Mika, kelime olarak genel anlamda çok geniş bir Alüminyum Silikat mineral grubunu tanımlar. Piyasada an çok bilinenler Muscovite ve Phlogopite tipleridir. Mineralin aspect oranına ( mineralin eni ve boyu arasındaki oran) bağlı olarak katıldığı plastiklere güçlendirici veya dolgu olarak etki eder. Özelikle yüzeyi kaplı olanlar çok daha kolay karışmakta ve katıldıkları plastik malzemenin özelliklerini geliştirmektedir.
Bu gün en yaygın bilinen uygulamaları, epoksi ve fenolik reçinelerin mekanik, termal ve elektriksel özelliklerinin geliştirilmesi uygulamalarıdır. Bir diğer uygulama örneği ise giderek artan bir şekilde otomotiv endüstrisinde özellikle PP taşıyıcı ile yapılan karışımlardır. Sadece otomotiv değil diğer sektörlerin ki başta beyaz eşya ve elektrik elektronik sektörü olmak üzere, bir çok uygulamasında özellikle ısısal direnç ve modül değerlerinin geliştirilmesinde mika kullanılmaktadır.
Ülkemizde plastik sektörü uygulamalarında az biline bir mineral olmakla birlikte, en kaliteli, en saf ve en beyaz Muscovite tipi mika madenleri ülkemizde mevcuttur. Bu özelikleri ile dünyadaki diğer kaynaklara oranla plastiklerde uygulama özelliği en yükse olandır.
Mikanın diğer minerallere göre üstün bazı özelliklerini şu şekilde sıralayabiliriz:
Diğer bir çok mineralde olmayan ölçüde termal, mekanik ve elektriksel özelliklere sahiptir. Tanecik boyutu ince olmasına rağmen aspekt oranı yüksek olmaktadr. Kimyasal olarak oldukça saf ve çözücülere karşı direnci yüksektir. Yapışmama ve sürtünme özellikleri oldukça yüksektir. Saflığına bağlı olarak beyazlık değeri oldukça yüksek olmaktadır. Dekoratif uygulamalarda uzun ömürlü ürün elde edilmesini sağlar. İnorganik mineral olması sebebiyle plastik parçalarda çarpılma ve boyutsal töleransı ortadan kaldırır, HDT değerini yükseltir, ses izolasyonu sağlar. Bu özelliği ile otomotiv uygulamaların da zemin ve motor sesi izolasyonunda kullanımı yaygın bir mineraldir.
Yapraksı yapısı sebebiyle kesikli elyaf uygulamalarda mudil katlı olarak kullanılır. Yarı kristal plastiklerde hücre yapısı olarak etki ettiği için, üretimde çevirim süresinde iyileşme sağlar. Diğer minerallerin aksine akışı olumsuz yönde etkilemez aksine düzenli ve rahat bir akış sağlar.
Bazı uygulama ve sonuçlarına bakacak olursak:
Mekanik Özellikler: Mikanın plastiğe eklenmesi normalde çekme ve esneme modülünü artırır fakat özellikle esneklik modülünde çok ciddi bir iyileşme gösterir. Aynı uygulamada tanecik boyutu ve yüzey özelliğine bağlı olarak çentikli darbe direncinde de olumlu etkiler gözlenir.
Termal Özellikler: Termal genleşmeyi düşürerek homojen olmayan boyutsal değişimi ortadan kaldırır ve çarpılmayı önler. Bu sayede kalıptan çıkmayı kolaylaştırır. Kalıptan çıktıktan sonrada, yarı kristal yapılarda kritik süreç olan kristalizasyon süreci boyunda toleransları sınırlar.
Elektriksel Özellikler: Mika, plastiklerin dielektrik, ısısal dayanım (bu özellik yanma öncesi dayanım süresini etkiyen önemli bir parametredir), yalıtım özelliklerini ve HDT değerini arttırır. Doğal bir inorganik mineral olan mika, radyasyona en dayanıklı malzemeler arasındadır ve bu nedenle plastiklerin bozunmasına neden olan UV ışığını % 80 oranın da emer.
Kimyasal özellikler: Mika, asitlere (konsantre sülfürik / fosforik asit karışımları ve hidroflorik asit hariç), alkalilere, geleneksel çözücülere, yağlara karşı son derece dayanıkı ve atmosferik faktörlerden neredeyse etkilenmeyen kararlı ve tamamen saf bir mineraldir. Yapraksı yapısı sayesinde kimyasallara karşı mükemmel bir bariyer özelliği gösterir ve bu nedenle polyester veya sprey koruyucu kaplamalarda kullanım için en uygun mineraldir.
Plastiklerdeki Uygulama Örnekleri:
PP bu amaçla kullanılan en popüler plastik malzemedir. Yaklaşık % 20 ile %60 oranında mikalı uygulamaları mevcuttur. En yaygın aralık ise % 20-40 aralığıdır. % 40 mika dolgulu bir uygulamada esneklik modülündeki artış % 45 oranındadır. Bir diğer öneli değişiklik ise HDT değerinde ki artıştır.
Özellikle yüzey modifiye mikalarda bu değişimler çok daha yüksel seviyelerde olmaktadır. Bu özellikleri ile mika, otomotive uygulamalarındaki dolgulu PP çalışmalarının temel malzemesidir. Otomobillerde vantilatör kanatları, gösterge panelleri, ısıtıcı muhafazası ve arka lamba tutucuları olarak % 20 ve % 40 mika dolgulu PP kullanılır. Kapı panelleri, koltuk arkalıkları ve bazı trim uygulaması diğer uygulama alanlarıdır.
Bazı PP köpük uygulamalarında da yanmayı geciktirici etkisi sebebiyle mika katkısı kullanılmaktadır. % 20 mika katkılı bir PP köpük, normal PP hammaddeyle aynı ağırlıkta olmasına rağmen, % 30 daha yüksek esneklik modülü, en az % 15 daha yüksek HDT değeri ve malzemede % 15 tasarrufu sağlar. % 30 mikalı PP köpüklerin en yaygın kullanıldığı alanlardan biri yüzme havuzu kenarlıklarıdır.
Mika ve PP nin diğer son kullanıcı örnekleri ise için şunlardır; şişirme ile üretilen tıbbi kaplar, tüketici ambalajı, ekstrüzyon yöntemi ile üretilen (Kaplamalar, lifler, filmler, borular, levhalar, teller ve kablolar). Enjeksiyon kalıplama yönteminde ise; bahçe mobilyaları, diğer ev eşyaları, taşıma çantalar, paletler, zemin ızgara malzemeleri gibi bir çok uygulamada kullanılmaktadır.
% 30 mika dolgulu HDPE olarak otomobillerde şişirme ile üretilen koltuk arkalıkları ve panellerde kullanılır. İçi boş, yivli ve ortalama 3,4 mm kalınlığa sahip paneller, yüksek sıcaklığa dayanırlar ve başarılı bir şekilde Al paneller yerini kullanılmaktadır.
Mikanın ( Muskovite) PE ve PP taşıyıcı grubundaki etkisi ve uygulama özellikleri üzerine, Rüstem POLAT Plastik Danışmanlık, Samadsan Madencilik ve Emaş Plastik tarafında ortak bir arge çalışması yürütülmüş ve çıkan sonuçlar aşağıdaki tablo da paylaşılmıştır.
Naturel PE %20 Mikalı PE %30 Mikalı PE % 40 Mikalı PE
MFI (g/10min) : 6,8 6,2 5,0 3,4
Modül (MPa) : 1200 2000 2400 3200
Mak. Çekme Kuvveti (Mpa) : 26 25 24 23
%Uzama : 190 17 9 5
Darbe(çentikli-izod) Kj/m2 : 4,7 3,6 3,5 2,4
Naturel PP %20 Mikalı PP %25 Mikalı PP %30 Mikalı PP
MFI (g/10min) : 11 10 14 9
Modül (MPa) : 1450 3000 3200 3700
Mak. Çekme Kuvveti (MPa) : 35 30 33 34
% Uzama : …. 10 9 7
Darbe (Çentikli-izod) Kj/m2 : …. 3,5 3 3
HDT (1,8 MPa) : 49 …. …. 60
Poliamidler, mikanın en yaygın kullanıldığı malzeme grubundandır. Otomotivin bir çok uygulamasında da mikalı PA kullanılmaktadır. Ön ızgara açma panelleri dahil kaporta altı parçaları, panjurlar ve far kapakları dahil olmak üzere birçok otomobil parçası için yaygın olarak kullanılmaktadır. Mika, wollastonit, kalsiyum karbonat ve cam bilya ya göre daha yüksek çekme kuvveti, HDT değeri ve darbe değerine sahiptir. Poliamid güçlendirmede cam elyaf ile birlikte sıkça kullanılmaktadır.
Poliesterlerde Özellikle elektriksel özellikleri ve sağlamlık için eklenirler. Yapılan çalışmalara göre, poliester uygulamalarda cam elyaf % 30 oranında mika ile değiştirildiğinde fiziksel özelliklerde değişim olmamasına rağmen daha yüksek ark direnci ve % 30 daha yüksek bir akışkanlık elde edilmiştir.
Rüstem POLAT MSc. ( Kimya-Polimer)
Rüstem Polat Plastik Eğitim Danışmanlık Mühendislik
