Motor soğutma sistemleri için ekstrüzyon yöntemiyle polifenilen sülfit (PPS) boru üretimi ve üretim parametrelerinin optimizasyonu

Abstract

Plastikler ve plastik kompozitleri, hafif olmaları, kolay işlenebilmeleri, ucuz olmaları ve geri dönüştürülebilir olmaları sebebiyle günümüzde en yaygın kullanılan malzemelerin başında gelmektedirler. Katı cisimler halinde şekillendirilebilirler ve sentetik ya da yarı sentetik olarak bulunabilirler. Günlük hayattan yüksek teknolojik sektörlere kadar çok geniş bir kullanım alanına sahiptirler. Sahip oldukları gelişmiş özellikler sayesinde seramik ve metal malzemelerin yerine tercih edilmektedirler. Ayrıca üretim maliyetlerinin düşük olması ve şekillendirme kabiliyetlerinin yüksek olması da plastikleri diğer malzemelere göre öne çıkarmaktadır. Plastikler kimyasal yapılarına ve sıcaklık davranışlarına göre termosetler ve termoplastikler olarak ikiye ayrılırlar. Termosetler belli bir sıcaklığın üzerinde kimyasal bir reaksiyona girerek çapraz bağ oluştururlar. Çapraz bağlanma termosetlerin deformasyona karşı dirençli olmasına sebebiyet veren ve tersine çevrilemeyen bir işlemdir. Termoplastikler ise çapraz bağ yapısına sahip değillerdir. Sahip oldukları zayıf bağlar sıcaklık etkisiyle birlikte yumuşamalarına ve erimelerine yol açar. Soğutulduklarında ise bu bağlar tekrar oluşurlar. Bu özellikleri sayesinde termoplastikler defalarca şekillendirilebilirler ve en önemlisi de geri dönüştürülebilirler. Termoplastikler, şekillendirme kabiliyetlerinin yüksek olması, seri üretime daha uygun olmaları ve geri dönüştürülebilir olmaları sebebiyle birçok sektörün ileri endüstriyel uygulamalarında termosetlere kıyasla daha çok kullanılırlar. Enjeksiyon, ekstrüzyon ve şişirme gibi birden çok prosesle üretilebilirler. Üretim işlemleri sırasında herhangi bir kimyasal reaksiyon gerçekleşmediği için diğer tip polimerlere göre daha kısa işlem sürelerine sahiptirler. Termoplastikler, yapılarındaki molekül zincirlerinin karışık yapısı ve kristalizasyon işleminin zor gerçekleşmesi sebebiyle hiçbir zaman tamamen kristalin yapıya sahip olamazlar. Tamamen amorf bir yapıya sahip olabilecekleri gibi hem amorf hem de kristalin faz içeren bir yarı kristalin yapıya da sahip olabilirler. Yarı kristalin polimerlerin kimyasal ve fiziksel özellikleri, yapının kristalinite oranıyla doğrudan alakalıdır. Plastiklerin kristalinite oranının artmasıyla birlikte, akma mukavemeti, çekme mukavemeti, kimyasal direnci gibi özelliklerinde de artış yaşanmaktadır. Kopma uzamasında ise bir azalma meydana gelmektedir. Plastik yapının kristalinite oranı ise üretim prosesi ile doğrudan alakalıdır. Termoplastikler termal kararlılıklarına göre standart plastikler, mühendislik plastikleri ve yüksek performans plastikleri olmak üzere üç gruba ayrılırlar. Standart plastiklerden yüksek performans plastiklerine doğru gidildikçe plastiklerin uzun dönem çalışma sıcaklıklarında bir artış görülmektedir. Bununla birlikte maliyetlerinde de bir artış görülmektedir. Polifenilen Sülfit yarı kristalin yapıya sahip olan ve yüksek performans plastiği grubuna giren bir termoplastik polimerdir. Yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek kimyasal direnci ve yüksek mekanik dayanımı sayesinde zorlu ortamlarda çalışmaya uygun bir malzemedir. 200 ⁰C uzun dönem çalışma sıcaklığına sahip olması, düşük yoğunluğu ve oda sıcaklığında çözücüsü olmaması sebebiyle otomotiv sektörü için vazgeçilmez bir malzemedir.