Polimerler; Yapı ve Özellikler (structure and properties)

1. Polimerler ve Polimerik Zincirler

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.

 h = K Ma                                                      (4)

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 MvMn

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-1: Tipik bir polimerde molekül ağırlıkları dağılımı


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.


Şekil-7: Şebeke yoğunluğu T = sıkı, L = gevşek.


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)