Molekül Ağırlığı Ortalamaları ve Dağılımları
Bir polimerdeki tüm polimerik zincirlerin tek bir yapı
biriminden oluşması, tüm zincirlerin birbirinin aynı olduğu anlamına gelmez.
Farklılıklar temelde zincirlerin boyutlarından ve doğrusallıktan sapmalarından
kaynaklanır. Bu durum polimerizasyon işleminin istatistik oluşumunun ve
kinetiğinin bir sonucudur.
Polimerizasyon işleminde meydana gelen polimerik zincirlerin
doğrusal olduğu ve farklı sayılarda yapı
birimi içerdiği kabul edilsin. Yapı birimlerinin sayısına "polimerizasyon
derecesi (DP)" denir ve bir polimerik zinciri tanımlayan en kantitatif ifadedir.
Pratikte, aynı amaçla, molekül ağırlığı (MW) kavramı kullanılmaktadır. Yapı
biriminin kimyasal yapısı bilinirse molekül ağırlığını hesaplamak oldukça
basittir; örneğin polistiren için, yapı biriminin molekül ağırlığı,
M1 = 104 g/g mol
olduğundan, polimerik zincirin molekül ağırlığı:
MW = M1 x DP
MW = 100000 olan bir polistiren
zinciri için:
DP = 100000 / 104 ~ 1000
kadardır
Bir polimer, 1cm3 'ünde 1019 dolayında
farklı uzunluklarda zincirlerin bulunduğu bir polimerik zincirler topluluğudur.
Böyle bir polimerdeki zincirlerin molekül ağırlığını tanımlayabilmek için
"ortalama" kavramına gereksinim vardır.
En basit ortalama yöntemi, bir kütle veya hacim polimerdeki
toplam yapı birimleri sayısını, toplam zincir sayısına bölmektir. Elde edilen
sayıya polimerizasyon derecesi sayı-ortalaması (DPn veya Pn)
ve bundan hesaplanan molekül ağırlığına da molekül ağırlığı sayı-ortalaması (Mn)
denir. Ayrıca molekül ağırlığı ağırlık-ortalaması (Mw),
molekül ağırlığı vizkozite-ortalaması (Mv) gibi, diğer
ortalama tarifleri de vardır.
Polimer zincirlerinin molekül ağırlığı Mi, sayısı
ni, ve ağırlık kesri wi ile gösterilirse, molekül
ağırlığı ortalamaları aşağıdaki eşitliklerle tarif edilir.
Molekül ağırlığı sayı-ortalaması:
Σ ni Mi Σ wi
Mn = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾
(1)
Σ ni Σ wi /Mi
Molekül ağırlığı
ağırlık-ortalaması:
Σ ni Mi2 Σ wi Mi
Mw = ¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ (2)
Σ ni Mi Σ wi
Molekül ağırlığı viskozite-ortalaması:
Σ ni Mi1+a Σ wi Mia
Mv = (¾¾¾¾¾)1/a = (¾¾¾¾¾)1/a (3)
Σ ni Mi Σ wi
Denklem(3) viskozite ölçümlerinden hesaplanan pratik bir
molekül ağırlığı ortalamasıdır. Bu ortalamayı hesaplamak için Mark-Houwink
bağıntısındaki a eksponentinin bilinmesi gerekir; bu bağıntı intrinsik (gerçek)
viskozite [h] ile molekül ağırlığı arasındaki ilişkiyi gösterir.
Rastgele sarımlar için, intrinsik viskozitenin saptandığı
çözücüye bağlı olarak a=0.5-1.0 arasındadır. Rigit (sert) çubuk moleküller için
a = 1.8 dolayında bulunur. a'yı sınırlayan değerler dikkate alındığında, Mv'nin
daima Mn'den büyük olduğu, fakat rastgele zincir sarımları
için a'nın en yüksek değerinde (a = 1) Mw'ye eşit olabileceği
görülür. a<1 olan polidispers (heterogen) bir polimer için,
Mw > Mv > Mn
olur. Molekül ağırlığı dağılımı genişlediğinde, çeşitli
molekül ağırlığı ortalamaları arasındaki farklar da büyür. Şekil-1'de tipik bir
polimerin molekül ağırlığı dağılım eğrisi verilmiştir.
Şekil-2: Düşük (L) ve yüksek (H) polidispers polimer örneklerinin molekül ağırlığı dağılımları. A = ortalama molekül ağırlığıdır.
Zincir uzunluklarının gerçek dağılımı modern jel-geçirme kromatografisi (GPC) ile saptanır. Böyle bir dağılım , herhangi bir molekül ağırlığındaki zincirlerin yüzdesini veya kesrini (F) gösterir; burada aynı molekül ağırlığı ortalaması (A) dolayında bir pik yapan dağılımlar üst üste binmiştir. Keskin pikler, çoğunluğu birbirine yakın molekül ağırlıklı zincirler olan dar dağılımları veya düşük polidispersiteyi (L) gösterir. Yayvan eğriler geniş dağılımları veya yüksek polidispersiteyi (H) belirtir. İki polimer örneği karıştırıldığında, karışımın molekül ağırlığı ortalamasının nasıl değiştiği Şekil-3'de gösterilmiştir.
Şekil-3: Düşük (L) ve yüksek (H) molekül ağırlıklı polimer örneklerinin
ve karışımın (B) molekül ağırlığı dağılımı.
Moleküller mimariyi en iyi tanımlayan özellik molekül-ağırlığı dağılım eğrileridir. Literatürde bu eğrilere fazla rastlanmaz, bazan tanımlanmamış molekül ağırlığı (MW) değerleri verilir, fakat Mn ve Mw değerlerinin verilmesi yönünde artan bir eğilim vardır. Mn ve Mw arasındaki fark, veya Mw / Mn oranı (polidispersite indisi, PDI) önemli bir göstergedir; PDI ~1 ise monodispers (homojen) polimerler, yani dar dağılımlar, PDI > 1 ise polidispers, yani geniş dağılımlar anlaşılır.
Molekül ağırlığı dağılımının, özellikle işlemede ve son
özelliklerin kazandırılmasında polimerik maddede çok etkili olduğu
bilinmektedir. Genel olarak yüksek molekül ağırlıkları bir polimerin
özelliklerini artırır, fakat akışkan haldeki akma direncini (viskozitesini)
yükselteceğinden polimerin işlenmesini zorlaştırır. Her polimer için en uygun
özel bir molekül ağırlığı dağılım aralığı saptanabilir, fakat özel işleme
koşulları ve farklı uygulamalar için değişik seviyelerde molekül ağırlığı
dağılımına gereksinim olur.
2. Moleküler
Mimari (Yapı)
Polimerik bir zincirdeki yapı birimleri, iskelet zinciri
boyunca "doğrusal" modelden sapmalar gösterir. Polimerizasyon
sırasında yan veya ikincil reaksiyonlar, yan zincirlerin veya dallanmaların
oluşmasına yol açarlar. Polimerizasyon koşullarına göre, dallanmalar farklı
şekiller gösterir. Dallanmalar az sayıda fakat uzun dallar şeklinde olabileceği
gibi, çok sayıda fakat kısa dallar şeklinde de olabilir; bu iki durum iki uç
hale örnektir. Normal bir dallanma uzun ve kısa yan zincirlerin bulunduğu
karışık dallanma halidir.
Dallanmanın polimerin özelliklerine etkisi Şekil-4'deki iki
uç hal olan L ve S zincirleri ve doğrusal U zincirinin kıyaslanmasıyla
açıklanabilir. Molekül ağırlıklarının birbirine yakın olduğu halde, doğrusal U
zincirleri dallanmış L zincirlerine göre farklı akış özellikleri gösterir;
dolayısıyla bunların oluşturduğu polimerlerin erimiş haldeki viskoziteleri ve
işlenme özellikleri de birbirinden oldukça farklıdır. S tipindeki zincirlerde
dallar kısadır, fakat çok sayıda ve rastgele dağılmışlardır; bu durum doğrusal
parçaların kristale-benzer bir yerleşime girme yeteneğini azaltacağından
kristallik derecesi ve sertlik düşük olur.
Böyle bir durum polietilen için oldukça karakteristiktir.
Alçak yoğunluklu polietilenin (AYPE) düşük kristalinitesi, zincirlerindeki kısa
dallanmaların çoğunlukla uzun dallar üzerinde de bulunmasıyla açıklanır (M
hali). Doğrusal (lineer) alçak yoğunluklu polietilen (LAYPE) ise S şeklinde bir
zincir yapısı gösterir; buradaki kısa dallanmalar bir kopolimerizasyon
mekanizmasıyla oluşturulur.
Şekil-4: Moleküler mimari. U = dallanmış hal, L = uzun dallanma, S =
kısa dallanma, M = karışık dallanma, B = iskelet, R = uzun dal, R’ = kısa dal.
3. Amorf Hal
Polimerik zincirlerin konformasyonuna (şekline) göre
polimerler iki halde bulunurlar: amorf veya kristalin. "Amorf"
sözcüğü şekilsiz demektir ve polimer için özel bir düzenin yokluğu anlamına
gelir.
Bütün polimerler yeteri kadar yüksek sıcaklıklarda ve
çözeltide amorf haldedir ve önemli ticari polimerlerin bir kısmı (yarısına
yakın) amorftur. Tek bir polimerik zincirin amorf haldeki şekli çeşitli
düzenlere girebilen bir boncuk zincire benzetilebilir. Böyle bir zincir yere
atıldığında dağınık şekillerde olabildiği halde avuç içinde birarada
toplanabilir; bu iki durumda zincirin detay özellikleri farklı, fakat genel
yapısı aynıdır.
Bazı koşullar altında (yüksek sıcaklık veya küçük çözücü
moleküllerin bulunması gibi) bir polimerik zincirin iskeleti boyunca dizilmiş
olan atom grupları veya atomları birleştiren kimyasal bağlar, bunların bazı
hareketleri yapmalarına izin verir; özellikle serbest veya kısmen engellenmiş
dönme hareketlerini yapabilirler. Relatif serbest dönme hareketleri rastgele
konformasyon özelliğin oluşmasına neden olur; bu şekillenmeye "rastgele
sarım konformasyonu" denir. Şekil-5'deki U modeli bu konformasyonu
gösterir.
Şekil-5: Moleküler konformasyonlar. U = düzenlenmemiş (rastgele), O = kısmen düzenlenmiş, S = tek zincir,
M = çoklu zincir, C ve C’ = tek zincirler, E = dolaşma.
Her polimerin karakteristik sıcaklık bölgesinin üstündeki sıcaklıklarda moleküler (Brown) hareketleri başlar ve polimerik zincirlerin parçalarında önemli yer değiştirmeler gözlenir. Molekül arası etkileşimler ve fiziksel dolaşma olayları da polimerik zincirlerin oldukça sıkı bir şekilde bağlanmasını sağlar; işte bu yapı polimerlerin sıvı-haldeki çok özel karakterlerini belirler.
Düşük sıcaklıklarda ve solvent moleküllerinin bulunmadığı
koşullarda sadece amorf polimerik zincirler rastgele konformasyonlarını
korurlar. Fakat moleküler hareketlerin yavaşlaması zincirlerdeki parçaların yer
değiştirmelerini büyük ölçüde engelleyeceğinden polimer katı-hal davranışları
gösterir. Amorf polimerler yüksek sıcaklıklarda canlı ve hareketli bir yılana,
düşük sıcaklıklarda ise donmuş ve hareketsiz bir sürüngene benzetilebilir.
Amorf bir polimere sıvı-haldeyken yük uygulanarak kısmi bir
düzenlenme sağlanabilir (Şekil-5, O). Ancak, yük kaldırıldığında polimer tekrar
eski rasgele konformasyonuna döner. Polimer yük altındayken, moleküler
hareketin önemsiz olduğu bir sıcaklığa kadar soğutularak kısmi amorf
düzenlenmenin bozulmaması sağlanabilir. Bu tip moleküler düzenlenme polimerlerin
özelliklerinde etkilidir.
4.
Çapraz-bağlanma ve Moleküler Şebeke (Ağ Örgüsü)
Şimdiye kadar bir polimerin, birbirinden bağımsız polimerik
zincirlerin bir topluluğu olduğu ve herbir zincirde sadece molekül içi kimyasal
bağların bulunduğu durumlardan söz edildi. Zincirler arasındaki süreksiz
fiziksel kimyasal etkileşimler oldukça zayıftır ve sıcaklığın artmasıyla
azalır; azalma bağımsız zincirlerin birbirinden uzaklaşarak serbestçe hareket
ettikleri ve akışkan hale geldiği sıcaklığa kadar devam. Bu tip polimere bir
"termo-plastik" veya "doğrusal polimer" de denir.
Bağımsız polimerik zincirler yerine, tüm malzemenin kimyasal
bağlarla birbirine bağlanmış polimerik bölgelerden oluştuğu ve "üç boyutlu
moleküler şebeke" adı verilen diğer bir polimerik maddeler sınıfı vardır
(Şekil-6).
Bağlar (C, zincir-arası bağlantılar) arasındaki polimerik
bölgede (I, bağ-arası zincir) çok az sayıda yapı birimi bulunursa, şebekeye
"sıkı" veya "yoğun" (T) şebeke denir; tersi durumda
"gevşek" veya "zayıf" (L) şebekeden söz edilir (Şekil-7).
Şekil-6: Polimerik moleküler şebeke. P = düzlem görünüm, S = üç boyutlu
görünüm, C = zincir arası bağ (çapraz bağ), I = bağ arası zincir.
Bir şebeke polimerin sertliği bunu oluşturan yapı birimlerinin doğasına bağlıdır ve sıcaklıktan etkilenir. Fakat çoğunlukla, sıkı şebekeler daha sert, gevşek şebekeler lastik malzemelere benzer daha yumuşak bir yapı gösterirler. Her durumda da, şebeke polimerler akışkan hale gelmezler.
Şebeke polimerin oluşabilmesi için iki temel mekanizma
vardır. Birincisi "iki-basamaklı şebeke oluşumu" mekanizmasıdır;
burada önce bir monomerin bağımsız polimerik zincirleri yapılır, sonra bu
zincirler arasında kimyasal bağlar oluşturulur (Şekil-8).
Şekil-8: İki basamaklı şebeke oluşumu. P = polimerizasyon basamağı,
çapraz-bağlanma basamağı, M = monomer, O = zincir çakışması, P = polimerik
zincir, C’ = çapraz bağ, I = bağ arası zincir.
Şekil-9: Doğrudan şebeke oluşumu. N = ilk durum, N’ = son durum, M =
monomer, C = çapraz bağ, P = polimerik zincir, I = bağ arası zincir.
Bu kimyasal zincir-arası bağlantılara "kimyasal çapraz bağlar", iki-basamaklı polimerizasyon mekanizmasının ikinci basamağına da "çapraz-bağlama" denir. Bu mekanizmayla oluşan şebekeler, genellikle, lastik özelliklerine benzer özellikler içeren gevşek şebekelerdir. Geleneksel lastik endüstrisinde iki-basamaklı mekanizma uygulanır; çapraz-bağlama işlemine "vulkanizasyon" veya "kürleme (sertleştirme)" adı verilir.
İkinci mekanizmaya "doğrudan şebeke oluşumu"
mekanizması denir. Burada, monomer molekülleri veya çok az polimerleşmiş
ön-polimer molekülleri anında polimerik bölgeler oluşturarak bunları şebeke
biçiminde birleştirirler (Şekil-9). Bu mekanizma ile elde edilen şebeke
polimerler daha sıkı ağ-örgüleri oluştururlar ve bu nedenle de sert katılar
gibi davranırlar. Termosetting reçinelerin termosetlere dönüştürülmesinde doğrudan
şebeke mekanizması uygulanır.
Tüm şebeke polimerler bir fiziksel tersinmez işlemin
sonucudur ve hiçbir fiziksel işlemle, oluşan madde başlangıç haline
döndürülemez; ayrıca, madde akışkan hale getirilemez. Çapraz-bağlar veya
zincir-arası bağlantılar kimyasal işlemlerle parçalanabilir; ancak bunun gerçek
bir pratik değeri yoktur.
Poliakrilamid (PA) jelleri gibi çapraz-bağlı jeller bir
solventle şişmiş üç-boyutlu polimerik şebekelerdir.
5.
Kenetlenmiş Polimerik Şebekeler (IPN)
Bazı ticari polimerik sistemler, kenetlenmiş polimerik
şebeke (interpenetrating network, IPN) teknolojisiyle üretilirler.
İki farklı tipteki makromoleküller karıştırıldığı zaman
karışım Şekil-10(0) da görüldüğü gibi bir dağılım gösterir; işleme koşullarına
bağlı olan oldukça büyük ayrı fazlar oluşur. Farklı makromoleküllerin moleküler
dağılımını kararlı hale getirmek için, her bir tipte Şekil-10(2)'de verilen
konfigürasyonda çapraz bağlama yapılabilir; böylece, iki kenetlenmiş şebeke
meydana gelir. Bu tip konfigürasyon, doğal süngerlerdeki esnek organik faz ve
sert inorganik fazın bağlantısına benzer. Bu konfigürasyona "tam IPN"
veya sadece "IPN" denir. Sadece bir polimerin şebeke halinde
bulunduğu polimerik yapıya "yarı-IPN" veya "SIPN" adı
verilir (Şekil-10/1).
Kimyasal şebekeler kararlı kimyasal bağlar veya
çapraz-bağlarla ilgili olduğu halde, bazan yüksek sıcaklıklarda kaybolan
fiziksel şebekeler de oluşur. Kimyasal şebekelerde polimerik sistem termoset,
fiziksel şebekelerde ise termoplastik tiptedir.
Çok sayıda ticari IPN sistem bulunur. Bazıları silikon
şebekelerinin, termoplastikler (PA, PET, PBT, PP, PMO, vs.), geleneksel
elastomerler (EPDM, etilen-akrilat, EVA, vs.), termoplastik elastomerler (TPE)
veya termosetler (poliüretanlar) ile birleşimidir. Diğer bir kısmı ise üretanların,
akrilikler, epoksi veya poliester reçineleri, PS, vs., ile olan birleşme
ürünleridir; bazı ürünlerde bunlar üç-bileşenli sistemler halindedirler.
İzosiyanatlar ve disiyanatlar, akrilikler, PC, PESU ve poliester karbonatlarla
birleşirler.
Şekil-10: Kenetlenmiş polimerik şebekeler (IPN). 0 = şebeke yok, 2 =
tam IPN, 1 = yarı IPN, H = birinci tip makromolekül, H’ = birinci tip şebeke, V = ikinci
tip makromolekül, V’ = ikinci tip şebeke.
Epoksi reçineler PSU, PESU, ve PEI ile beraber kullanılırlar. Termoplastik elastomerler (TPE), PA, PMO ve poliüretanlar (TPU) gibi termoplastiklerle birleşirler.
6.
Kopolimerler
Bir polimerizasyon işleminde bir monomer kullanıldığında
polimer zincirinde tek bir çeşit yapı birimi bulunur; böyle bir polimere
homopolimer denir. Bazı koşullarda, iki veya daha fazla monomerin yapı
birimlerinin aynı polimerik zincirde birarada bulunduğu polimerizasyonlar
yapılabilir. Böyle bir karışım yapıya "kopolimer" adı verilir.
Kopolimerizasyonun mekanizması ve elde edilen ürünün yapısı
basit değildir, karmaşık sorunların çıkabileceği çeşitli durumlarla
karşılaşılabilir. İki farklı monomerin oluşturdukları yapı birimleri A ve B,
bunların homopolimerleri PA ve PB ile gösterilsin (Şekil-11). Bu iki monomerden
elde edilen kopolimer P(A-B) şeklinde tanımlanabilir.
Rastgele Kopolimer: Şekil-11'deki birinci kopolimer
tipinde (R), A ve B birimleri zincir boyunca rasgele dağılmışlardır; yani, A ve
B'nin büyüyen zincire bağlanması rastgeledir (random). Elde edilen yapı
"rastgele kopolimer"dir ve "P(A-B)r" şeklinde gösterilir.
P(A-B)r'de PA ve PB polimerlerinin özellikleri bulunmayabilir.
Şekil-11: M = monomerler, H =
homopolimerler, R = rastgele kopolimer, B = di-blok kopolimer, B’ = çoklu-blok kopolimer, A = ardarda
kopolimer, G = graft kopolimer.
Klasik bir örnek, etilen ve propilenin kopolimeridir; her
iki monomerin homopolimeri kristallenebilen ve çevre sıcaklığında katı
plastikler şeklinde olduğu halde, 50/50 oranında monomerlerle hazırlanan
rastgele kopolimeri kristallenemez; bir kauçuk özelliğindedir (etilen-propilen
kauçuğu).
Stiren ve metil metakrilatın serbest radikal polimerizasyonu
ile bir rastgele kopolimer elde edilir.
Blok (Bölgeli) Kopolimer: İkinci kopolimer tipinde
(Şekil-11, B ve B') yapı birimleri uzun bölgeler halinde ayrı ayrı bloklar
oluştururlar: buna "blok kopolimer" denir ve "P(A-B)b"
şeklinde tanımlanır. Her bir blok, kopolimerde, kendi homopolimerinin
özelliklerini gösterecek kadar uzundur. Ayrıca, kopolimerin de kendine özgü
davranışları vardır. Bu tip kopolimerler, reaktöre monomerlerin aynı anda konulmasıyla
üretilirler.
Stiren ve izopren monomerleri, uygun koşullarda, blok
kopolimeri verirler.
Ardarda (Alternatif, Seçenekli) Kopolimer:
Şekil-11'deki A kopolimeri, A ve B yapı birimlerinin ardarda sıralanmasıyla
elde edilmiştir. Bu diziliş, yapı birimi A-B olan bir homopolimere benzer ve
böyle bir kopolimerin özellikleri de bir homopolimerde olduğu gibidir. Ardarda
kopolimerler P(A-B)a şeklinde gösterilirler.
Ardarda kopolimerizasyona örnek olarak stiren ve maleik
anhidritin kopolimerizasyonunu gösterilebilir.
Kontrol altında yapılan kopolimerizasyon işlemleri
geleneksel polimerlerin özelliklerinde sayısız modifikasyonlar sağlar. Ticari
polimerlerin çoğunda çok az ko-monomer bulunur ve bu bir modifier olarak görev
yapar. Pek çok ticari polimerde iki veya daha fazla ko-monomer bulunur. Üç ayrı
yapı biriminden oluşan polimere "terpolimer" adı verilir.
Graft Kopolimer: Polimer modifikasyonunun bir şekli
de A polimerik zincirine B bloklarının aşılanmasıdır. Burada B bloklarına
"aşılar" veya "graftlar" denir. A yapı birimleri içeren ana
iskelet zinciri modifiye edilmemiştir. Böyle graft kopolimerler
"P(A-B)g", normal olarak iki kademede üretilir. Önce PA homopolimer
zincirleri polimerleştirilir, sonra iskelet üzerindeki uygun yerlere,
polimerizasyonla, graftlar yerleştirilir.
Bu teknik, az miktarda bir modifiyer polimerin, çok iyi
dağıtılarak, graftlar şeklinde zincir aralarına yerleştirilmesine olanak verir.
Kırılgan plastiklerin kauçuk modifikasyonu tipik bir örnektir; düzgün
kopolimerizasyon boyunca kauçuk blokları graftlanarak polimerin kırılganlığı
azaltılır. Polar olmayan polimerin maddelere yapışma özelliğini artırmak için
polar özellikler içeren graftlar çekilir.
Graftlar dallanmalara benzediğinden dal uzunluğu ve sıklığı
önemli kavramlardır.
Graft kopolimerlere örnek olarak metil metakrilat ile
graftlanmış uzun stiren zincirlerini gösterebiliriz.
Bazı kopolimerler kimyasal olarak, az sayıda atomların
(çoğunlukla hidrojen atomları) diğer atomlarla veya atom gruplarıyla yer
değiştirmesiyle modifiye edilirler. Yer değiştirme (sübstitüsyon) sadece tüm
yapı birimlerini etkilemekle kalmaz, farklı yapı birimlerini farklı şekillerde
etkiler.
Modifiye polimer, bu durumda, tanımlanabilen tek bir yapı
birimi (homopolimer) veya iki farklı yapı birimi (kopolimer) içeremez. Modifiye
terimine ilave olarak, bazan, "polimer türevi" tanımı kullanılır.
Modifiye polietilenler (CPE ve CSPE) ve poli(vinil klorür)
(CPVC) veya selüloz türevleri (CN, CA, CAP, CAB, EC) tipik örneklerdir.
7.
Polialaşımlar
Polimerik maddeler üzerinde yapılan geniş araştırmaların bir
kısmı, büyük miktarlarda fakat sınırlı sayıda üretilen, önemli ticari
homopolimerler ve kopolimerlerin karışımını kapsamaktadır. Çalışmalarda izlenen
ana hedefler fiat, özellikler ve işlenebilirliktir. Bu kısımda anlatılacak olan
karışımlar, kimyasal bağ oluşumu veya kopması gibi kimyasal reaksiyonlarla
ilgili değildir.
İki polimerin çok iyi karışması nadiren olasıdır. Pek çok
polimer çifti hiç karışmayabilir (veya birbiri içinde dağılmaz). Örneğin,
polistiren ve polipropilen bu tip polimerlerdir. Bunlara "uyumsuz"
polimer çiftleri denir.
İki farklı tipte moleküller içeren ve homojen (tek-fazlı)
karışımlar oluşturabilen polimer çiftleri oldukça azdır. Bunlarda, karışımda
bulunan yapı birimlerinin kimyasal yapılarını etkileyen molekül arası
etkileşimler oldukça yüksek seviyededir. Bu tip karışımlar pek çok yönden basit
sıvı çözeltilerine benzerler, sıcaklık ve konsantrasyon gibi faktörler
çözünürlüklerinde önemli bir rol oynar. Klasik örnekler arasında poli(vinil klorür)
ve nitril kauçuğu ile polifenilen oksit ve polstiren gösterilebilir; bu
polimerlerin homojen karışımları "M(PVC/NBR)" veya M(PPO/PS)" kodlarıyla
tanımlanır.
Üçüncü tip polimer çiftleri, karışmayan ve karışan polimer
çiftlerinin arasında özellikler gösterirler. Bazı koşullar altında,
polimerlerden biri diğer polimerin matriksi içinde dağılmış halde bulunur; bu
durumda, iki fazın kenetlenmesinden söz edilir. Fazlar arasında önemli bir
birleşme (yüzey arasında veya sınırda bağlanma veya yapışma) olacağından düzgün
bir dağılma elde edilir. Bu tip polimer çiftlerine "uyumlu"
polimerler denir.
Şekil-12: Faz dağılması ve dağılımı. D = dağılma, F = ince dağılma, C =
kaba dağılma. D’ = dağılım, G = ince dağılım, P = zayıf (fena) dağılım. M =
matriks (birinci faz), A = küçük tanecikler (ikinci faz), P = büyük tanecikler
(ikinci faz).
Karışan polimer çiftleri (tek-fazlı) homojen, uyumlu polimer
çiftleri (ikifazlı) heterojen "polialaşımlar" olarak tanımlanırlar ve
genellikle "A(PA/PB)" şeklinde gösterilirler. "Polikarışım
(poliblend)" terimi de aynı anlamda kullanılır. Ara polialaşımlar da
vardır. Bunlarda her bir polimerin birarada bulunduğu ayrı bölgeler bulunur,
fakat yüzey-arası bölgedeki molekül-arası etkileşim ve karışma, bölgeler arasındaki
sınırları zayıflatır. Heterojen polialaşımlarda birinci faz olan matrikste(M)
ikinci fazın(P) dağılma şekli polialaşımın özelliklerini saptar (Şekil-11).
Dağılmanın ince veya kaba oluşu, ikinci fazdaki taneciklerin sayısına ve
dağılımın iyi veya fena olmasına yansır.
GERİ (poimer kimyası)