Mühendislik Plastiklerinin Mekanik Davranışları

Polimerik malzemler yani Polietilen çubuklar ve levhalar , Kestamid Levha ve Çubuklar , Delrin Çubuk ve Levhalar,   hafif olmaları ve kolay işlenebilmeleri nedeniyle son zamanlarda önemli bir mühendislik malzemesi haline gelmişlerdir. Polimerler, üretimlerinin belirli bir aşamasında plastik kıvam aldıklarından ve bir kalıba enjekte edilerek kolaylıkla biçimlendirilebildiklerinden, endüstride plastikler olarak isimlendirilmektedir. Bunlara ayrıca organik malzemeler veya reçineler de denilmektedir. Plastik kelimesi isim olarak bir malzeme türünü belirtmesine karşın, sıfat olarak kalıcı şekil değiştirebilen cisim anlamında kullanılmaktadır. Örneğin metal plastiklik özelliği olan bir malzeme değildir, çünkü kalıcı şekil değişimine uğrayamaz.

   Büyük moleküllerden oluşan polimerlerin mekanik davranışları önemli ölçüde molekül yapılarına bağlıdır. Moleküler yapıda kovalent bağların yayılışına göre polimerler, ”lineer polimerler”  ve  “uzay ağı polimerleri” olmak üzere iki grupta toplanabilir. Lineer polimerler zincir şeklinde uzanmakta olup, molekül zincirlerindeki atomlar arası bağlar kuvvetli kovalent bağlar, zincirler arasındakibağlar ise zayıf van der waals kuvvetleridir. Uzay ağı polimerlerinde , lineer polimerlerden farklı olarak kovalent bağlar, üç boyutlu uzayda sürekli olarak uzanmaktadır. Lineer polimerle uzayağı polimerleri arasında bir yapıya sahip olan elastomerler ise, bükülmüş ve toprak şeklinde dolanmış uzun molekül zincirlerinden oluşur. Kuvvet etkisi ile bu toprakların açılması ve bağ dönmesi sonucu, büyük ölçüde tersinir davranış gösterdiklerinden, bunlara elastomer denmektedir.

    Endüstride polimerler, sıcaklık etkisiyle davranış yönünden de termoplastik ve termoset olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır.

    Termoplastik polimerler: Bunlar lineer polimerler olup, sıcaklık artınca yumuşarlar, soğutulunca sertleşirler ve yeniden ısıtıldıklarında tekrar yumuşarlar.  Termoplastik polimerler, diğer bir tanımla, yüksek sıcaklıklarda molekülleri parçalanmaksızın plastik şekil değiştirme yeteneğine sahip polimerler veya kısaca sıcakta biçimlendirebilen plastikler olarak tanımlanabilir.

    Termoset polimerler: Bunlar uzayağı polimerleri olup, ısıtıldıklarında yumuşarlar, soğutulduklarında sertleşirler ancak, termoplastik polimerlerin aksine yeniden ısıtıldıklarında tekrar yumuşamazlar termoset polimerler , diğer bir tanımla , sıcakta biçimlendirildikten sonra yüksek sıcaklıklarda kimyasal ve yapısal çözünme olmaksınız yumuşamayan ve işlenmeyen polimerlerdir.

    Yapısal melzemesi olarak, polimerik malzemelerle metalik malzemeler arasında önemli farklar mevcuttur. Polimerlerle çalışırken bu farkların iyice anlaşılması gereklidir. Bu bölümde özellikle polimerlerde görülen ve elastik birim şekil değişiminin gerilmeden başka zamana da bağlılığı olarak tanımlanan anelastisite açıklandıktan sonra, polimerik malzemelerin deformasyon ve sürünme özelliklerine  değinilmiştir. Son bölümde ise, polimerleirn kırılma ve tokluk özellikleri kısaca anlatılmıştır.