2 Aralık 2016 Cuma

Mars’ın Biyoplastik Çikolata Ambalajı 11. Küresel Biyoplastik Ödülünü Kazandı

Her sene düzenlenen ve iki gün süren Avrupa Biyoplastik Konferansı bu sene 11.kez 29-30 Kasım tarihleri arasında Berlin’de yapıldı. İlk güne politikaların ve oynayabileceği rollerin biyoplastiklerin teşvik edilmesi konusunda bir faydası olabileceği konusundaki tartışmalar ile güzel bir başlangıç yapıldı.

Endüstrinin serzenişleri bazen açık bir şekilde duyulabiliyor. Tetrapak firmasından bir katılımcı yatırımcının korunacağı bir çerçevenin sağlanması gerektiğini ve bu sayede yeni pazarlara açılmanın daha mümkün olabileceğini belirtti. Statükodan uzaklaştıran düşünce tarzının da teşvik edilmesi gerektiğini de ekledi, ve artık ‘’evet ama’’ların ortadan kaldırılması gerektiğini savundu. Eğer hükümete ve politika belirliyicilerine sadece bir şey söylemem gerekirse, sadece oturup işlerin mükemmel olmasını beklemeyin şeklinde konuştu. Mükemmelin iyinin düşmanı olduğunu şeklinde devam ederken, eğer mükemmeli beklerken gereken hızda ilerleme kaydedilemeyeceğini ve artık yenilikçilerin önünün açılmasına izin verilmesi gerektiğini söyleyerek sözünü tamamladı.

Gün iki önemli not ile sona erdi. Bunlar NEN’nin (Hollanda Standardizasyon Enstitüsü) EN 16785-1 kodlu sertifikalama programını duyurması ve 11.Küresel Biyoplastik Ödülünün kazananının sunulması şeklinde oldu. Biyobazlı içeriğin belirlenmesi ile ilgili olan yeni EN 16785 standardı, V14 karbon analizi ve element analizine dayanan biyobazlı içerik miktarının belirlenmesini içeriyor. Yeni sertifikasyon sisteminin duyurulması itibariyle iki firmaya ilk sertifikaları sunuldu. Bu firmalar çam-bazlı kimyasal üreticisi olan ve yakın zamanda Kraton tarafından bünyesine alınan Arizona Chemical ve Corbion şirketleri oldu.

Daha sonrasında ise sıra bioplastics MAGAZINE dergisinden Michael Thielen’in geleneksel olarak biyoplastik ‘’Oskar’’ının kazananını sunmasına geldi. Daha önceki yazımıda bu senenin adaylarını sizlere tanıtmıştık.


Bu sene jüri üç firmanın ortak çalıştığı projede karar kıldı. Kazanan Snickers çikolatalarının yeni biyoplastik ambalajı oldu. Mars şirketi tarafından üretilen bu ürün Hollandalı biyoplastik üreticisi olan Rodenburg tarafından üretilen biyoplastik malzemesi kullanılarak dünyanın en büyük BoPP ve CPP üreticilerinden olan Dubai merkezli Taghleef firması tarafından filme çevrildi.



Proje Mars firmasının üretim müdürünün Rodenburg firmasına bir iddia ile yaklaşması ile başladı. Bu iddiaya göre Rodenburg firmasının Mars’ın çikolatalarında şu anda kullandıkları kadar iyi bir biyobazlı ambalaj malzemesi geliştirmeleri üzerineydi. Yeni malzemenin biyobazlı olması gerekliydi ama biyobozunurluk zaruri değildi. Bunun dışındaki kriterler, doğaya atıldığında doğayı kirletmemesi, çevreye hiçbir şekilde zararı olmaması ve ikinci nesil besleme stoklarından elde dilmesi gerekiyordu ki bu sayede gıda kaynakları tartışmasına mahal vermemeliydi. 

Thijs Rodenburg bütün bunları başarabileceklerini söyledi ve bu sebeple yapmak zorunda da kalmış oldular.

Firma patates atıklarından elde edilen ve bu sayede hiçbir şekilde gıda ekinleriyle de rekabet etmeyen bir nişasta ve bir miktar PLA içeren bir kampaund malzeme geliştirdi. Taghleef ise BOPP hatlarında bu filmi üretti, Mondi firması ise baskıyı gerçekleştirdi. Kabul edilebilir ambalaj filminin üretilmesi için dört ayrı üretim denemesinin yapılması gerekti.

Micheal Thielen firmalara ColorFABB firmasının üretmiş olduğu 3D yazıcı ile üretilmiş ödüllerini sunarken ürün için ‘’havalı ürün’’ ifadesini kullandı.


Ödülü kabul konuşmasında Rodenburg ise kazandıklarına şaşırdığını fakat daha önemli olanın büyük bir markanın çıkıp biyoplastikleri kullanması olduğunu belirtti. Bunun mükemmel ve büyük bir adım olduğunu söyleyerek konuşmasını bitirdi.

28 Kasım 2016 Pazartesi

Yeni Biyobazlı PP ve TPE Kampaundlar

Biyobazlı TPE ve PP kampaundları pazarın ihtiyaçlarını karşılıyor


Yeni geliştirilen biyobazlı TPE ve PP kampaundlarının ürün özellikleri  petrokimyada kendisine karşılık gelen ürünü bütünüyle ve ya kısmen karşılıyor. Bu sayede hali hazırda devam eden pazarlarda bu ürünlerin yerine geçip yeni bakış açıları ortaya çıkarabiliyorlar. Terraprene ürün grubu ile birlikte FKuR firması yüksek oranda biyo kaynaklı hammaddelerden oluşan yeni TPE-S ürünleri geliştirdi ve biyomalzeme pazarının daha da olgunlaşmasına katkı sağladı. Ek olarak, yakın zamanda duyurulan Terralene PP kampaundları da kısmi olarak biyobazlı olmaları ile göze çarpıyor ve enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyona uygun çeşitleri bulunuyor.

Son yıllarda pazardaki biyobozunur ve biyobazlı plastik ürünlerin çeşitleri önemli ölçüde artıyor. Artık birçok pazar segmentinde bu ürünler kendilerine yer buluyor ve tüketici algısı da olumlu yönde gelişiyor. Bu sayede talepler de artıyor. Bazı Avrupa ülkeleri biyoplastik çözümlerine o kadar önem veriyorlar ki kanunlarla bu ürünlerin kullanılmasını destekliyorlar. Büyük marka sahipleri sürdürülebilir ürünler için stratejiler geliştirerek, sürdürülebilirliği odak noktalarına alıyorlar.

Temel olarak, biyobozunur plastiklerin yenilenebilir kaynaklardan üretilmesi gerekmiyor. Bunun aksine biyobazlı plastikler, karbon zincirleri yenilenebilir kaynaklardan geliyor, genellikle biyobozunur özellikte olmuyorlar. Çoğunlukla biyobazlı plastikler fosil malzemelerdeki karşılıkları ile aynı ya da benzer malzeme özelliklerini sunuyorlar. Ek olarak, biyobazlı plastikler çoğunlukla biyobozunur plastiklerin sadece koşullu olarak sunabildikleri yüksek nem bariyeri gibi özelliklere sahip olabiliyorlar.

Saf biyobazlı plastikler, örneğin Yeşil PE (şeker kamışından elde edilen polietilen) artık bazı pazar segmentlerinde iyice yerleşerek petrokimya plastiklerini neredeyse yerinden etmiş durumda. Öte yandan bazı biyobozunur ürünler de emtia olma yönünde ilerliyorlar. Örneğin atık torbalarında bu durumdan dolayı fiyat baskısı kalite ve bazı özellikleri geri plana itiliyor. Bu gelişmeler bu tip ürünlerin geliştirilmesi için gereken yüksek eforların karşısında engel olarak çıkıyor. 

Çok yönlü emtia plastiği olan polipropilen (PP) ve termoplastik elastomerlerin büyük bir grubu olan TPE’ler ise biyobazlı çeşitlerin henüz neredeyse hiç olmadığı ya da çok sınırlı olduğu gruplar olarak ön plana çıkıyor. 

Tamamen ve ya Kısmen Biyobazlı TPE


TPE ürün grubu SBS/SEBS bazlı tipler (TPE-S), çapraz bağlanmış ürünler (TPE-V) ve termoplastik poliüretanlardan (TPU) oluşuyor. Her ürün grubunun kendine has özellikleri ve avantajları bulunuyor. TPE-S ürünleri enerji dengesi sağlarken, düşük ağırlıklı bileşenlerin enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyon ile düşük döngü zamanlarında üretilmesine olanak sağlıyorlar. Her iki durumda da, iki bileşenli teknolojiler için, örneğin PP ve ya PA ile birlikte işlendiği zaman, uyum sağlayabiliyor. Polimer fazlarının dinamik çapraz bağlanması sayesinde de TPE-V yüksek kimyasal direnç ve düşük sıkıştırma setlerine olanak sağlıyor.

Terraprene ürün grubu FKuR firmasının yeni biyobazlı TPE-S ürün grubu olarak ön plana çıkıyor ve ürünlerde yenilenebilir içerik %40-90 arasında değişkenlik değişiyor. Terraprene kullanıcıları uygulamalarına göre malzeme sertliğini Shore A20 ile Shore D40 arasında oranlamalar ile ayarlayabiliyorlar. Petrol bazlı TPE’ler ile karşılaştırıldığında Terraprene ürünlerinde performans ve direnç özellikleri korunuyor. Halen devam etmekte olan geliştirme çalışmalarında Shore A sertlik derecesindeki ürünlerdeki yenilenebilir hammadde oranının arttırılması hedefleniyor.

Resim 1- Terraprene ürünlerinde biyobazlı içerik arttıkça sertlik de artmaktadır.


Baton Terraprene çeşitleri ayrı olarak renklendirilebiliyor. Yoğunluk da müşterinin isteğine göre ayarlanabiliyor. Bazı farklı ve özel tasarım özelliklerine sahip ürünlerin üretimi için ahşap elyaf ve diğer doğal elyaflarla dolgu yapmak da mümkün. Yumuşak dokunuşa sahip ahşap yüzeyler de bu sayede mümkün olabiliyor ve doğal görünüme sahip yumuşak yüzeyler de ortaya çıkabiliyor.

Resim 2 - Ahşap ve diğer doğal elyaflar Terraprene ürünlerine eklenerek doğal bir yüzey görüntüsü sağlanaiblmektedir.


Kısmen Biyobazlı PP Kampaundları


PP dünya çapında en çok kullanılan plastiklerden biridir ve neredeyse küresel çapta kullanılmaktadır. Eşit olarak enjeksiyon kalıplama, termoformlama ve ekstrüzyon gibi işleme metodlarına uygun olmasının yanında geri dönüştürülebilmektedir. PP homopolimerleri daha sert ve transparan iken PP kopolimerleri ise etilen içermeleri sayesinde düşük sıcaklıklarda iyi özelliklere sahiptir. PP random kopolimerleri ise mukavemeti yüksek transparanlıkla birleştirmektedir.


Biyobazlı PP türleri aynı zamanda yukarıda belirtilen özellikleri de taşıyabilirlerse pazarda önemli fırsatlara sahiptir. FKuR firması enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyon için bu tip modifiye PP kampaundları geliştirmeye devam etmektedir. Bu ürünlerin hem performans hem de işlenme özellikleri açısından fosil bazlı PP türleri ile benzer olması sağlanmaktadır. Bu sayede plastik işleyiciler sahip oldukları ekipmanları kullanmaya devam edebilirler. Pazara sunulan ilk ürünlerden biri de kısmen biyobazlı olan Terralene PP 2509 kodlu üründür. 50g/10min (230/2,16’da ölçülmüştür) olan akışkanlık (MFI) değeri ile, karmaşık ve ince cidara sahip parçaların üretimi için de uygundur. Ek olarak bu ürün konvansiyonel PP ile karşılaştırıldığında oldukça iyi bir darbe dayanımına sahiptir.

Kısmen biyobazlı PP kampaundu olan Terralene PP V260 ise halen geliştirilme sürecindedir. Bu ürün ekstrüzyon uygulamaları için geliştirilmektedir. Düşük akışkanlık değerini (7g/10min) PP’nin performans özellikleri ile kombine etmektedir. Resim 3 ve 4’te yeni Terralene PP kampaund ürünlerinin özellikleri konvansiyonel PP türleri ile karşılaştırılmaktadır.

Resim 3- Terralene PP ürünlerinin konvansiyonel PP ile karşılaştırılması (Vicat A ve gerilme uzaması)

Bu karşılaştırmalardan da görülebileceği gibi, her iki türdeki modifikasyonların da sertliğe çok etkisi bulunmamaktadır. Eğilmezlik konusunda ise, Terralene PP 2509, saf PP malzemelerine göre daha düşük değerlere ulaşabilmiştir. Aynı zamanda bu ürün yüksek darbe dayanımı ile de öne çıkmaktadır. Akışkanlık özelliklerinin karşılaştırılması sonucu da ürünün enjeksiyon kalıplama için ne kadar uygun olduğu öne çıkmaktadır. Geliştirilmesi halen devam eden Terralene PP V260 için ise, MFI saf ekstrüzyon tiplerine göre halen biraz yüksek kalmaktadır. Tipik PP rijitliğine ulaşılmış olsa da, MFI’nın düşürülmesi yönünde çalışmalar halen devam etmektedir.

Resim 3- Terralene PP ürünlerinin konvansiyonel PP ile karşılaştırılması (Vicat A ve gerilme uzaması)


Hedef biyobazlı içeriği yükseltmek 


FKuR firması artık biyobazlı Terraprene TPE-S ürünlerinin geliştirilmesi konusunda oldukça ileri seviyede olduğundan dolayı, bu ürünlerde müşteriye özel gereksinimlerin karşılanması yönünde çalışmalar devam edecektir. Terralene PP ürünleri ise %30-35’lik biyobazlı içerikleri ile hali hazırda konvansiyonel PP türleri yerine, mekanik özelliklerden ödün vermeden kullanılabilmektedir. Buradaki öncelik ise PP’nin tipik özelliklerinin korunarak, geliştirilen malzemelerdeki biyobazlı içerik miktarını arttırabilmek yönündedir. Entegre biyobazlı plastik ürünler geliştirmek için, kısmen biyobazlı TPE ve PP kampaundlarının ko-ekstrüzyon ve ya 2K enjeksiyon kalıplama yöntemleri ile kombine bir şekilde işlenebilir hale getirilebilmesini sağlamak ana odak noktası olacaktır.

Türkiye'de FKuR firmasının ürünleri konusunda bilgi almak istiyorsanız, FKuR firmasının Türkiye temsilcisi olan Kumru Kimya firmasının biyoplastik ürünleri ile ilgili sitesi olan www.biyoplastik.com.tr sitesini ziyaret edebilirsiniz.

Kaynak:



14 Kasım 2016 Pazartesi

Biyobazlı Polyester Elyaflar - Tekstil Uygulamaları için PLA

Sentetik elyaf pazarında 96 milyon ton ile dünya elyaf pazarının %62’sini petrol bazlı polimerlerden elde edilenler oluşturuyor. Bu rakamı %25 ile pamuk ve %6 ile selüloz bazlı elyaflar takip ediyor (1). 2013 itibariyle ise sadece PET polyesterlerden üretilen elyafların miktarı 41 milyon tona ulaşmıştır (2).

Elyaf üretimi için gerekli malzemelere olan talep istikrarlı bir şekilde artmaktadır. Bunun sebepleri arasında artan nüfüs ve insan yaşam kalitesi bulunuyor ve bu da şirketlerin kapasitelerini arttırıp daha verimli hale getirmelerine sebep oluyor. Bu bağlamda, biyobazlı ya da kısmı olarak biyobazlı kaynakların kullanılması da başta iklim değişimi ve sürdürülebilir gibi küresel zorlukların farkındalığı doğrultusunda ciddi olarak değerlendiriliyor (3,4).

Biyobazlı polimerlerden olan polilaktik asit (PLA), laktik asit ve ya dilaktidden üretilen yarı kristal yapıdaki bir polyesterdir. Muhtemelen PLA pazar miktarı açısından en yaygın biyobazlı plastik malzemelerdendir ve dünyada yıllık 200kt’den fazla üretilmekte ve fiyatı da 2-3 Euro/kg seviyelerinde değİşmektedir. Termoplastik özelliği sayesinde büyük ve mühendisliği iyi yapılmış endüstriyel tesislerde oldukça verimli bir şekilde eriyikten çekilebilmektedir (6). 8000 m/dakika’ya kadar yüksek işleme hızlarında işlenir ve PAN Viskos ve Kevlar elyafları gibi çözeltiyle eğirme yöntemiyle işlenenlere göre ekonomik açıdan avantajlıdır.  Fakat eriyikten çekilebilme için polimerin eriyik haliinin yüksek gereksinimlere sahip olması bu sayede de yüksek çekim ve soğutma hızlarında yüksek düzenlilik ve işleme kararlılığına sahip olması gerekmektedir. Çekilen filamentlerin sarım ünitesi ile polimerin çıktığı enjektör arasında 1000 kata kadar çekme kuvvetine dirençli olması gerekmektedir (3).

Ingeo ve Purapol ürün hatlarıyla en önemli PLA üreticileri arasında NatureWorks ve Corbion şirketleri bulunmaktadır. Şirketler enjeksiyon kalıplama ve film üretiminin yanında tekstil ürünleri, halılar ve dokuma olmayan ürünler için de ürünler tedarik etmektedirler.

PLA’dan üretilen elyafların özellikleri birçok tekstil uygulaması için uygundur. Gerilim-gerinim eğrisi yün elyaflara oldukça yakındır (9). PLA elyaflar yumuşak bir his sunmasının yanında %5’lik elastik gerilim sonrasında %93 kadar geri kazanım sağlarlar (10). Ek olarak yüksek UV direnci ve göreceli olarak daha yüksek olan %26’lık Limiting Oxygen Index (LOI) (PET için %22) ve yanma sırasında PET’e göre daha az duman emisyonu gibi farklı avantajları da bulunmaktadır. Düşük nem alımıyle birlikte nem kontrolü de sağlanabilmektedir ve bu durum da oldukça fayda sağlar. PET için %0.2-0.4’lük nem çekme geçerliyken PLA’nın %0.4-0.6 arası, yünün ise %14-18’e kadar nem çekme kapasitesi vardır. Aynı zamanda nem dağılımı ve böylece kuruma için düşük zaman yeterlidir ve bu da sadece spor kıyafetleri için değil bütün tekstil ürünlerinde önemlidir. Şimdiye kadar PLA monofilament ürünler 3D yazıcılarda standard malzeme olarak kullanıldılar. Bunun sebepleri arasında düşük çekme katsayısına ve istenen katılaşma özelliklerine sahip olması bulunuyordu. PLA malzemesinin biyobozunurluğu sayesinde ise dikiş malzemeleri, alçılar, ilaç kontrol polimerleri ve doku mühendisliği gibi biyomedikal alanlarda malzeme umut vaadetmektedir.

Potsdam Almanya merkezli Fraunhofer Enstitüsü Uygulamalı Polimer Araştırmaları birimi olan IAP ise PLA’nın eriyikten çekilmesi sırasındaki işleme davranışlarını incelemek üzerine Alman Tarım Bakalığı tarafından desteklenen bir proje yürütmektedir.

Biyokomponent eriyikten çekme için endüstriyel pilot bir sistem kullanarak (Resim 1), Fraunhofer IAP teknik uygulamalar için yüksek güce sahip PLA multifilamentleri üretti. Besleme hızı, sıcaklık ve gerilme profili gibi işleme parametrelerini kontrol ederek, filament inceliği 1 dtex’e kadar farklı boyutlarda elde edildi. Sonuç olarak elde edilen fiziksel özellikler %50 kristaliniteye sahip super moleküler yapılar üzerinden elde edildi. Gerilme mukavemeti 45cN/tex, elastik modulus 600cN/tex ve kopma anındaki uzama %30 gibi değerlere ulaşıldı. 

Resim 1 - Fraunhofer IAP'nin geliştirdiği PLA'yı eriyikten çekme pilot hattı


Daha sonrasında yapılan esnetmelerle de teknik kullanım için gerekli olan özelliklere ulaşılması sağlandı. Aynı değerler bu durumda 63 cN/tex; 740 cN/tex ve %25 seviyelerine ulaşmıştır. Kristallik ise bu sefer %61 seviyesindedir. Yüksek modulus yüksek miktarda gerdirilmiş kristal yapıdan dolayı elde edilmiştir. Bu da resim 2’deki X-ray görüntüsünden anlaşılabilir. Bu sayede mekanik performansa sahip ve teknik sentetik elyafların özelliklerine yaklaşan PLA multifilamentler üretilmektedir.

Resim 2 - Gerdirilmiş PLA filamentlerin X-ray görüntüsü


Fakat PLA’nın düşük ısıl kararlılığa sahip olması teknik uygulamalardaki kullanımları kısıtlanmaktadır. Sırasıyla 165C ve 60C olan düşük erime ve camlaşma sıcaklıkları sebebiyle PLA elyaflar yüksek sıcaklıklarda kullanılamamaktadır. Gelecekte her iki PLA enantiyomerleri olan PLLA ve PDLA’nın karışımlarının kullanılması ile daha yüksek erime sıcaklığına sahip malzemelerin elde edilmesi sağlanabilir. Hali hazırda Corbion firmasının bazı PLA ürünleri bu özelliğe sahiptir. Aynı zamanda düşük sıcaklıklarda yumuşama davranışına pozitif bir etki sağlanmaktadır.

 



Biyobozunurluk özelliği ve bunun sonucundaki çevresel faydalar ile birlikte PLA elyaflar için optimist bir tahminde bulunmak mümkün olabilir. Teknik uygulamalar için ise, bazı mekanik özelliklere ulaşılabilir. Fakat termal kararlılık için bazı geliştirmelerin yapılması gereklidir.

Kaynaklar:
1) www.lenzing.com/investoren/equity-story/welt-fasermarkt.html
2) Man-made Fibre Year Book 2013
3) E.Tarkhanov, A.Lehmann, Biobasierte Synthesefasern für textile und technische Anwendungen
4) A.Lehmann, E.Tarkhanov, J.Ganster, Biobasierte Chemiefasern- Viskosefasern und mehr
5) A.Auras, L-T.Lim, S.Selke, H.Tsuji, Polylactic Acid- Synthesis, Structures, Properties, Processing and Applications, 2010
6) V.B.Gupta, V.K. Kochari, Manufacturers Fibre Technology, 1997
7) www.corbion.com
8)www.natureworksllc.com
9) R.S. Blackburn, Biodegradable and Sustainable Fibres, 2005
10) A.Mohanty, M.Misra, L.Drzal, Natural Fibres, Biopolymers and Biocomposites, 2005
11) K.M. Nampoothiri, N.R.Nair, R.P. John, An overview of recent developments in polylactide research, Bioresource Technology, 2010
12) biopolymernetzwerk.fnr.de/verarbeitung/kompetenznetzwerk-knvb
13) E.Tarkhanov, A.Lehmann, Fraunhofer IAP, Annual Report 2014
14)E.Tarkhanov, A.Lehmann, Fraunhofer IAP, Annual Report 2015

15) H.Tsuji, Polylactide Stereocomplexes, Formation, Structure, Properties, Degradation and Applications, Mocrom, Biosci, 5, 2005, s.569-597

7 Kasım 2016 Pazartesi

Biyobazlı Tekstil Dünyası


Taş devirlerinden bu yana, tekstil dünyası biyobazlı olmuştur. İnsanlar tarafından doğal elyaflar 7500 yılı aşkın bir süredir (tüyler, yün, ipek, pamuk, keten gibi..) ipliklere dönüştürülmüş, iplere eğrilmiş ve tekstil ürünlerine örülmüştür. 19. yüzyılın sonundan itibaren insanlar tarafından üretilen elyafların tarihi başladı ve bu elyaflar da başlangıçta biyobazlı (selüloz) özellikteydi (1). Günümüzde ise selüloz bazlı elyaflar dünya çapında %9’luk bir paya sahipken, Almanya’da ise insanlar tarafından üretilen elyafların artan bir trend ile %28’ini oluşturmaktadır (2). 

20. yüzyıl insanlar tarafından üretilen elyafların çağı olarak bir profil sergiliyor. 1935 yılında Carothers PA 6.6 elyafları keşfetti (1). Sadece 3 sene sonra ise Paul Schlack PA6 elyafları geliştirdi. 1945 yılı sonrasında biyobazlı PA11 polimeri kastor yağı bitkisinden elde edildi. 2009 yılında ise ürünü geliştiren Arkema monofilament ve elyaf üretimine uygun polimer tipini piyasaya sürdü.

1990’lı yıllardan beri Polilaktik asit (PLA) tekstil uygulamalarında kullanıldılar. O tarihlerde 50Euro/kg fiyatıyla polimer geniş çaplı kullanım için çok pahalıydı. 2002 yılında, Amerika’daki Cargill şirketinin cesaretiyle senelik 140bin tonluk bir üretilm tesisi kullanılması sayesinde polimer fiyatları 2.5Euro/kg civarlarına indi ve PLA önemli bir elyaf malzemesi haline geldi. Bugün Hollanda, Japonya, Çin ve Tayland’da endüstriyel ürretim tesisleri faaliyet gösteriyor. 2011 yılında Almanya Guben’de  de yıllık 500 ton kapasiteli bir pilot tesis faaliyete geçirildi (4).

Biyo-yakıt ile ilgili tartışmaların arkaplanında, mısır nişastası bazlı PLA kullanımı gıda çiftçiliğine bir etkisi olup olmadığı açısından soru işaretleri oluşturdu. Alternatif olarak Brezilya’daki yağmur ormanları da farklı endüstriyel kullanım sebepleri için ekilmek üzere yakıldı. Denizlerdeki çiftlik üretim bölgelerinde genetiği değiştirilmiş algler farklı polimerlerin hammaddelerini üretmek üzere yetiştirildi. Hala bu alglerin kontrolsüz bir şekilde denizlere dağılabilmesi ile ilgili bir çözüm üretilebilmiş değil. Bu sorular da sürdürülebilirlik açısından bütüncül bir denge ihtiyacı oluşturuyor ve belki de karbondioksit emisyonlarının azaltılmasından daha da önem taşıyorlar.

Kastor bitkisi gıdalar için verimli olmayan çorak topraklarda büyüyor ve gıda zincirini etkilemiyor. Kastor yağından üretilen sebasik asit endüstriyel olarak PA 11 ve PA10.10 polimerlerinin üretimi için kullanılıyor aynı zamanda kısmi olarak biyobazlı olan PA4.10 ve PA6.10 gibi polimerlerin de bir parçası oluyorlar. Cathay Biotech firması Pentametilenediamin üzerinden alternatif bir yol keşfetti. Adipik asit ile sentezlenerek biyobazlı PA5.6 polimeri, PA6 ve PA6.6’ya alternatif olarak üretildi (5).

En umut vaadeden yaklaşımlar ise kullanıma hazır (drop-in) olarak adlandırılan çözümlerle fosil bazlı hammaddeleri kısmı ya da tamamen biyobazlı olan maddelerle değiştirmek şeklinde ortaya çıkıyor. Bu tip biyobazlı polimerlerden elde edilen elyaflar petrol bazlı polimerlerden elde edilenlerden ayrıştırmak da mümkün değil. %30 biyobazlı PET hammaddesini biyoetanolden elde edilen etilen glikol ile sentezlemek mümkün. Biyobazlı tereftalik asit üretimi konusunda araştırmalar da devam ediyor. 2011 yılında Toray Industries firması Amerikan Gevo firması ile yaptığı çalışmada paraksilenin biyoetanol yolizinden sentezlenebileceğini bildirdi. Bu yol üzerinden %100 biyobazlı PET üretilmesi de mümkün gözüküyor.

Braskem firması %100 biyobazlı polietilen ürününü geliştirdi. Bu ürün gamında iki çeşit elyaf üretimine uygun polimer hali hazırda bulunuyor. Malzeme üretiminde kullanılan şeker kamışının genetiği değiştirilmemiş olduğu ve kullanılan ekili alanların da yağmur ormanlarından alınmadığı ifade ediliyor.

Kısmı biyobazı politrimetilentereftalat (PTT) kullanılarak üretilen elyafların evde ve otomotiv uygulamalarındaki halılarda kullanılması eskiye dayanıyor. Bu bağlamda Invista firması mısır dekstrozundan elde edilen %70 biyobazlı elastomer yapıda elyaflar tedarik ediyor.

Polietilenfuranoat (PEF) malzemesi de PET’e alternatif olabilecek %100 biyobazlı bir hammadde olarak öne çıkıyor. Malzeme işlenmesi ve performansı açısından da PET’e yakın ve hatta daha iyi olabileceği belirtiliyor. 2,5 furandikarbonik asit (FDCA) etilen glikol ile polimerize edilerek PEF sentezleniyor. Daha düşük işleme sıcaklıklarında daha yüksek ısıyla camlaşma sıcaklığında sahip olması otomotiv uygulamaları gibi tekstil uygulamalarında avantaj sağlayabilir. FDCA bitki atıklarından elde edilen biyokütle ile üretilebiliyor. Bu da hem gıda üretimine etkisi olmadan hem de gıda üretiminde ortaya çıkan atıklardan yararlanarak önemli bir katma değer yaratılabileceği anlamına geliyor.

Hali hazırda 20.yüzyılın başlarında süt proteini olan kazeinden elyaf üretilmişti. Fakat bu ürün ucuz sentetik elyaflarla rekabet edebilecek seviyede değildi. Bugün Cyarn Textile Trade Co.Ltd. şirketi 25-35 cN/tex’e kadar güce ve mükemmel deri temas özelliklerine sahip bir elyaf tedarik edebiliyor. Proseste ortaya çıkan çinko iyonlarının da bakteriyostatik özellikler sağladığı biyolojik testlerle de kanıtlanabiliyor (7). Qmilch Deutschland GmbH firmasının kasein bazlı elyafı olan Qmilk kendisini bu çok çeşitli pazarlama öğeleri ile ortaya çıkarıyor. 

Bombyx Mori adlı ipek böceğinden üretilen ipek ise en eski ve giysi sektörü için en değerli elyaflar arasında geliyor. Çok az da olsa örümcek ipeği yara örtülerinde Hıristiyanlık öncesi zamanda kullanılmıştı. Sadece son 20 yılda örümcek ipeği konusunda biyoteknolojik önemli gelişmeler kaydedilebildi. Thomas Scheibel’in verilerinden elde edilen bilgiler ışığında, Bayreuth Almanya ve Spiber, Japonya firmalarının ortak çalışmaları örümcek ipeğinin 10 sene içerisinde pazarda yerini bulabileceği belirtiliyor. 

Bu küçük özette, çok geniş spektrumda kısmı ya da tamamen biyobazlı elyafların doğal ve selülozik insan yapımı elyafların yanında pazarda bir alternatif olarak bulunduğu görülüyor. PLA elyafların dışında kullanıma hazır (drop-in) çözümlerin bazıları da yakın zamanda uyguama alanı bulacak gibi gözüküyor. Büyük hacimler ortaya çıkmadığı takdirde de, bu tür elyaflar niş ürün olarak kalmaya devam edecektir.

Hiçbir şüphe olmaksızın biyobazlı elyaflara ihtiyacımız bulunuyor. Fosil bazlı hammaddeler sınırlı ve er ya da geç tükenecekler. Burada en önemli ve açık olan soru, hem gıda üretimine etkisi olmayacak hem de doğayı olumsuz etkilemeyecek biyobazlı kaynakların ne olabileceğini bulabilmek olacaktır. Gıda üretiminden ortaya çıkan atığı kullanmak bir çözüm olabilir ama burada da atıkların lojistiğinin nasıl sağlanacağı ve yüksek kalite standartlarına nasıl ulaşılabileceği cevap verilmesi gereken sorular olacaktır. Bütün bu bilgilere bakarak sürdürülebilir ormancılıktan elde edilen selüloz bazlı insan yapımı elyafların en gerçek yeşil yol olduğu söylenebilir.

Kaynaklar:
1) www.technikatlas.de
2) www.ivc-ev.de
3) www.arkema.com/export/…/press-kit-techtextil-vs-2009.pdf
4) biopolymernetzwerk.fnr.de/biobasierte-werkstoffe/biobasierte-polyester/pla
5)www.cathaybiotech.com/en/products/terryl
6)www.toray.com/news/rd/nr110627.html
7)www.swicofil.com/products/212milk_fiber_casein.html
8)de.qmilk.eu/produkte/die-faser


11 Ekim 2016 Salı

11. Küresel Biyoplastik Ödülleri Adayları Belli Oldu

Her sene olduğu gibi bioplastics MAGAZINE dergisi 11. Küresel Biyoplastik Ödülleri adaylarını duyuruyor. Akademik dünyadan, basından ve endüstri birlikleri aday adaylarından en ümit vaadeden beş tanesini seçti. Bu senenin adayları arasında seçilebilmek için teklif edilen firma, ürün ve ya hizmetin 2015 ve ya 2016 yılında geliştirilmiş ve ya pazarda bulunmuş olması gerekiyor. Kazanan ise 29 Kasım’da Berlin’de düzenlenecek olan 11. Avrupa Biyoplastik Konferansı’nda duyurulacak.

Ödüle aday olan 5 finalist aşağıdaki gibidir:

Far Eastern New Century (Tayvan)


Dünyanın ilk %100 Bio-PET Polyester Trikosu



Tayvan’ın FENC firması tamamen yenilenebilir hammaddelerden üretilen dünyanın ilk %100 biyo-polyester tekstil ürününü tanıttı. Bu yenilikçi ve doğa dostu biyo-polyester T-shirtlerin %40’tan daha fazla karbon dioksit emisyonlarının azaltılmasına katkıda bulunacağı tahmin ediliyor. Çevre dostu özelliklerinin yanında normal polyester ürünlerin bütün özelliklerini de koruyarak ürün özelliklerinden herhangi birisi çevre için feda edilmiyor. Bu ürünün geliştirilmesi ile bilikte tekstil endüstrisinde daha sürdürülebilir biyo-malzemelerin kullanılması yönünde oldukça büyük bir potansiyelin olduğu da gösterilmiş oluyor.

Bahsi geçen ürünler tamamiyle bitki bazlı malzemelerden 9- aşamalı bir dönüşüm ile üretildi. Virent firmasının BioFormPX Paraxylene kimyasalından başlayarak, FENC firması bu kimyasalı %100 bio-PTA’ya dönüştürdü ve daha sonra bu kimyasaldan %100 bio-PET reçinesi üretti. Daha sonra konvansiyonel polyesterde de kullanılan ürüne dönüştürme aşamaları uygulandı. Petrokimya ve biyo-esaslı polyesterlerde kullanılan hammadde kaynaklarının farklılığının yarattığı etkiden dolayı FENC firması üretim yolunda farklı zorluklarla mücadele etti. Bu yenilikçi ürün sayesinde biyoplastik malzemelerinin kapısı da devasa tekstil pazarına açılabilmiş olacak.

Rodenburg ve Mars (Hollanda)


Nişasta bazlı (patates atığı) filmden üretilen çikolata ambalajı



2010 yılında Mars Çikolata firması o zaman kullandıkları Mars ve Snickers çikolara ürünlerinin ambalajlarından daha düşük karbon ayakizine sahip biyo-bazlı ambalaj malzemesine geçiş yapma vizyonuna sahiptiler.

O sırada Mars’ın aradığı biyoplastik türü pazarda bulunmuyordu. Arayışın odak noktasında sürdürülebilir olan ama aynı zamanda 2.nesil besleme kaynaklarından üretilen bir ambalaj malzemesi vardı. Biyobozunurluk mevzusu ise Mars için bir yan etki gibiydi ve çok önemli görülmüyordu çünkü, tüketicilerin bu ambalajı doğaya bıraktıklarında öylece kaybolacağına dair bir izlenim yaratmak da istenmiyordu. Bu durum doğaya daha da zarar verebilirdi. Bu koşullar altında proje 2012 yılında başladı ve 4 sene boyunca nişasta kampaund ürünü geliştirildi ve üretim denemeleri ve tüketici görüşleri alındı. Ambalajda kullanılan nişasta kampaund ürünü çoğunlukla patates atığından elde edilen nişastadan oluşuyordu, bu sayede gıda kaynakları ile de bir rekabet içinde olmayacaktı, ve biraz da PLA içeriyordu. Taghleef firması filmi BOPP makinasında üretti, Mondi firması ise baskıyı yaptı. İstanen özellikte ambalaj filminin üretilmesi için dört ayrı üretim denemesi yapılması gerekti. Çikolata ambalajı kokuyu, tadı koruması açısından çok kolay bir ambalaj olmasa da bu yeni ürün, çikolatanın korunması için gereken özellikleri de sağlıyor.

BASF (Almanya)


Yeni kompostlanabilir köpük sunta


ecovio EA kapok ürünü yüksek oranda (%70’in üstünde) biyobazlıdır. BASF firmasının biyobozunur polyesteri olan ecoflex ve PLA’dan üretilen ürün, EPS ve EPP kullanan üreticiler için bir çözüm sunabilen ilk üründür. Yenilikçi bir ekstrüzyon yöntemi kullanılarak, ecovio EA polimeri çeşitli ajanlar kullanılarak bir yılı aşkın bir raf ömrüne sahip köpüğe dönüştürülebiliyor. Polimer dönüştürücüsü için sağlanan faydalar arasında, düşük taşıma ücretleri, daha uzun depolama süresi ve depolama alanının azaltılması ve en önemlisi hali hazırda bulunan ekipmanda işlenebilme bulunuyor. 

ecovio EA köpüğü termal ve kimyasal açıdan EPS’ye göre daha yüksek dayanıklılığa sahip ve yüksek darbelere maruz kaldığında enerjiyi çok iyi bir şekilde emebiliyor.  Bu sebepten dolayı malzeme özellikle ağır ve yüksek değere sahip hassas ürünlerin taşınması için çok uygun. Köpük uygulaması termal yalıtım performansı sayesinde gıda ambalaj sektöründe de kullanım için düşünülebilir.

Ecovia EA normal çevresel koşullar altında oldukça kararlı iken, endüstriyel kompostlama koşulları altında ise çok hızlı bir şekilde 5 haftada bozunabiliyor. Kompostlama öncesinde köpüklenmiş malzeme kendine özgü geri dönüşüm proseslerinde geri de dönüştürülebiliyor. Yüksek biyo-esaslı içerik ve kompostlanabilirlik sertifikası gibi özellikler sayesinde fosil kaynaklarından üretilen ambalajın müşteri gereksinimlerini karşılamadığı yerlerde bu yeni ürün devreye girebilir. Yüksek biyo-içeriği sayesinde ürünün fosil kaynaklı köpük ürünlere göre karbon ayak izi de oldukça düşük.

Corbion, Global Bio-Polymers and Maxrich (Hollanda/Tayland)


Kauçuk ağaçları için kök koruyucu konteynerler


Doğal kauçuk Tayland’ın önemli bir tarımsal ürünüdür. Mevcut sistemde kauçuk ağaçları ilk olarak PE torbalarda ve ya PP konilerde ekiliyor. Bu konteynerler sayesinde kökler de belli bir alanda büyüyor ve bu sayede çiftçiler ağaçları kolay bir şekilde nakledip ekebiliyorlar. Olgun hale gelen ağaçlar tekrar ekildiğinde bu PP ve ya PE konteynerlerin kesilmesi kök sistemine zarar verebiliyor.

Yukarıda belirtlilen sebepten dolayı Corbio Purac’ın PLA’sından üretilen konteynerler ve diğer polimerler PE ve PP’den yaşanan sorunlara alternatif bir çözüm sunuyor. Biyoplastik koni sayesinde hem kökler yönlendirilmiş oluyor hem de ürün ömrü sonunda biyobozunurluk sayesinde konteynerlerin uzaklaştırılmasına gerek kalmıyor. Biyoplastik kampaund ürün iklim koşullarına göre geliştirilmiş ve bu sayede hem yetiştirme hem de olgun ağacın dikimi sırasında uyum sağlıyor. PLA, Tayland’da yetiştirilen şeker kamışından üretiliyor ve bu sayede tamamen döngüsel ve yerel bir uygulama sağlanmış oluyor. 

Treason Spring Water (USA)


Yenilenebilir ve geri dönüştürülebilir su şişesi - bütünsel yaklaşım


Treeson Kaynak suları plastik su şişelerine karşı sürdürülebilir bir alternatif üretmek amacıyla kuruldu. Her sene milyarlarca su şişesi satılıp geri dönüştürülmeden atık sahalarına gidiyorlar. 

Treeson’un hedefi ise %100 doğal, sürdürülebilir ürünler, sistemler ve teknolojiler üreterek, çevresel farkındalık sağlamak ve insanların gezegenimizi koruması yönünde seçimler yapabilmesine yardımcı olmaktır.

Amerika’da plastik içecek şişelerinin %30’undan daha azı geri dönüştürülüyor. Geri dönüşüme girmeyenler ise çöp sahalarına gidiyor ve ya uzak ülkelere gönderiliyor. Treeson’un felsefesi ise kullanılan şişeleri geri alıp, kendilerine geri gelen şişeleri ise temiz enerji üretiminde kullanmak. Firmanın kullandığı ilginç postayla geri gönderme programı, müşteriler tarafından ücretsiz olarak kullanılabiliyor ve Amerika devletinin en eski kurumu olan USPS (Amerika posta servisi) de desteklenmiş oluyor. Treeson’ın kurucusu bitmiş şişeleri posta kutularına atmanızı ve daha sonrasıyla kendilerinin ilgileneceğini belirtiyor. 

Başta kulağa biraz garip gelse de, boş şişelerin geri dönüşüm tesisine zaten nakledilmeleri gerekiyor. Bu naklin de bu konu için ayrılmış büyük bir kamyonda ve ya posta kamyonunun bir köşesinde yapılması herhangi bir fark teşkil etmiyor. 

Şişeler şirket kurucusu Carlton’un üretici ile birlikte geliştirdiği PLA karışımından üretiliyor. Herhangi bir toksin içermiyor ve aynı zamanda GDO da bulunmuyor. Etiketler de tamamiyle geri dönüştürülmüş malzemelerden üretiliyor.

10. Biyoplastik Oskarları iki farklı firmaya birden verilmişti.


Detaylı bilgiyi aşağıdaki yazımızda bulabilirsiniz.

4 Ekim 2016 Salı

Biyoplastik Uzmanları 2016 K Fuarında



Her 3 senede bir Almanya'nın Düsseldorf şehrinde düzenlenen ve Plastik endüstrisinin en büyük fuarlarından biri olarak rağbet gören K fuarının kapılarını aralamasına çok az bir süre kaldı. Fuar bu sene 19-26 Ekim tarihleri arasında her seferinde olduğu gibi Messe fuar merkezinde düzenleniyor olucak. K fuarı özellikle plastik endüstrisinde yenilikçi yaklaşımlara sahip olan firmaların gelecek odaklı ürünlerini sergileme açısından önemli bir platform oluşturuyor.

Bu sene de fuardaki firmalar arasında biyopolimer endüstrisine hizmet eden firmalar göze çarpıyor olucak. Her geçen fuarda sayıları artan ve pazar payı artan biyoplastikler bu sene de fuarın önemli bir parçası oluyor. Bu bağlamda biyoplastik hammaddelerinin tedariğini gerçekleştiren ve pazardan pay kapmaya çalışan birçok firma da yenilikçi ürünlerini sergiliyor olucak.

Bu firmalar arasında 2000'li yılların başından beri sektöre hizmet eden ve konuyla ilgili en yüksek tecrübeye sahip olan firmalardan olan FKuR Kunststoff firması da biyoplastik alanında standa sahip olan firmalardan biri olucak. FKuR firması bu sene biyobozunur ve biyobazlı ürün segmentlerinde diğer firmalardan ayrışan ürünleriyle ön planda olucak. Firmayı Salon 6, E48 nolu standda ziyaret edip bu yenilikleri yerinde inceleyebilirsiniz.

Kısaca bahsetmek gerekirse Avrupa piyasasında giderek tüketimleri düzenlemelerle artmakta olan biyobozunur filmlerin üretiminde kullanılan PLA bazlı hammaddelerden Bioflex grubunun yeni ürünleri olan FX serisi göze çarpıyor. Firmanın eski F serisine göre hem yüzey kalitesi olarak hem de işlenebilirlik açısından çok daha ileri seviyeye getirilmiş ürünlerinden üretilen filmleri standda görebileceksiniz. Buna ek olarak, polipropilen kullanıcıları için alternatif biyobazlı bir ürün sunabilmek amacıyla geliştirilen PP/PE kampaundu olan Terralene PP 2509 ürünü de diğer firmalardan ayrışan özel bir malzeme olarak ziyaretçilerin ilgisine sunulacak.

Bu sene de FKuR firması daha önceki fuarlarda olduğu gibi biyoplastik konusunda üretim yapmak isteyen bütün firmalara en doğru seçimleri sunmak için sizlerin hizmetinde olucak.