sağlar. Endüstride stiren- bütadien (SBR)kauçuğun üretiminde kullanılmaktadır.
SBR özellikle lastik endüstirisinde kullanılan önemli bir polimerdir.
Resim 2.2: Araç lastiği
Emülsiyon polimerizasyonunun avantajları:
 Polimerizasyon hızı yüksektir.
 Yüksek mol kütleli polimer elde edilebilir.
 Sıcaklık kontrolü kolaydır.
 Viskozite düşüktür.
 Kütle ve çözelti polimerizasyonuna göre daha emniyetlidir.
 Organik çözücü kullanılmaz.
Emülsiyon polimerizasyonunun dezavantajı:
 Polimerden miseli uzaklaştırmak zordur