Plastik Hakkında Bilgiler

Plastikli sanayinin nitroselüloz’un ticari üretimi ile (1868) başladığı kabul edilir. Bu ise yaklaşık 130 yıl öncesi demektir. Nitro selülozu takiben, tarihi süreçte ikinci sentetik plastik olan fenol- formaldehit esaslı polimerler gelişmiştir. Bunların üretimleri ise bu tarihten yaklaşık 40 yıl sonra gerçekleştirilmiştir. Bu ve bunları izleyen diğer plastik malzemelerin temel yapı taşları ve hammaddeleri olan polimerler, 19. asrın ikinci yarısındaki bazı deneme çalışmalar sonunda ve birçoğu tesadüfen ortaya çıkmıştır. Temel olarak doğada 3 farklı malzeme olduğunu ve bunların yaygın olarak kullanıldığını biliyoruz. Bunlar; polimerik malzemeler, metalik malzemeler ve seramik malzemeler olarak sıralanabilir.

Kolaylıkla el verenler metalleri oluştururlar. Ametaller ise polimerleri oluştururlar. Metalik ve ametalik elementlerin karışımı ise seramiklere yol açar. Bu üç temel malzeme arasında şu farklılıklar vardır. Metaller ısıyı ve elektriği iletirler. Parlaktırlar, genellikle serttirler, elektron vererek tepkimeye girerler. Yoğunlukları 1’den yüksektir. Polimerler, elektrik ve ısıyı iyi iletmezler, genellikle sağlam veya donuk görünümlüdürler. Yoğunlukları küçüktür, 1 civarındadır, hafiftirler. Özellikle bu farklılıklar nedeni ile de farklı uygulamalar için metaller veya polimer tercih edilir. Metallere göre polimerler tercih edilmiştir. Böylece polimer malzemelerden değişik özellikte plastik üretilmiştir.

Polimer maddelerin yıllık tüketimi tüm dünya ülkeleri için 150 milyon ton/yıl’dan fazladır. Ülkemizde tüketim yaklaşık olarak bu miktarın yüzde biri kadardır. Çok eski tarihlerde kullanılan polimerik malzemelerin başında selüloz,nişasta, doğal kauçuk vb. gibi açığa doğru polimerler gelir Doğal polimerler, işlenme zorluğu ve bazı fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinin yetersizliğinden dolayı yerlerini yarı sentetik ve daha sonra sentetik polimerlere terk etmişlerdir. İlk polimer malzemesi 1863’de S. Hyatt tarafından keşfedilen selüloiddir. Yarı sentetik bir polimer olan selüloid pamuk selülozundan elde edilmiştir. Ancak modern plastik endüstrisi L. Baekeland tarafından bakalit sanayii çapında üretilmesiyle 1989’da başlar. Fenol formaldehit reçinesi olan bakalit telefon ahizeleri gibi plastik ürünlerin yapımında kullanılmıştır. 1924’e kadar polimer yapılarının “Koloid agregat” halinde bulunan küçük moleküllerinden oluştuğu sanılırdı. H. Staudinger yaptığı büyük çapta incelemelerin sonucu olarak, plastiklerin zincir şeklinde makromoleküllerden oluştuğunu ve bu moleküllerin birbiriyle kovalent bağlanan küçük ünitelerden meydana geldiğini göstermiştir. Yukarıda bahsedilen fikre dayanarak, polimer sanayi hızla gelişmiş ve 1927’de selüloz asetat ve polivinil klorür, 1928’de polimetilmetakrilat 1929’da üre- formaldehit reçineleri elde edilmiştir. Bunları daha sonra 1932’de polietilen, 1934’de naylon, poliakrilonitril, stiren-akrilonitril ve polivinil asetat, 1937’de poliüretan, 1939’da teflon ticareti adıyla tanınan poli(tetrafloroetilen) 1941’de polietilentereftalat, ve orlon ticari adıyla tanınan poliakrilonitril fiber takip etmiştir.

Plastiklerin gelişiminde önemli bir aşama, bu malzemelerin cam, grafit ve karbon elyafları ile karıştırılarak kuvvetlendirilmiş plastiklerin elde edilmesidir. Bu malzemelerin mekanik özellikleri, metallerin seviyesine ulaşmakta ve birçok uygulama alanında plastikler metallere rakip olmaktadır.

Plastikleştiriciler

Plastik nedir? Plastik petrolden elde edilir. Plastik polimer şeklinde tanımlanan bileşik sınıfına girer. Polimer monomer adı verilen küçük moleküllerin kovalent bağlarla birbirine bağlanmasıyla oluşturduğu iri moleküller olarak tanımlanır.

Günümüzde yaygın olarak kullanılan plastiklerin bir bölümünün camsı geçiş sıcaklığı, Tg oda sıcaklığının üzerindedir. Bilindiği gibi Tg’nin altında polimerler camsı ve kırılgandır. Bu sıcaklığın üzerinde ise genellikle kauçuğumsu davranış gösterirler. Ve çarpma dirençleri yüksektir. Selülozikler, viniller, akrilikler, vb. gibi polimerlerin camsı geçiş sıcaklıklarını düşürmek başka bir ifadeyle bu polimerleri yumuşatmak için plastikleştiriciler kullanılır. Buna tipik örnekler PVC’dir. PVC’nin Tg’si 80o C dir. Bu değer uygun miktarda plastikleştirici ilavesiyle 0o C ye kadar düşürülebilir.

Plastikleştiriciler yüksek kaynama noktasına sahip organik sıvılar veya düşük erime noktası gösteren katılardır. Plastikleştiriciler “iç plastikleştiriciler” ve “Dış plastikleştiriciler” olmak üzere başlıca iki grup altında incelenebilir.

a) İç Plastikleştiriciler

Bunlar polimerlerin sentezi sırasında kullanılır. Esas polimerik yapıyı oluşturan monomere, komonomer olarak bağlanır ve polimer zinciri üzerinde yer alırlar. Bu amaçla Tg’si düşürmek istenen polimerin monomeri ile Tg’si düşük bir monomer kopolimerleştirilir. Sonuç kopolimerin Tg’si bu iki monomerin saf polimerinin Tg’leri arasında bir değerdedir. Monomerlerin oranı ayarlanarak istenilen Tg değerine ulaşılabilir.

b) Dış Plastikleştiriciler

Daha yaygın olarak kullanılan türdür. Bunlar polimerin işlenmesi (şekillendirilmesi) sırasında yapıya ilave edilir. Çok basit bir ifadeyle polimerik yapıda seyreltici rolü oynarlar. Polimer zincirler arasına girerek, ikincil kuvvetlerin etkisini azaltır, böylece yapıyı yumuşatırlar.

Plastikleştiricilerin polimer ile uyuşabilmesi uygulamada dikkat edilmesi gereken en önemli özelliktir. Ayrıca, iyi bir plastikleştiricinin, toksit olmaması, yanmaz olmaması, yanmaz olması, etkisini uzun süre devam ettirmesi ve tatsız olması? beklenir.
Plastiklerin Özellikleri ve Kullanım Alanları
Çeşitli plastik tipleri vardır. Kimi yün kadar yumuşak, kimi ise çelik kadar sağlamdır. Sıcak suda eriyen olduğu gibi alevde dayanıklı olanları vardır. İnce Lexan plastiği tabakası kısa mesafeden ateş eden 38 kalibrelik bir tabancanın kurşununu durdurur. Tüm plastiklerin tek ortak yönü hepsinin kimyacıların buluşu olmasıdır. Hiçbiri yün ve ipek gibi doğada bulunmaz. Yapıları çok basittir.

Binlerce plastik türü olmakla birlikte bunları sıcakta sertleşen ve sıcakta kalıplanan plastikler olmak üzere iki ana grupta toplamak mümkündür. Sıcakta kalıplanan plastikler erirler ve istenilen şekile girerler. Her defasında soğurken sertleşirler. Sıcakta sertleşen plastik ısıtıldıktan ve tekrar şekil verdikten sonra tekrar ısıtılınca şekil değiştirilmez.

Sıcakta sertleşen plastikler tekrar tekrar kullanılır. Hurda plastikleri de yeniden kullanmanın bir yolu bulunursa çok önemli bir kazanç elde edilecektir. Ne yazık ki günümüzde hurda plastikleri yeniden değerlendirmek çok zordur. Çünkü çeşitli plastik türlerinin bileşimleri birbirinden çok farklıdır. Bu farklılıktan dolayı geri dönüşüm yapılmamaktadır. Plastiklerin çoğu karbon ve hidrojen içeren moleküllerden meydana gelmişlerdir. Kimyacılar molekülleri birleştirerek zincirler meydana getirirler. Her zincir büyük bir moleküldür. Bazen bu moleküllerin bir kısmının binlerce bağlantısı olur. Bunlar kuvvetle ısıtılmaksızın erimezler. Bu uzun yapılı molekül zincirli maddelere polimerler denir.

Plastiklerin adlarının başında sık sık poli (çok) ekine rastlanır. Örneğin propilen denilen plastikler propilen gazının uzun molekül zincirlerinden oluşurlar. Molekül zincirleri bazen işlemlerde geçerek dallara ayrılır. Dallar şeklinde sıralanma çok kuvvetli değildir. Dallara ayrılan plastikler kolaylıkla eriyebilirler. Bunlar yumuşak ve esnektir. Oyuncak bebek ve deterjan kutuları yapımında kullanılırlar. Üçüncü çeşit bir polimer daha vardır; çapraz bağlı polimer diye bilinir. Bu polimerde, molekül zincirleri öbür moleküllerin zincirleri ile bağlıdır.

Bu yolla elde edilen sıcaklıkta sertleşen plastikler çok sağlam ve çok yüksek sıcaklıklar dayanıklıdırlar. Kimyacılar ilker madde olarak yağdan başlayarak, çok sayıda çeşitli maddeler elde ederler. Bütün hammaddelerin en kullanışlısı etilen gazıdır. Etilen plastiklerinin en fazla tanınanı ve en basiti polietilendir. Hafif kovalar ve taslar, ayrıca deterjan şişeleri bu maddeden yapılır. Propilen ve bütilen gazları da çok sayıda plastiğin yapımında kullanılır. Benzen, plastiklerin yapımında kullanılan diğer bir hammaddedir. Benzen, naylon ve terilen gibi yapay liflerin yapımında kullanılan bir başlangıç maddesidir.  Plastikler doğal ve yapay olmak üzere 2’ye ayrılır.

Doğal Plastikler

İlk elde edilen plastikler doğal plastiklerdir. İlk plastikler selüloz nitrattan yapılan saf plastiklerdir. Bunlar bitkilerdeki selülozdan yararlanılarak yapılmıştır. Selüloz nitrat kafur ve kunduz yağı gibi iki bitkisel madde ile birleştiğinde bir plastik elde edilir.

1868’de selüloz nitrat, kafur ve alkol kullanılarak bunun genleşmiş bir şekli elde edildi. Buna selüloid adı verildi ve genellikle fotoğraf ve sinema filmi gibi maddelerin yapımında kullanıldı. Fakat selüloid kolaylıkla tutuşabildiğinden yerini selüloz asetat ve etil selüloz gibi selüloz plastiklerine bıraktı.

Yapay plastikler

XV. yüzyılın başlarında yapay plastikler yapıldı. Bu plastikler labaratuarda tamamen kimyasal maddelerden elde edildi.

Dünyamızda 1980 yılında toplam 61 milyon ton plastik üretilmiş, bu miktar 1990’larda % 130 artışla 140 milyon tona ulaşmıştır. Üretilen bu plastik malzemenin büyük çoğunluğu kullanıldıktan sonra fonksiyonu kaybetmekte ve plastik atık olarak atılmaktadır. Ülkemizde de sayıları yaklaşık 2500 dolayında olduğu tahmin edilen plastik işleyen firmalar en yaygın olarak AYPE, YYPE, PP, PVC, PS ve PET gibi plastik maddeleri tüketmektedirler. Plastikler işlenmeleri sırasında dikkate değer bir kirlilik göstermekte ancak kullanıldıktan sonra atılması ile çevreyi önemli boyutlardaki kirletmektedir.

Gerçektende çok yaygın olarak kullanılan plastik ambalaj malzemesinin doğa koşullarında uzun yıllar parçalanmaması ve bozulmadan kalması bu kirliliğin her geçen gün artmasına neden olmaktadır. Ayrıca yoğunlukları düşük olduğundan atıklar içinde göze en fazla çarpanlar plastik ürünleridir. Bunun sonucu olarak ta önemli bir çevre kirliliği oluşmaktadır. Atık plastiklerin yeniden değerlendirilmesinin bir boyutu da ekonomiktir. Yoğun kimyasal hammadde üretimi ve bu maddeden üretilen plastik maddelerin yeniden değerlendirilerek ekonomiye katkıları sağlanmalıdır.

Atık plastiklerin değerlendirilmesinde teknolojik ve ekonomik hususların yanında organizasyon sorunu da önemlidir. Organizasyon ise plastik atıkların bulunması, toplanması, sınıflandırılması, yeniden değerlendirme mahalline gönderilmesi, ürünlerin pazarlanması gibi bir çok hususu içermektedir. Örneğin, İstanbul’da ilkbahar ve yaz aylarında plastik oranları genelin üzerine çıkmaktadır. Ancak plastik atıkların içindeki plastik türleri ülkemizde sağlıklı bir şekilde saptanamamıştır. 1985 yılında yapılan bir araştırmada İstanbul’daki katı atık içindeki plastiklerin % 70’e yakın bir bölümünün polietilen esaslı olduğunu ortaya koymuştur. Bu miktar çevre kirliliğini yaratmasının yanında önemli bir ekonomik değer oluşturmaktadır.Ayrıca katı atıklarında ilerleyen yıllarda yüzdelerinin artması endüstrileşme sürecinin bir göstergesi de sayılabilir.

TÜRKİYE’DE VE DÜNYADA PLASTİK Türkiye’de plastik geri dönüşüm ile ilgilenen çok az kuruluş vardır. Bunlardan İzmit Yarımca’da kurulan ilk PET geri dönüştürülmek amacı ile kurulan fabrikanın yanına daha sonra ikinci bir fabrika ilave edilerek YYPE geri dönüşümü yapılan Yeşil Plastik adlı fabrika kurulmuştur.

1996 yılı itibariyle polimerik maddelerin yıllık tüketimi 150 milyon tonu aşmış bulunmaktadır. Söz konusu tüketimin 2000 yılında 200 milyon tonu aşacağı tahmin edilmektedir. Uygulama alanları ise giderek çeşitlenmekte olup, günlük hayatımızdaki uygulamalardan havacılık ve uzay sanayi ve ambalaj sanayiinden inşaat sektörüne kadar geniş bir alanı kapsamaktadır. Bu çerçevede plastik sanayiinin etkilemediği veya ilişkisinin bulunmadığı hiçbir sektör yoktur denilebilir. Polimerik maddelerin ve plastiklerin üretimine ve özelliklerinin değiştirilmesine yönelik çalışmalardaki gelişmelerin artarak devam edeceği öngörülmektedir.

Plastik işleyen firmaların önemli bir bölümü (yaklaşık % 70) İstanbul ve civarında yer almaktadır. Sektörde kullanılan işleme makinelerinin % 80-90’ı ülke içinde üretilen makinalardır. Makine üreten firmaların bir bölümünün teknolojik düzeyi oldukça yüksek olup bazı firmalar üretimlerini, Batı ülkeleri dahil, pek çok ülkeye ihraç edebilmektedir. Plastik işleyen firmaların hemen tümünün kendi kalıp üretim atölyeleri bulunmaktadır.

YYPE plastik şişe yapımında en sık kullanılan maddelerden biri olup bu maddeden yapılan şişelerin de evde kullanılan temizleyici deterjan ve yumuşatıcılardan, çeşitli kozmetiklere ve madeni yağlara kadar çok geniş bir kullanım alanı vardır. Tesis 14 Mart 1991 de yayınlanan ve 22 Şubat 1992 ve 2 Kasım 1994’te değişiklikler yapılan Katı Atıkların Kontrolü yönetmeliği uyarınca kota ve/veya depozito uygulaması kapsamında bulunan sanayiler için özellikle önemlidir. Fabrika hem bu gibi sanayi kuruluşlarının yasal yükümlülüklerini yerine getirmelerine yardımcı olmakta hem plastik gibi doğada çözülmesi yüzyıllar aldığı için çevreye zararlı bir maddenin geri dönüşümünü sağlayarak, çevreye ve ülke ekonomisine katkı da bulunmakta ve daha da ötesi % 20 leri aşan maliyet indirimini de beraberinde getirmektedir.

Yeşil Plastik Sabancı grubu tarafından kurulan fabrikadır ve YYPE geri dönüştürmede, kapasitesi ve kalitesi ile ilk ve tektir. Farikanın saatteki kapasitesi 900 kg, yıllık kapasitesi ise 5000 tondur. İşlenen hammaddede, % 20 oranına kadar madeni yağ ambalajı içerebilir. Ek olarak kurulmuş olan madeni yağ şişesi işleme hattında ise bu oran % 100’e çıkmakta, kapasite ise 450 kg/saat olarak gerçekleşmektedir. Yıllık 5000 ton olarak tanımlanan bu kapasite, bir hattın üç vardiyadaki çalışmasına tekabül etmektedir. Yakın bir gelecekte talebin artacağı gözönüne alınarak, ikinci bir hattın kurulması için yeterli bir yer bırakılmıştır. Bu durumda kapasite iki katına çıkarak 10000 ton/yıl olabilecektir. PE (yüksek ve alçak yoğunluklu polietilen) üretimi 1990 yılında 235.630 ton iken 1991 yılında 256.000 ton’a 1992 yılında da 260.600 ton’a ulaşmıştır.

Gelişmiş ülkelerde görülen geri kazanım uygulamalarından bazıları ise şunlardır. İngiltere’de 1992 yılında yayınlanan Birleşik Katı Atık Yönetimi İş Planı ile 2000 yılına kadar evsel atıklarının geri dönüşebilir bölümünün % 50’sini dönüştürülmesi hedeflenmiştir. İngiltere’de en yaygın geri dönüştürülen plastik PE’dir. Yılda yaklaşık olarak 60.000 ton kullanılmış. Film ve sera örtüsü geri dönüştürülmektedir. Bu iş için yaklaşık 5 milyar dolar yatırım yapılmıştır. Almanya’da ise Ambalaj Atıklarının önlenmesi Tüzüğü 1991’de yayımlanmış tamamı 1993 yılında yürürlüğe girmiştir. Bu tüzüğe göre ambalajlar, çevreye zararlı olmayan ve değerlendirilmesi sırasında, çevre için sakıncalı olmayan malzemelerden üretilecektir. Ve ambalaj atıklarının yeniden kullanılabilmeleri için koşulların uygun olmaması halinde, malzemeleri yönünden değerlendirilecektir. Kanada’da ise birçok grup geri dönüştürülebilir malzemelerin toplanması için gerekli alt yapıyı oluşturmaya çalışmaktadır. Aynı zamanda toplama çalışmalarında Kanada çevre ve Plastik Enstitüsü, Ontorio Çevre Bakanlığı ile işbirliği yapmaktadır. Çöp sahalarında ayırma çalışmaları, YYPE’den imal edilen süt şişelerine depozito uygulaması, süpermarketlerin önünde naylon torbaları atmak için koyulmuş kaplar vb. uygulamalar yoğun olarak devam etmektedir.