Polyester Reçinesi ve Kullanım Alanları

01 Temmuz 2017

Polimerler, molekülleri birkaç türden çok sayıda birime sahip olan maddelerdir. Bir takım atomlardan oluşan birimlerin kendisi genelde polimer segmentleri olarak adlandırılır.

İki monomerden oluşan bir karışımın polimerizasyonunda her bir makromolekülün yapısı iki monomere ait birimler içerir. Böyle bir polimer, kopolimer olarak adlandırılır ve sentezinin işlemi, kopolimerizasyon olarak adlandırılır.

Polyesterler, çok farklı kullanım alanlarına sahip çok yönlü bir sentetik kopolimerdir. Polyesterler, dünya çapında yılda 30 milyar Euro’yu aşan yüksek hacimde üretilmektedir.

Reçine

UP (Unsaturated Polyester – Doymamış Polyester) reçineler; takviyeli lif ve gömme matrisi olmak üzere en az iki ayrı bileşenden oluşur. Diğer katkı maddeleri özellikleri ve karakteristikleri iyileştirmek için kullanılabilir. Karbon, aramid veya en yaygın olarak cam elyafları FRP (Fiber Takviyeli Plastik) veya özellikle GRP (Cam Takviyeli Plastikler) üretmek için kullanılabilir.

Materyaller temel olarak geleneksel, emtia plastikleri ve uzman mühendislik plastikleri arasındaki boşluğu doldurur. Üretim reçine sertleşmemiş, yani sıvı haldeyken donatı takviye ederek gerçekleşir. Bu tür materyaller, mekanik özellikleri, korozyon direnci ve düşük ağırlık avantajlarından yararlanılabilecek bir dizi uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ticari olarak elyaf, plastik, kompozitler ve kaplama uygulamalarında sıklıkla görülmektedir. Polyester reçineler en çok kompozit malzemeler olarak kullanılırlar. Bu malzemelerle ilgili yenilikler, özellikle havacılık, ulaştırma ve inşaat pazarlarında heyecan verici yeni uygulamaların geliştirilmesine olanak tanımaktadır.

İlk polyester reçineleri, 1847 yılında Berzelius’un ve 1883’te Gay-Lussac ve Pelouze’in çalışmalarında görüşmüştür.  Günümüzün yeniden güçlendirilmiş plastiklerinde (RP) kullanılan doymamış polyester reçineler, reaktif monomerler kombinasyonlarıdır.

Carleton Ellis, 1930’larda kombinasyon fikrini ortaya attı. Ellis, glikollerin malerik anhidrid ile reaksiyona girmesiyle oluşan doymamış polyester reçinelerin, bir peroksit katalizörü ilave ederek çözülmeyen katılara kadar iyileştirilebileceğini keşfetti.

1936’da bu fikri için patent  başvurusunda bulundu.Ellis daha sonra, doymamış polyester alkidi, vinil asetat veya stiren gibi reaktif monomerler ile birleştirerek katalizörün ilave edilmesini ve reçinenin uygulanmasını kolaylaştırarak daha yararlı bir ürünün yapılabileceğini keşfetti.

Cam Elyaf

Cam elyaf takviyeli polyester kompozitlerinin ilk kullanımı, uçaklarda ve tekne gövdelerinde görüldü. Pultrüzyon hattının icadı, doymamış polyester esaslı malzemelerin, petrol kuyuları, elektrik yalıtım cihazları gibi yeni uygulama alanlarında geliştirilmesine izin verdi. Filament sarım işlemi, doymamış polyester reçinelerinin potansiyel pazarını daha da genişletti.

Bu teknik başlangıçta askeri roket kutuları ve nozüllerin imalatı için geliştirildi, ancak boruların ve depolama gemilerinin yapımında kullanılma potansiyeli de kısa süre sonra keşfedildi.

1960’lı yıllarda ve bu BMC (Bulk Moulding Compounds -Dökme Kalıp Bileşikleri) ve DMC (Dough Moulding Compounds – Hamur Döküm Bileşikleri) tekniklerinden sonra, PMC’ler (Polyester Moulding Compounds – Polyester Kalıplama Bileşikleri) de sektör tarafından benimsendi. Bu yapıdaki sistemler, basit malzeme paketlerinden karmaşık ayrıntıların kalıplanmasına kadar birçok alanda uygulanmaktadır.

İşleme

Doymamış polyesterin yapısı, belirli bir uygulama için kullanılan malzemeler ve kür koşullarına bağlıdır. Kontak kalıplama, doymamış polyesterlerin baskın işleme tekniğidir. Polyester materyallerin işlenmesi için daha geleneksel (açık kalıp sistemleri yani, el ve sprey ile yerleştirmeyi) metotları temsil eder.

El ile yerleştirme pazarı, tüm kontak kalıplama işleminin yaklaşık üçte ikisini temsil etmektedir.Sıkıştırma kalıplama ise, son yıllarda daha fazla kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca UP (Doymamış Polyester) reçinelerden öğeler oluşturmak için SMC / DMC Kalıplama, Reçine Transfer Kalıplama ve pültezleme gibi son derece otomatik işlemler de kullanılmaktadır.

Uygulamalar

Polyester reçine, organik asitler ve alkoller arasındaki reaksiyonla üretilen sentetik bir malzemedir. Sıvı, jel ve film gibi çeşitli formları
alabilir ve birçok endüstride yararlı bir malzeme haline getiren farklı özelliklere sahiptir. Mimarlar, inşaatçılar, mühendisler ve tasarımcılar, çeşitli uygulamalarda polyester reçinesinin hafif, hava koşullarına dayanıklılık avantajından yararlanmaktadır.

UP Reçineler, iyi mekanik  özellikler, korozyon direnci ve düşük ağırlık avantajlarından yararlanılabilecek bir dizi uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Takviye edilmemiş versiyonlar en yaygın olarak; dökme reçineleri, kaplamaları, düğmeleri, hacim doldurucularını, çalışma yüzeylerini (polyester mermer gibi), polyester beton (yol drenajı gibi uygulamalar için) ve jel katları (kompozit materyallerin yüzey bitirmesini iyileştirmek için)  gibi alanlarda görülmektedir.

Otomotiv, Uçak, Deniz

Ulaştırma alanında UP reçinelerinin önemli bir kullanımı var. Malzemeler daha düşük hacimli uygulamalara uçaklarda, kamyonlarda ve otobüslerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kullanım alanları tampon kirişleri, gövde panelleri, sunroof çerçeveleri, katalitik konvertör  ısı kalkanları, gösterge tablosu taşıyıcıları, koltuk yapıları, pil destekleri ve yay sistemleri gibi parçaları içerir. Ağırlığı azaltmaya ek olarak,polyester parçaları boyama maliyetlerini düşürme olanağına da sahiptir. Polyester parçalar iyi korozyon direnci özellikleri sağlar.

Polyester reçinenin yapışkan özelliği, otomobiller, uçaklar ve tekneler için gövde panellerinin yapımında cam elyafı tabakalarını yapıştırmak için kullanılır. Raylı araba, demiryolu taşıtları ve nakliye konteyneri de UP reçineli kompozitler kullanılarak üretilmektedir.

Deniz pazarı da, esas olarak lüks tekne gövdelerinin üretimi için, UP reçinelerine bağımlıdır. Hafifliği yarış otomobilleri ve hafif uçaklar için idealdir. Çelik gövde panelleri bile bazen dekoratif amaçlı olarak polyester reçine esaslı bir
renklendirici ile kaplanır.

Polyester

 

İnşaat Malzemeleri

Takviye polyester reçinesi (kompozit malzemeler) için en büyük pazar; bina ve sıhhi tesisat piyasasıdır. Burada kompozit malzeme,yapısal parçalar (örn., beton kaplı çeliğin değiştirilmesi), kaplama panelleri, kaplama (örn., prefabrike binalar için), çatı kaplama karoları, borular ve ayrıca banyo mobilyaları (örneğin banyo ve duş tepsileri) gibi uygulamalar için kullanım bulmaktadır.

Birçok ev-yapı malzemesi hafif reçine kaynağı olarak polyester reçinesini içerir. Prefabrike duş tezgahları ve dolap parçaları genellikle  polyester reçinesi ve akrilik karışımıdır ve dekoratif metal parçalar genellikle dekora uyacak şekilde polyester reçine esaslı bir renk verici ile jel kaplıdır.  Kolon ve korkuluk gibi birçok dekoratif detaylar sert köpükten oyulduktan sonra cam elyaf ve polyester reçinesi ile kaplanarak güçlendirilmekte ve hava şartlarına dayanıklı hale getirilmektedir, ayrıca binaya uyacak şekilde boyanabilir.

Bavul, Ambalaj ve Depolama

Polyester reçinesinin film haline kurutulması ve şeffaf kalırken yapraklar haline getirilmesi kabiliyeti ideal bir ambalaj malzemesi haline gelir. Vakum şekillendirme ve ısıyla sızdırmaz hale getirme teknolojisi geliştirildiğinde,polyester reçineyi temel malzeme olarak kullanılan yeni ambalajlama yöntemleri ön plana çıktı ve halen bugün küçük ürün ambalajlamanın en yaygın biçimi olmaya devam ediyor.

Polyester reçinesini paketleme için mükemmel kılan aynı avantajlar bagaj için de idealdir. Bavullar ve evrak çantaları, çoğunlukla çekici kılmak için kumaş veya deri ile güçlendirilmiş polyester reçine panelleri içerir. UP reçineleri malzeme, depolama kaplarında (maddenin kimyasal
direncinin yüksek olduğu yerlerde) yaygın olarak kullanılır.

Aletler ve Mobilya

Polyester reçine, bulaşık makineleri ve çamaşır makineleri de dahil olmak üzere birçok “ıslak” aletin iç kısmında fiberglası bağlamak için  sıklıkla kullanılır. Ekonomi modelleriile olan ilişkisine rağmen, fiberglas ve reçine astarları paslanmaz çelik iç kısımlara kıyasla avantajlı  olup,  paslanmazlar.

Diğer pek çok uygulamada polyester reçinesi popüler kılan aynı hafif dayanım, aynı zamanda veranda  mobilya üretiminde de faydalı olmaktadır. Hava koşullarına dayanıklı ve değiştirilmesinin ucuz olması gibi niteliklere sahiptir.

Kaynakça:
• https://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/39416.pdf
• Dow, Resins–Polyester Resin.
• Frbiz, Domestic Gel Coat Resin with Glass Fiber Reinforced Plastic Industry.
• Bharat Dholakiya, Unsaturated Polyester Resin for Specialty Applications.