T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI
MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ)
KİMYA TEKNOLOJİSİ
POLİMER SENTEZİ 1
ANKARA 2008
Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller;
Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 tarih ve 269 sayılı Kararı ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğretim materyalleridir (Ders Notlarıdır).
Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır.
Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir.
Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşabilirler.
Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır.
Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz.
İÇİNDEKİLER AÇIKLAMALAR ....................................................................................................................ii GİRİŞ ....................................................................................................................................... 1 ÖĞRENME FAALİYETİ - 1 ................................................................................................... 3 1. POLİMER ............................................................................................................................ 3 1.1.Polimer Maddelerin Basit Maddelerden Farkları........................................................... 8 1.2. Polimerlerin Sınıflandırılması..................................................................................... 10 1.2.1. Kaynağına Göre Polimerler ................................................................................. 10 1.2.2. Yapılarına Göre Polimerler.................................................................................. 10 1.2.3. Makromolekül Zincirinin Şekline Göre Polimerler............................................. 12 1.2.4. Isısal Davranışlarına Göre Polimerler.................................................................. 14 1.2.5. Uzaydaki Yapılarına Göre Polimerler ................................................................. 14 1.2.6. Makromoleküldeki Mer Bileşimine Göre Polimerler.......................................... 14 1.2.7.Sentez Yöntemine Göre Polimerler ...................................................................... 15 1.2.8. Monomer Çeşitlerine Göre Polimerler ................................................................ 17 UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 19 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 20 ÖĞRENME FAALİYETİ – 2 ................................................................................................ 22 2. POLİKONDENZASYON METODLA POLİMERİN SENTEZİ..................................... 22 2.1.Poliamid Reçineleri:..................................................................................................... 23 2.2.Polikarbonatlar............................................................................................................. 25 2.3.Poliüretanlar................................................................................................................. 26 UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 28 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 29 MODÜL DEĞERLENDİRME .............................................................................................. 31 CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 33 KAYNAKÇA ......................................................................................................................... 34
i
AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALAR KOD
524KI0162
ALAN DAL MODÜLÜN ADI
Kimya teknolojisi Boya Üretim ve Uygulamaları Polimer Sentezi 1
MODÜLÜN TANIMI
Polimerlerin oluşumu, polimer maddelerin basit maddelerden farkları, polimerlerin sınıflandırılması, polikondenzasyon metodla polimerlerin sentezlenmesi ile ilgili bilgilerin verildiği öğrenme materyalidir.
SÜRE
40/32
ÖN KOŞUL YETERLİK
MODÜLÜN AMACI
Polikondenzasyon metotla polimerlerin sentezini yapmak Genel Amaç Gerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak polikondenzasyon metodla polimer sentezi yapabileceksiniz. Amaçlar 1. Gerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak polimerlerin ateşe dayanıklılığını ölçebileceksiniz. 2. Gerekli ortam sağlandığında, kuralına uygun olarak Anilin ile epiklorhidrin den epoksit reçinesini polikondenzasyon metodu ile elde edebileceksiniz.
Ortam Sınıf, atölye, laboratuar, işletme, kütüphane, ev, bilgi teknolojileri ortamı ( İnternet ) vb, kendi kendinize veya EĞİTİM ÖĞRETİM grupla çalışabileceğiniz tüm ortamlar. ORTAMLARI VE Donanım DONANIMLARI Çeker ocak 250 ml balon, porselen kapsül, amyant tel, 9x12 cm ölçülü demir levha, Üç boyunlu balon, karıştırıcı, damlatma hunisi, termometre, ayırma hunisi, su banyosu Modülün içinde yer alan herhangi bir öğrenme faaliyetinden sonra, verilen ölçme araçları ile kendi kendinizi değerlendireceksiniz. ÖLÇME VE Modül sonunda öğretmeniniz tarafından teorik ve pratik DEĞERLENDİRME performansınızı ölçme teknikleri uygulayarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek değerlendirileceksiniz.
ii
GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci
Yüzlerce, binlerce atomun birbirine bağlanarak oluşturmuş oldukları çok büyük moleküllere polimer denir. Temel zincirde binlerce atom ve bu atomlara bağlı yan gruplar bulunur. Polimer maddeleri inceleyen bilim dalı polimer kimyası ve teknolojisidir. Modern hayatın her safhasında doğal maddelerin yerini sentetik maddeler, özellikle polimer maddeler almıştır. Elektrik teknolojisinden tıp ilmine, liflerin geniş bir aralığında, ince levha malzemelerde, elastomerler ve bunlardan yapılan malzemelerde, reçinelerde polimerler karşımıza çıkmaktadır. Polimerlerin mevcut olmadığı bir hayat düşünmek oldukça zordur. Bu modülle polimer kimyasının temel teorik bilgilerine giriş yapacak ve polikondenzasyon metot ile polimerleşmeyi öğrenecek, sizin için seçtiğimiz uygulama yapması kolay olan deneylerle, bu yöntemi kullanarak polimerler elde edeceksiniz. Hayatınızda bilim adına hep yeni pencereler açılsın.
1
2
ÖĞRENME FAALİYETİ–1 ÖĞRENME FAALİYETİ - 1 AMAÇ Kuralına uygun olarak polimerlerin ateşe dayanıklılığını ölçebilecek bilgi, beceri ve deneyime sahip olacaksınız.
ARAŞTIRMA
Çevrenizde gördüğünüz maddeleri; polimer veya basit maddeler olarak sınıflandırınız.
Çevrenizde gördüğünüz polimerleri organik ve inorganik polimerler olarak sınıflandırınız.
Polimerlere neden ihtiyaç duyulmuştur?Araştırınız.
1. POLİMER İnsanoğlu varoluşundan beri polimer maddelerle iç içedir. Örneğin; ağacın temelini teşkil eden selüloz, buğdayın ve patatesin temelini teşkil eden nişasta gibi birçok örnek verilebilir. Yine bugün saç tarağımızdan yatak süngerine, gömlekten diş fırçasına, yapıştırıcıdan plastik torbalara, otomobildeki iç aksamlara kadar polimerler hayatımızın içindedir. Polimer adı ise "poli + meros (çok + parçalı)" olarak Greekçe'den gelmektedir. Polimer molekülü içerisinde tekrarlanan küçük ve basit kimyasal birime mer (tekrarlanan birim), polimeri elde etmek için başlangıçta kullanılan küçük moleküllü organik maddelere de monomer denir. Çiftli bağ, üçlü bağ, iki ve daha fazla fonksiyonel gruplar içeren monomerler vardır. Binlerce monomerin birleşip, büyük molekül meydana getirmesi sonucu polimerler oluşur. Polimerik ürünlerden biri olup, bugünde çok kullanılan maddelerden biri olan kauçuğun kullanımı 5000 yıl öncesine dayanır. Başlangıçta sıvı olan kauçuğun özsuyu (lateks) uzun zincirli moleküller içerir. Havadaki oksijenin etkisi ile bazı noktalardan bu moleküller birbirlerine bağlanırlar. Bu bağlanmalar nedeniyle artık moleküller birbirlerinden kolayca ayrılamazlar. Böylece sıvıdan katı duruma geçerler. Bu katı yapı içerisinde küçük moleküller hareket edebilirler ve tüm yapı da hareketlidir. Yapının bir balık ağı gibi davrandığı düşünülebilir. Bu nedenle bu yapı kısmen katı kısmen sıvı gibi davranır. Bu madde kauçuk olarak adlandırılır. Kızılderililer bu özsuyu ile ayaklarını kaplarlarmış. Bununla beraber bu kauçuk ayakkabı bir gün içerisinde dağılırmış. Çünkü havadaki oksijen ilk olarak molekülleri birbirine bağlamasına karşın bir süre sonra oksijen, zincirleri kesmeye
3
başlar. 1849 yılında Charles Goodyear kauçuk ağacının özsuyunu kükürt ile kaynattığında siyaha yakın, esnek ve sağlam bir madde elde etti. Goodyear'ın bu buluşu halen üretimdedir. Polimerlerin ikinci büyük grubu olan plastiklerin ilk ürünü 1868’de Amerika'da John Wesley Hyatt tarafından, pamuk selülozunu nitrik asit ve kamfor ile etkileştirilerek hazırlanan yarı sentetik polimerdir. Amerikalı bilim adamı Leo Hendrick Baekeland, 1907’de tamamen sentetik ilk polimer olan fenol-formaldehit reçinelerinin üretimini başarmıştır. 1924 de ise Hermann Staudinger'in Makromolekül Hipotezini ileri sürmesiyle, polimer teknolojisi önemli bir ufuk kazanmıştır. Bu teoriye göre, doğal kauçuk ve polistirenin, küçük birimleri birarada bulunduran uzun zincirli moleküller olduğunu ileri sürerek, polimer üretiminin deneme yanılma aşamasından kurtulmasını sağlamıştır. Makromolekül Hipotezi sonraki yıllarda birçok polimerin üretimine ışık tutmuştur. 1930 1936 1936 1936 1936 1937 1939 1941 1942 1943 1943 1943 1943 1944 1947 1948 1955 1956 1957 1957 1964 1965 1970 1974
Stiren-bütadien kauçuk Poli vinil klorid Polikloropren( neopren) Polimetasrileyt Polivinilasetat Polistiren 66- Naylon Politetrafloroetilen Doymamış poliesterler Dallnmış Polietilen Bütil kauçuk 6-Naylon Silikon Polietilentereftaleyt Epoksi ABS reçineler Düz zincirli Polietilen Polioksimetilen Polipropilen Polikarbonat İyonomer reçineler Poliimidler Termoplastik elostomerler Aromatik Poliamidler Tablo 1.1: Bazı Önemli polimerlerin ilk üretim yılları
4
Resim1. 1. Yüzlerce atomdan oluşan Polivinilklorür (PVC) molekülü
Polimerleşme reaksiyonları, genellikle bazı maddeler ayrılmadan ve elementlerin yerleşimleri değişmeden, monomer moleküllerinin biri diğeri ile birleşerek makromoleküller meydana getirme reaksiyonudur. Polimerin içinde tekrarlanan birim sayısına “polimerleşme derecesi” (Pn) adı verilir. Polimerin molekül ağarlığı monomerin molekül ağarlığı ile polimerleşme derecesinin çarpımına eşittir. Mpolimer = n Mmonomer Monomerlerin molekülleri birbirlerine kovalent bağlarla bağlanırlar. Polimer maddenin molekülü aşağıdaki gibi gösterilebilir: nM [— M— ] n veya ···−M−····−M−···· M: Tekrarlanan birimler n: Polimerleşme derecesi Polimerlerin adı genellikle makromolekülündeki tekrarlanan monomerlerin adına “poli” sözü ilave etmekle okunur. Polimerde tekrarlanan birimler aynı monomerlerden oluşursa böyle polimerlere homopolimer denir. Örneğin; polipropilen, polietilen, polistiren, polivinilklorür gibi.
5
[ CH2
CH ]n CH3
[ CH 2
Polipropilen
[ CH2
CH 2 ]n
Polietilen
CH ]n [ CH2
CH ]n Cl
Polistiren
Polivinilklorür
Şekil 1.1.Eten molekülünün polimerleşmesi
6
Polimerde tekrarlanan birimler iki yada daha fazla farklı monomerlerden oluşursa böyle polimerlere kopolimer denir. Örneğin; Bütadienakrilonitril kopolimeri, bütadienstiren kopolimeri gibi. Bütadienakrilonitril kopolimeri:
7
[ C CH H2
CH
CH2
CH2
H C
]n
CN
Bütadienstiren kopolimeri:
[ C CH H2
CH
CH2
CH2
H C
]n
Genel olarak kopolimer şöyle yazılır: ─ M1 ─ M2 ─ M1 ─ M2 ─ ···· Kopolimerler adlandırılırken makromolekülündeki monomer birimlerinin adları okunur. Polimerlerin özellikleri, onları meydana getiren monomer birimlerinin kuruluşuna, miktarına ve fonksiyonel grupların sayısına bağlıdır.
1.1.Polimer Maddelerin Basit Maddelerden Farkları Basit Madde
Polimer Madde
Küçük moleküllü maddeler genellikle gaz veya sıvı haldedir. Genellikle çözücülerde kolay çözünürler. Küçük moleküllü bileşiklerin çözeltileri şeffaftır. Küçük moleküllü bileşiklerin kristalleşmesi genellikle kolay ve belli bir sıcaklıktadır. Küçük moleküllü bileşiklerin elastikiyetleri yoktur. Küçük moleküllü bileşiklerin çözeltilerinden veya eriyik halinden ince tabakalar meydana getirilemez.
Büyük moleküllere sahip olduğu için katı ve genellikle serttir. Polimerler zor çözünürler hem de çözünme şekilleri tamamen farklıdır. Yüksek moleküllü birleşmelerin çözeltilerinde ışığın dağılması gözlenir. Yüksek moleküllü birleşmelerin kristalleşmesi çok zor ve geniş bir sıcaklık aralığında olmaktadır. Polimerler yüksek elastik kabiliyetine sahiptirler. Yüksek moleküllü birleşmelerin çözeltilerinden veya eriyik halinden ince tabakalar meydana getirebilirler.
8
Sıcaklık azaldıkça moleküller birbirine yakınlaşır ve sistemin hacmi azalır.Hacmin böyle düz bir şekilde değişmesi maddenin ani olarak sıçrayışla sıvı halden kristal haline dönüşümüne kadar devam eder. Bazı hallerde maddenin sıvı halinden kristal haline dönüşümü bozulur ve camlaşma prosesi başlar. Bu amorf maddelerde görülen bir değişikliktir. Şekil 1.2’de bu tür maddelerin camlaşma sıcaklığı ( Tg ) gösterilmiştir.
Şekil 1.2. Kristallenebilen polimerlerde hacim sıcaklık eğrileri (a) sıvı bölgesi,(b) bir miktar esneklik gösteren sıvı, (c) kauçuksu bölge, (d) camsı bölge, (e) kauçuk, (f ) camsı bir matris içindeki kristaller
Polimer maddeler küçük moleküllü bileşiklere, amorf maddelere göre zor olur. Bu proseste sıcaklığın azalması ve sistemin viskozitesinin artması sebebiyle makromoleküller kendi hallerini zor değiştirirler. Bunun için polimerler eriyik halinden katı haline dönüştürdüklerinde amorf maddelerde olduğu gibi, camlaşma hali görülür. Bu camlaşma sıcaklığı polimerik maddelerde önem taşır ve bunun üzerinde polimere şekil verilebilir. Aşağıda bazı polimerlerin camlaşma sıcaklıkları ( Tg ) ve erime ( Tm ) sıcaklıkları verilmiştir. Tg ( K )
Tm ( K )
Polietilen
188
410
Polipropilen
253
447
Polistiren
373
_
Tablo1.2. Bazı Polimerlerin Camlaşma Sıcaklıkları ( Tg ) Ve Erime ( Tm ) Sıcaklıkları
Şekil 1.2’de polimerin sıcaklığa göre hacminin değişmesi gösterilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi, amorf basit maddelerden farklı olarak, yüksek moleküllü bileşiklerin camlaşma hali geniş sıcaklık arasında olur. Yüksek moleküllü bileşikler zincir yapılarına bağlı olarak tamamen amorf veya kısmen kristal halde olabilirler.
9
1.2. Polimerlerin Sınıflandırılması 1.2.1. Kaynağına Göre Polimerler a)Doğal polimerler: Tabiattaki canlı varlıkların bünyelerinde olan polimerlerdir. Örneğin; nişasta, selüloz, doğal kauçuk vb. biyolojik aktifliğe sahip protein gibi polimerlere biopolimerler denir. b) Sentetik polimerler: Monomerlerin birleşmesiyle oluşan polimerlerdir. Bunlar, monomerlerden başlayarak endüstride sentez edilen polietilen, polipropilen, poliamidler gibi polimerlerdir.
1.2.2. Yapılarına Göre Polimerler a) Organik polimerler: Organik moleküllerden oluşmuş polimerlerdir. Sentetik ve doğal olabilirler. Organik polimerler zincirin yapısına göre karbon zincirli ve heterozincirli olmak üzere ikiye ayrılırlar. Karbon zincirli polimerler: Yüksek moleküllü doymuş, doymamış ve aromatik hidrokarbonlar bu polimerlere aittir. Polimer zincirinin temelini C atomları oluşturur.
Polipropilen
CH2 )n
( CH2
Polietilen
Polivinilasetat
Polivinilalkol
10
Polivinilamin
Poliakrilnitril
Polivinilklorür
Polifenilen
Polimer zincirinde çift bağ olursa, böyle polimerlere doymamış polimerler denir.
Polibütadien
Heterozincirli polimerler: Bunların temel zincirinde C ve H atomlarının yanında N, O, S, P, F, Cl gibi hetero atomlarda bulunur. ......
[
CH2 O
CH2
O
] ....... n
Polioksimetilen (polieter)
Poliamid
.......
(CH2)
n
S
S
S
S
Polisülfürler
11
(CH2)
....... m
b) İnorganik polimerler: Bunlar metal ve ametallerden oluşmuş polimerlerdir.
CH3
CH3 .....
O
Si
CH3 O
Si
CH3
O
Si
........
CH3
CH3
Silikon Polimeri
.......
H
H
H
H
Si
Si
Si
Si
H
H
H
H
......
Polisilan
1.2.3. Makromolekül Zincirinin Şekline Göre Polimerler Polimerler doğrusal düz zincirli ( lineer ), dallanmış ve çapraz bağlı ( ağ örgülü ) olabilirler. Düz zincirli polimerlerde polimer zinciri üzerinde dallanma ve çapraz bağlanma yoktur. Örneğin; polipropilen
Dallanmış polimerlerde temel zincir boyunca dallanmalar vardır. CHCN CH2 CH2
C CH3
CH
CH2
CH2
C
CH
CH3 CH2 CHCN CH2 CHCN
12
CH2
CH2
C CH3
CH
CH2
Çapraz bağlı polimerlerde, temel zincirler birbirleriyle bağlı olurlar. Mesela fenol ile formaldehitin polikondenzasyonundan çapraz bağlı polimer elde edilir. OH
OH
OH CH2
CH2
CH2
CH2 CH2
OH
OH
Doğrusal (Lineer) Polimer (A)
Dallanmış (Branched) Polimer (B)
Ağ (Network) Polimer
(C) Resim 1.2: Polimer Moleküllerinde ortaya çıkabilecek dallanma tipleri
13
1.2.4. Isısal Davranışlarına Göre Polimerler Termoplastik ve termoset (termoreaktiv) olarak ikiye ayrılırlar.Termoplastikler düz zincirli polimerlerdir. Isıtıldıklarında önce yumuşarlar, sonra erirler. Isıtılarak kalıplarda şekillendirilebilirler. Örneğin; polietilen Termosetler, çapraz bağlı poimerlerdir. Isıtıldıklarında şekil değiştirmezler, yumuşamazlar, kalıplanamazlar. Daha fazla ısıtıldıklarında yanarlar. Örneğin; Fenolformaldehit reçinesi
1.2.5. Uzaydaki Yapılarına Göre Polimerler Polimer zincirindeki yan grupların uzaydaki yönelişlerine göre polimerler izotaktik, sindiotaktik ve ataktik olmak üzere üçe ayrılırlar. Örneğin; polipropilen polimerinin yapısında bulunan metil grupları uzayda polimer zincirinin hep bir tarafında bulunur ya alt tarafında ya da üst tarafında dizilirler. Bu şekildeki polimerler izotaktiktir. H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
Sindiotaktik polimer de ise yan grup bir altta, bir üstte dizilidir. H H H H H H H CH3 H CH3 H H CH3 H H H H H H H H CH3 CH3 H CH3 H CH3 H
Ataktik polimerde ise yan grup polimer zinciri boyunca altta ve üstte dağınık halde dizilir. H H H H H H H CH3 CH3 H H CH3 H H
H H H H H H H H CH3 CH3 H CH3 CH3 H
1.2.6. Makromoleküldeki Mer Bileşimine Göre Polimerler Polimerler meydana geldikleri monomerlere göre poliolefinler, poliakrilatlar, poliesterler, poliamidler, poliüretanlar, v.b. şeklinde sınıflandırılır. Poliolefinler, çift bağlı monomerlerden oluşan polimerlerdir. Örneğin; polietilen, polistiren
14
Poliesterler, alkollerle karboksilli asit grupları arsındaki esterleşme reaksiyonları sonucu elde edilen ürünlerdir. nHOOC
R
COOH +
nHO
R'
HO
OH
R
(OC
COO
R' O) + (2n-1) OH2 n
Poliüretanlar, izosiyonatlarla glikollerin katılma reaksiyonundan oluşan polimerlerdir. O nOCN
R
NCO + nHO
R'
OCN
OH
( R
NH
C
O
R' ) OH n
Poliamidler, aminlerle karboksilli asitlerin reaksiyonuna dayalı amidleşme reaksiyonları üzerinden oluşan polimerlerdir. nNH2 (CH6) NH2 + nHOOC (CH2)4 COOH .......
NH
(CH2)6
NHCO
(CH2)4
CONH
.......
Poliakrilatlara örnek olarak poliakrilik asit verilebilir. nCH2
( CH2
CH
CH
)n
COOH
COOH
1.2.7.Sentez Yöntemine Göre Polimerler Polimerler sentez yöntemlerine göre kondensasyon ( kademeli) ve katılma polimerleri olarak ikiye ayrılırlar. Kondenzasyon polimerleri en az iki fonksiyonlu grup (- COOH, -NH2, -OH ) içeren monomerlerin aralarından küçük bir molekülün (H2O, HCl, NH3 gibi) ayrılmasıyla oluşurlar. Örneğin; poliester polimerleri,
Resim 1.3: Poliesterin elektron mikroskobu görüntüsü
Katılma polimerleri ise serbest radikal, anyonik, katyonik, koordinasyon polimerleşmesi ile elde edilebilirler. Bu reaksiyonlarda oluşan polimerin temel molekülünün kaba formülü ile monomerin kaba formülü aynıdır.
15
Serbest radikal polimerleşmesi ısı ve ya ışık yardımıyla serbest radikal üreten başlatıcılar kullanılarak gerçekleştirilir. Bu yolla vinil monomerleri polimerleştirilir. En çok bilinen serbest radikal polimerleşmesi başlatıcıları peroksitler, hidroperoksitler ve bazı azo bileşiklerdir. O O C
O
C
Benzoil peoksit
CH3 C
O
OH
CH3 Kümülhidroperoksit
CN
CN CH3
C
N
N
CH3
C CH3
CH3
α , α’- azobisizobutironitril (AIBN) Katyonik polimerleşmede katalizör olarak karbonyum katyonu oluşturan sistemler, Friedel-Grafts katalizörleri ( BF3, AlCl3, SnCl4 ) kuvvetli asitler ( HClO4, H2SO4, H3PO4 ) kullanılır. CH3
H3C C H3C
CH2 +
+
H
CH3
C
+
CH3 izobütilen
trimetil karbonyum (karbokatyon)
16
CH3 CH3
C
CH3
CH3
+
n CH2
+
C
CH3
CH3
CH3
C*
CH3
CH3 CH2
C
CH3
n -1 CH2
C
+
CH3
CH3
Anyonik polimerleşmede, karbonyon oluşturmak üzere Na, NaH, KH, LiH, KNH2 gibi tipik anyonik katalizörler kullanılır. Örneğin; Stiren, akrilonitril +
NaNH2
Na
+
CH2
CH
Na NH2
+
NH2
NH2
CH X
CH2
+
Na
X
NH2
CH2
CH X + n CH2
NH2
CHX
CH2
+
CH* X
Na
C H2
CH
CH n -1 2
CH X +
Na
X
Koordinasyon polimerleşmede ise Ziegler-Natta ( TiCl4-(C2H5)3Al, (C2H5)2AlCl-TiCl3, (C2H5)2Mg-VCl3 katalizörleri kullanılır. Örneğin; Propilen CH3 n CH2
CH
CH3
TiCl4-Al(C2H5)3
CH2
CH
CH2
CH
n
CH3
1.2.8. Monomer Çeşitlerine Göre Polimerler Polimerler tek bir monomerden veya birkaç çeşit monomerden meydana gelişlerine göre homopolimerler ve kopolimerler olarak ikiye ayrılırlar. Homopolimerler, tek bir cins monomerin polimerleşmesiyle elde edilen polimerlerdir. Örneğin; polietilen, polipropilen, polistiren, polivinilklorür gibi polimerler homopolimerlerdir. Kopolimerler, iki veya daha fazla cinsten olan monomerlerin beraberce polimerleşmesinden oluşan polimerlerdir. Bunlar monmerlerin diziliş sırasına göre dörde ayrılırlar. Blok kopolimerler, yani A monomerinden oluşmuş polimer bloklarının B monomerinden oluşmuş polimer bloklarına bağlanması ile oluşan polimerlerdir. A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B
17
Blok polimerleşmesinin özel bir şekli de aşı polimerizasyonudur. A monomerlerinden oluşan makromolekül zincirine, B monomerlerinden oluşmuş oligomerlerin aşılanmasıdır. Böylece dallı kopolimer meydana gelir. B
A
B
B
A
A
A
A
A
B
B
B
A
B
B
A
A
B
A
A B B
A
B
B
A ve B monomerlerin polimer zinciri boyunca ardı ardına düzenlenerek oluşturduğu polimerler: A-B-A-B-A-B-A-B-A-B
Böyle düzenli polimer zincirleri genellikle poliadisyon ve polikondensasyon reaksiyonlarında oluşur. İki ayrı cins monomerin zincir boyunca dağınık sıralanmasıyla oluşmuş kopolimer: A-B-B-B-A-A-B-A-B-A-A-A
Aşı kopolimerler oluşurken aynı zamanda çapraz bağlı polimerlerde meydana gelebilir. B
A
B
B
A
A
A
A
A
B
B
B
A
B
B
A
A
B
A
A
A
B B
18
B
B
UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ İşlem Basamakları
Öneriler İş önlüğünüzü giyerek çalışma masanızı düzenleyiniz.
Analiz için standart (125x15x10 mm) ölçülü polimer numuneler alınız.
Çalışma ortamınızı hazırlayınız. Isıtma işlemini yaparken bekin hava ve gaz ayarını uygun şekilde yapınız.
Beki hazırlayınız.
Analiz yaparken alevin yüksekliğini 10 cm olarak ayarlayınız.
Numuneleri sırayla 1 dakika alevde tutunuz.
Numuneyi 450 lik açı ile bek alevine yaklaştırınız. Gözlemlerinizi not etmeyi unutmayınız.
Kronometre ile yanma süresini ölçünüz. İşiniz bittikten sonra tüm malzemeleri yıkayıp yerlerine kaldırınız. Amacınızı, işlem basamaklarınızı, sonucunuzu içeren bir rapor hazırlayınız.
Sonuçları rapor ediniz.
19
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıda verilen soruların doğru cevap şıklarını işaretleyiniz, verilen cümleleri doğru veya yanlış olarak değerlendiriniz, boşluklu cümleleri uygun terimlerle tamamlayınız. 1.
Aşağıda verilen polimerlerden hangisi kopolimerdir? A)Polietilen
2.
B)Polipropilen
C)Polistiren
D)Bütadien-Stiren
Aşağıda verilen özelliklerden hangisi polimerin özelliğidir? A) Genellikle çözücülerde kolay çözünürler. B) Bileşiklerinin elastikiyetleri yoktur. C) Zor çözünürler hem de çözünme şekilleri tamamen farklıdır. D) Çözeltilerinden veya eriyik halinden ince tabakalar meydana getirilemez.
3.
Polietilen aşağıda verilen sıcaklıkların hangisinde sıvı halde bulunur? A) 100 oC
B) 189 oC
C)290 oC
D)450 oC
4.
Isıtıldıklarında şekil değiştirmezler, yumuşamazlar, kalıplanamazlar, çapraz bağlı polimere ________________denir.
5.
Tek cins monomerin ________________denir.
6.
Polimerler sentez yöntemlerine göre kondensasyon ve katılma polimerleri olarak ikiye ayrılırlar. ( ) DOĞRU
7.
polimerleşmesiyle
elde
edilen
polimerlere
( ) YANLIŞ
Tabiattaki canlı varlıkların bünyelerinde oluşmuş ürünlere doğal polimerler denir. ( ) DOĞRU
( ) YANLIŞ
DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız sorularla ilgili konuları faaliyete dönerek tekrar inceleyiniz.
20
UYGULAMALI TEST Polimerlerin alkol, benzin ve yağlara karşı dayanıklılığını ölçmek için aşağıda verilen uygulama faaliyetini yaparak, raporunuzu yazınız. İşlemlerden sonra aşağıdaki kontrol listesini doldurunuz. Cevabı hayır olan soruları öğretmeninize danışınız. Gerekli malzemeler: 1. Beher 2. 120x15x10 mm ölçülü standart çubuklar 3. Alkol 4. Benzin
5.Yağ 6. Süzgeç Kâğıdı 7. Hassas Terazi
Değerlendirme Ölçütleri 1
İş önlüğünüzü giyip çalışma masanızı düzenlediniz mi?
2
Dayanıklılığını ölçeceğiniz polimerden 120x15x10 mm ölçülü standart çubuklar hazırladınız mı?
3
Bu çubukları hassas olarak tarttınız mı?
4
Üç adet temiz beher hazırladınız mı?
5
Beherlerden birine alkol diğerine benzin üçüncüsüne yağ koydunuz mu?
6
Beherleri 24 saat 20 oC ‘de beklettiniz mi?
7 8 9 10
Evet
Hayır
Numuneleri beherlerden çıkartıp süzgeç kâğıdıyla kuruttunuz mu? Hassas terazide numuneleri dikkatli bir şekilde tarttınız mı? Numune kütlesinin değişimini gerekli hesaplamalar yaparak % olarak buldunuz mu? Sonuçları rapor ettiniz mi?
DEĞERLENDİRME Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız. Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzu düşünüyorsanız öğretmeninize danışınız.
21
ÖĞRENME FAALİYETİ–2 ÖĞRENME FAALİYETİ – 2 AMAÇ Kuralına uygun olarak anilin ile epiklorhidrin den epoksit reçinesini elde edebilecek bilgi, beceri ve deneyime sahip olacaksınız.
ARAŞTIRMA
Polimerler nasıl elde edilir? Araştırınız.
Sanayide elde edilen belli başlı polimerlerin nasıl elde edildiğini araştırınız.
Doğal ve sentetik polimerler nerelerde kullanılır? Araştırınız.
2. POLİKONDENZASYON METODLA POLİMERİN SENTEZİ Polikondenzasyon reaksiyonları yüksek moleküllü bileşiklerin sentezi için çok kullanılan bir metoddur. En az iki fonksiyonlu grup ( COOH, NH2, OH vs.) içeren monomerlerin küçük bir molekül ayrılmasıyla ( H2O, NH3, HCl gibi) oluşturduğu polimerler polikondenzasyon polimerleridir. Poliesterler, poliamidler bu tür polimerlerdir. Polikondensleşme reaksiyonu kademeli olur, her kademede oluşan madde, karışımdan çok kolay ayrılır. Polikondensleşme reaksiyonlarında bir veya iki farklı fonksiyonel gruplu monomerler kullanılır. Örneğin;
HOOC
R
COOH
HO
Dikarboksilli Asit
HO
R
COOH
R
Oksiasit
H2N
OH
Diol
R Diamin
22
NH2
Polikondenzasyon reaksiyonunu aşağıdaki gibi gösterebiliriz: O
O (CH2)n
HOCH2
CH2OH + HO
(CH2)m
C
(CH2)n
C
O
OH
-H2O
O
O HO
C
(CH2)m
C
OH
Bu reaksiyon ortamından su ayrılır.Oluşan uzun zincirin bir tarafında hidroksil grubu, diğer tarafında karboksil grubu olur. Sonra zincirin hidroksil grubu asitin diğer bir molekülü ile veya zincirin karboksil grubu yeni bir alkol ile reaksiyona girerek zincirin büyümesine sebep olur. Aynı monomer moleküllerinin polikondenzasyonuna homopolikondenzasyon denir. Değişik monomerler arasında heteropolikondenzasyon reaksiyonu denir.
olan
polikondenzasyon
reaksiyonuna
Bifonksiyonelli monomerlerin polikondenzasyonundan lineer ( düz zincirli) polimer meydana gelir. İkiden fazla fonksiyonel grubu olan monomerlerin polikondenzasyonundan dallanmış ve çapraz bağlı polimerler oluşur. Böylelikle, fonksiyonel gruplu monomerlerin polikondenzasyonundan sanayide çok büyük önemi olan polimer maddeler meydana gelir.
2.1.Poliamid Reçineleri: Poliamid reçineleri amin ve karboksil gruplu monomerlerin polikondenzasyonundan meydana gelir. Bu fonksiyonel gruplar hem aynı bir monomerin, hem de muhtelif monomerlerin içinde olabilir. Onun için fonksiyonelli monomerlerin yapısına göre polikondenzasyon reaksiyonları muhtelif metodlarla yapılabilir. 1) Aminoasitlerin polikondenzasyonu: nNH2
(CH2)n
COOH
(
nNH2
(CH2)n
CO
)n + nH2O
2) Diaminlerin ve dikarboksilli asitlerin polikondenzasyonu: xNH2
[
(CH2)n
NH
NH2
(CH2)n
+
NH
yHOOC
CO
(CH2)m
(CH2)m
23
COOH
CO
]
+ (x+y)
(x+y) H2O
3) Diaminlerin dikarboksilli asitlerin esterleri ile polikondenzasyonu:
O xNH2
[
N H
(CH2)n
NH2 + xROC
(CH2)n
NH
CO
O (CH2)n
(CH2)n
C
OR
]x + 2 xROH
CO
4) Diaminlerin dikarboksilli asitlerin anhidritleri ile polikondenzasyonu: O
xNH2
[ N H
O
NH2 + x(CH2)
(CH2)n
O
O
C (CH2)n
N H
C
(CH2)n
C
]x + xH2O
C O
5) Diaminlerin dikarboksilli asitlerin klorürleri ile polikondenzasyonu:
xNH2
NH2 + xCl
(CH2)n
(CH2)n
N H
C
C
Cl
O
O [ N H
(CH2)n
C
(CH2)n
C
]x +
2 xHCl
Sanayide polikondensasyon reaksiyonu ile tekstil endüstrisinin temel ürünü olan ve büyük bir ticari öneme sahip olan poliamidler sentezlenir. Naylon adı verilen poliamidler ilk defa 1928’de H. Carothers ve arkadaşları tarafından keşfedildi. İlk poliamid, adipik asit ve heksametilen daiminden Naylon 6,6 olarak üretildi. NH2 + nHOOC
nNH2 (CH2)6
C
(CH2)4
C
NH
(CH2)6
naylon-6,6 24
(CH2)4
NH
COOH
Naylonlar (poliamidler) aşınmaya ve çekmeye karşı yüksek direnç gösterirler. Çok az nem çekicidirler. Kimyasal çözücülere, asit ve bazlara karşı dayanıklıdırlar. Poliamidler, elbiselik kumaş yapımında kullanılan iplerin (kord bezi) üretiminde ve metal parçaların yerini alabilen malzemelerin yapımında, elektirik tellerin izalasyonunda, sıvılar ve yağlarla peynir ve et ürünlerinin vakumlu ambalajında kullanılırlar. Sentetik iplik olarak ameliyat ipliği, kord bezi gibi çok çeşitli kullanım alanları vardır. Tekstil elyafı olarak paraşüt elbise yapımında kullanılır. Ayrıca epoksi reçineleri ile yapılarında bulunan amin gruplarının reaksiyonundan çapraz bağlı malzemeler elde edilebilir. Bu da araba kaplama, endüstriyel malzemeler yapımında kullanılır.
Resim 2.1: Mavi Köpük
2.2.Polikarbonatlar İlk polikarbonat çalışmaları 1898’de A.Einhorn tarafından, hidrokinon ve fosgen arasındaki reaksiyonla gerçekleştirildi. 1956’da polikarbonatlar ticari olarak üretilmeye başlandı. Bisfenol-A’nın keşfiyle polikarbonat üretimi de gelişerek arttı. Bisfenol-A, fenol ve asetonun reaksiyonundan elde edilir. Difenil karbonat ile Bisfenol-A’dan elde edilen polikarbonat en bilinen polikarbonattır. O
CH3 nHO
OH +
C
NaOH
nC O
CH3
C6H5 O C6H5
OH O
CH3 [
O
O
C CH3
25
C
]n +
( 2n-1)
Bisfenol-A fosgen ile de reaksiyona girerek polikarbonat verir: O
CH3 nHO
OH +
C
Cl
C
Cl
CH3
O
CH3 [
O
O
C
]n +
C
( 2n-1) HCl
CH3
Polikarbonatlar sert, dielektirik özelliklere sahip plastiklerdir. Sulu çözeltilere yeteri kadar dayanıklıdır. Darbeye ve yüksek sıcaklığa dayanıklıdırlar. Elektirik malzemesi, otomobil malzemesi, inşaat malzemesi olarak geniş çapta kullanılırlar. TV tüpleri, batarya kutu ve kapakları, hesap makinaları, buzdolapları, mutfak eşyaları gibi çok çeşitli alanlarda kullanılırlar. Ayrıca polikarbonat borularda kullanılırlar.
Şekil 2.2.Polimer
2.3.Poliüretanlar Diizosiyanatlarla dialkollerin verdiği polimerlerdir. nO
C
N
R
N
C
O + nHO R' OH
[ O
26
C
NH
R
NH
C O R' ]n
Poliüretanlar, mobilya sanayinde, koltuk minderlerinde ve yatak yapımında kullanılır. İki levha arasında iyi yapışma özelliğine sahiptir. Pratik olarak polikondensleşme metodu ile elde edilen polimerin molekül ağırlığı polimerleşme metodu ile elde edilen polimerlerin molekül ağırlığından az olur. Bunun sebepleri şunlardır. Polikondenzasyon reaksiyonu için kullanılan fonksiyonel gruplu monomerlerin içinde safsızlıklar olur ki, bunlar büyümekte olan polimer zincirinin durmasına sebep olur. Polikondenzasyon prosesinde yan reaksiyonlar meydana gelir, bu reaksiyonlar esnasında fonksiyonel grupların miktarı azalır ve polimer zincirinin büyümesi engellenir. Reaksiyonda oluşan küçük moleküllü bileşikleri reaksiyon ortamından ayırmak zor olur ve bunlar reaksiyonun ilerleyişini engeller. Meydana gelen makromoleküller ortamdaki monomerlerle tekrar reaksiyona girebilir ve neticede polimer zincirinin büyümesi zorlaşır.
27
UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ İşlem Basamakları
Reaksiyon balonuna yeni destillenmiş 9,1 ml anilin alınız.
Öneriler İş önlüğünüzü giyerek çalışma masanızı düzenleyiniz. Çalışma ortamınızı hazırlayınız. Reaksiyon balonunu önce çeşme suyu sonra saf su ile temizleyip kurumasını sağlayınız.
Reaksiyonu 60-65 0C ye kadar ısıttıktan sonra 23,5 ml epiklorhidrini damlatma hunisi ile 1,5 saatlik sürede yavaş yavaş damlatınız. Polimerler reaksiyon aygıtı ile gerçekleştirilir.
Karışımı bu sıcaklıkta 4 saat daha ısıtınız. Daha sonra sıcaklığı 50-55 0C ye kadar düşürünüz, Üzerine 1-1,5 saat müddetince 25 g (%40) NaOH çözeltisi damlatınız. Karıştırma işlemine 30 dakika daha devam ediniz. Reaksiyonu soğumaya bırakınız ve soğuduktan sonra ayırma hunisinde su tabakasını ayırınız. Kalan kısmı balona dökünüz. Üzerine 100-120 ml distile su ilave ediniz. 60-65 0C kadar ısıtınız, nötralleşene kadar bu işleme devam ediniz. İşiniz bittikten sonra tüm malzemeleri yıkayıp yerlerine kaldırınız. Amacınızı, işlem basamaklarınızı, sonucunuzu içeren bir rapor hazırlayınız.
Sonra kurutunuz. Sonuçları rapor ediniz.
28
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıda verilen soruların doğru cevap şıklarını işaretleyiniz, verilen cümleleri doğru veya yanlış olarak değerlendiriniz, boşluklu cümleleri uygun terimlerle tamamlayınız. 1.
Aşağıda verilen monomerlerden hangisi polikondensleşme reaksiyonuna girmez? A)Dikarboksilli Asit
2.
B) Oksiasit
C) Diol
D)Selüloz
Aşağıda polikondenzasyon metodu ile elde edilmiş sanayide çok önemli olan polimerler verilmiştir. Aşağıda verilen polimerlerden hangisi bu guruba girmez? A) Poliamid reçineleri C) Poliüretanlar
B) Polietilen D)Polikarbonatlar
3.
En az iki fonksiyonlu grup ( COOH, NH2, OH vs.) içeren monomerlerin küçük bir molekül ayrılmasıyla ( H2O, NH3, HCl gibi) oluşturduğu polimerler ________________ polimerleridir.
4.
Değişik monomerler arasında olan ____________________ reaksiyonu denir.
5.
Poliamid reçineleri amin ve karboksil gruplu monomerlerin polikondenzasyonundan meydana gelir. ( ) DOĞRU ( ) YANLIŞ
6.
Polikarbonatlar sert, elektiriği iyi iletmeyen özelliklere sahip plastiklerdir. ( ) DOĞRU
7.
polikondenzasyon
reaksiyonuna
( ) YANLIŞ
Bifonksiyonelli monomerlerin polikondenzasyonundan düz zincirli polimer oluşur. ( ) DOĞRU
( ) YANLIŞ
DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız sorularla ilgili konuları faaliyete dönerek tekrar inceleyiniz.
29
PERFORMANS TESTİ Aşağıda verilen malzemeler ile polikondenzasyon yöntemi polimer oluşturunuz. Ardından raporunuzu yazınız. İşlemlerden sonra aşağıdaki kontrol listesini doldurunuz. Cevabı hayır olan soruları öğretmeninize danışınız. Gerekli malzemeler; 1. Balon 2. Porselen Kapsül 3. Süzgeç Kâğıdı
4.Huni 5. Anilin 6. Formalin
7. Mantar 8.Alkol 9. Saf su
10. Isıtma düzeneği 11. Asetik Asit 12.Demir Levha
Değerlendirme Ölçütleri 1 2 3
Evet
Hayır
İş önlüğünüzü giyip çalışma masanızı düzenlediniz mi? Balona 18,6g taze destillenmiş anilin, 22,5 ml % 40’lık formalin aldınız mı? Oda sıcaklığında balonun ağzı kapalı olarak 1,5- 2 saat aralıksız karıştırdınız mı?
4
Bu süre içinde oluşan amorf tozu porselen kapsüle döktünüz mü?
5
Su ve etil alkolle yıkadınız mı?
6
Tozu süzdünüz mü?
7
Süzdükten sonra tozun üzerine 4 ml asetik asit döktünüz mü?
8
Kapsülü amyant tel üzerinde önce yavaş, sonra 130-140 oC ‘de 2 saat süreyle sarı veya turuncu renk oluşana kadar ısıttınız mı?
9
Oluşan kütleyi, demir levha üzerine döküp soğuttunuz mu?
10
Demir levha üzerinden ayırdınız mı?
11
İşi biten malzemeleri temizlediniz mi?
12
Sonuçları rapor ettiniz mi?
DEĞERLENDİRME Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız. Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzu düşünüyorsanız öğretmeninize danışınız.
30
MODÜL DEĞERLENDİRME MODÜL DEĞERLENDİRME Aşağıda verilen soruların doğru cevap şıklarını işaretleyiniz, verilen cümleleri doğru veya yanlış olarak değerlendiriniz, boşluklu cümleleri uygun terimlerle tamamlayınız. 1.
Aşağıda polimerlerin uzaydaki yapılarının isimleri verilmiştir.Hangisi polimerin uzaydaki yönelişini göstermez? A)Termoset
2.
C) Sindiotaktik
B) Poliamid
C) Polipropilen
D) Nişasta
Aşağıdaki polimerleşmelerden hangisi katılma polimeri değildir? A) Anyonik Polimerleşme B) Katyonik Polimerleşme
4.
D) Ataktik
Aşağıdakilerden hangisi sentetik polimer değildir? A)Polietilen
3.
B) İzotaktik
C) Termoplastik D) Serbest Radikal
Diizosiyanatlarla dialkollerin verdiği polimerin ismi aşağıdakilerden hangisidir? A)Poliamid reçineleri
B) Polietilen C)Poliüretanlar
D)Polikarbonatlar
5.
Monomerlerin molekülleri birbirlerine ………. …….. bağlanırlar.
6.
Poliolefinler, …….. …….. monomerlerden oluşan polimerlerdir.
7.
Polimerde tekrarlanan birimler iki yada daha fazla farklı monomerlerden oluşursa böyle polimerlere ……………. denir.
8.
Polikondensleşme metodu ile elde edilen polimerin molekül ağarlığı polimerleşme metodu ile elde edilen polimerlerin molekül ağarlığından az olur. ( ) DOĞRU
9.
Epoksi reçineleri ile yapılarında bulunan amin gruplarının reaksiyonundan çapraz bağlı malzemeler elde edilebilir. ( ) DOĞRU
10.
( ) YANLIŞ
( ) YANLIŞ
Polikondenzasyon prosesinde yan reaksiyonlar meydana gelir, bunlar esnasında fonksiyonel grupların miktarı azalır ve polimer zincirinin büyümesi engellenir. ( ) DOĞRU
( ) YANLIŞ
DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarı ile karşılaştırınız. Doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt yaşadığınız sorularla ilgili konuları faaliyete dönerek tekrar inceleyiniz.
31
PERFORMANS TESTİ Aşağıda verilen malzemeler ile polikondenzasyon yöntemi polimer oluşturunuz. Ardından raporunuzu yazınız. İşlemlerden sonra aşağıdaki kontrol listesini doldurunuz. Cevabı hayır olan soruları öğretmeninize danışınız. Gerekli malzemeler; 1. Balon 4.Fenol 7. H2SO4 2. Geri Soğutucu 5.Formaldehid 8.Sıcak Su Banyosu 3. Porselen Kapsül 6.Saf Su
Değerlendirme Ölçütleri 1
3 4
Karışıma 1N H2SO4 çözeltisi (fenole göre %3’lük) ilave ettiniz mi?
7
Balona geri soğutucu yerleştirerek su banyosunda yavaş yavaş ısıttınız mı? Karışımı kaynayan su banyosunda birbirinden farklı iki faz (katransu) olana kadar ısıttınız mı? Reaksiyon karışımı porselen kapsüle döküp, soğuttunuz mu?
8
Kapsülde üst kısımda biriken suyu döktünüz mü?
9
Kapsülde kalan reçineyi 60-70 oC de vakumda kuruttunuz mu?
5 6
Hayır
İş önlüğünüzü giyip çalışma masanızı düzenlediniz mi? Reaksiyon Balonuna 22,6g (0,24 mol)fenol ve 9,2 g formaldehit aldınız mı? Oda sıcaklığında iyice çözünene kadar karıştırdınız mı?
2
Evet
10 İşi biten malzemeleri temizlediniz mi? 11 Sonuçları rapor ettiniz mi?
DEĞERLENDİRME Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız. “Hayır” cevapları için öğretmeninize danışınız.
32
CEVAP ANAHTARLARI CEVAP ANAHTARLARI ÖĞRENME FAALİYETİ – 1’İN CEVAP ANAHTARI 1 2 3 4 5 6 7
D C D Termoset Homopolimer DOĞRU DOĞRU
ÖĞRENME FAALİYETİ – 2’NİN CEVAP ANAHTARI 1 2 3 4 5 6 7
D B Polikondenzasyon Heteropolikondenzasyon DOĞRU YANLIŞ DOĞRU
MODÜL DEĞERLENDİRME CEVAP ANAHTARI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A D C C Kovalent bağlarla Çift bağlı Kopolimer DOĞRU YANLIŞ DOĞRU
33
KAYNAKÇA KAYNAKÇA
BADOS, Pierre-Gilles de Gennes Jacques, çev. Anahid Hazaryan Kırılgan Nesneler, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, 2.Basım, Ocak 1999)
BAYSAL B., Polimer Kimyası (Genişletilmiş 2. Baskı), Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, 1994
BILMEYER F. W. ve E.A. Collins, Experiments in Polymer Science, Wiley,1973
KURBANOVA Refiga, Polimer Kimyası, Selçuk Ünversitesi, Konya,1995
İnternet Adresleri
www.balıkesir.edu.tr
www.pslc.ws
www.nanoscience.unimo
www.ocpdev.dept.shef.ac.uk
www.amrita.edu
www.esf.edu
www.ipt.arc.nasa.gov
www.chemsoc.org
34