Polimerlerde
çatlama, nanokompozit polimerik malzemelerin oluşturulmasına ve polimer filmler
ve fiberlere çeşitli özel katıkların katılması için uygulanan oldukça yeni
etkili bir yüksek-teknolojik yaklaşımdır. Bu teknoloji polimerde gözenekli bir
nanoyapı yaratmaya ve içine çeşitli katkı maddelerinin konulmasına dayanır. Proses,
çeşitli deformasyon koşulları altında gerçekleştirilir; stres seviyesi, deformasyonun
oluşabileceği ortam, sıcaklık, germe (stretch) hızı, v.s. gibi. Katkı maddeleri
fiber veya filme yanmama, bakterisit aktivite gibi yeni özellikler kazandırır.
Polimer, havada
gerilmenin aksine, adsorpsiyon-aktif bir sıvı ortamda gerildiğinde,
kendiliğinden bir nanoporöz sistem ortaya çıkar ve gelişir; böyle bir sistem
böyle deforme olmuş polimerin tüm hacmine yayılır ve gözenekler çevrelendiği
sıvı tarafından sürekli doldurulur. Polimer gerilmesinin ilk aşamasında (verim
veya akma noktasına kadar) yüzeyinde bir takım çatlaklar (Şekil) ortaya çıkar;
çatlaklar sabit genişliğini hemen hemen koruyarak (yüzlerce nanometre) germe
eksenine dik doğrultuda büyür. Bu proses büyüyen çatlaklar örnek kesitini
geçene kadar devam eder; bunu, germe ekseni yönünde çatlakların genişlemesiyle
polimerin yüksek derecede düzenlenmiş bir fiber haline dönüşmesi izler. Polimerin
önemli bir kısmı yönlendirilmiş yüksek dispers halde transfer edildiğinde,
oluşan gözenekli (poröz) yapı, deforme olmuş polimerin gözeneklilik, ortalama
gözenek boyutu ve spesifik yüzey alanı kesitinde belirgin bir azalma ile çöker.
Çökme sırasında, nanogözenekleri dolduran sıvının bir kısmı mekanik olarak
yakalanır. Bu sıvı adsorpsiyon-aktif bir ortamda bir modifier çözeltisi ise,
yapının çökmesine, sıvının çevreleyen alana salınması ve çözünmüş modifikatörün
(nanoboyutlu) mekanik olarak yakalanması eşlik eder.
Çatlama
teknolojisinin diğer önemli bir uygulaması, optik özelliklerini geliştirmek
için polimer filmlerin ve fiberlerin yüzeyinde sürekli bir modda mikro- ve
nano-kabartmaların oluşmasıdır.
(a) Polimerlerde çatlamanın bireysel aşamalarının şematik
gösterimi: I. çatlamanın başlaması; II. çatlama büyümesi; III. çarlakların
genişlemesi,
(b) n-propanolde deforme olmuş bir polietilen tereftalat örneğinin elektron mikrafoğrafı (× 1000)
(b) n-propanolde deforme olmuş bir polietilen tereftalat örneğinin elektron mikrafoğrafı (× 1000)
