26 Aralık 2013 Perşembe

Alev Geciktiricili ve Ekolojik Plastik Malzemeler

Ekolojik olarak Alev Geciktirici



Yeşil Polyamidler. Mükemmel alev geciktirici özellikleri yüksek performans uygulamalarında biyo-esaslı plastikler kullanılarak da sağlanabilir. Yeşilci bir anlayışla bakılmadığı zamanlarda, çoğu zaman ciddi bir alternatif olarak düşünülmeseler de artık bu tür uygulamalar da geliştiriliyor.

Plastikleri yanma ısıları genel olarak yüksektir, hatta aşırı yüksektir. Çöp yakma fırınında yanma sıcaklığı çok düşük olduğu zaman, plastik atıklar genelde sıcaklığı yukarıya doğru düzenlemek amacıyla eklenirler. Fakat plastiklerin bu tipik özelliği birçok mühendislik uygulamasında arzulanmaz. Hatta bunun aksine parçaların alev geciktirici özellikte olması gerekir. Bu da alev geciktiricilerin eklenmesi ile sağlanabilir.

Azot içeren alternatifler

Klasik alev geciktiriciler bromür ve ya klorür esaslıdır (polibrominat difenil eter/ parafin) ve bu sebeple halojen grubu içerirler. Polyamid esaslı uygulamalarda çok iyi alev geciktirici özelliği sağlayabilirler fakat sağlık ve ekolojik açıdan oldukça olumsuz yönleri de bulunmaktadır. Yangın sırasında sağlıksız ve biyolojik olarak birikme ihtimalı olan polibrominatlı ve ya poliklorinatlı dibenzodioksinler ya da dibenzofüranlar (PCDD ve PCDF) ortama salınırlar. Bu da bu kimyasalların ortamda çok zor bir şekilde parçalanacağını ve ekstrem durumlarda da organizmaların vücutlarında birikebilecekleri anlamına gelmektedir.

Bu durum halojen içeren alev geciktiricilerin kullanımlarının neden her geçen gün EG ve RoHS gibi kurumlar tarafından kısıtlandığının en önemli sebeplerindendir. Sonuç olarak halojen içermeyen ürünlerin pazar payı sürekli artmaktadır; Avrupa Birliğinde yılda 500kt halojen içermeyen alev geciktiricisi kullanılmaktadır. Bu da kullanılanların çoğunluğu anlamına gelmektedir. Aynı zamanda metal ve ağır metalleri tamamen içermeyen alev geciktiriciler için talepler de dile getirilmeye başlanmıştır.


Melamin siyanürat (MS) - melamin ve siyanürik asidin tuzu, halojen grubu içeren alev geciktiricilere iyi bir alternatif olan azot grubu içeren bir alev geciktiricidir. Yıllar süren tecrübeler sonunda MS'nin doğa dostu olarak formüle edilmiş polyamidlerin modifiye edilmesi için ideal bir aday olduğu görülmüştür. Melamin siyanürat polimer baz malzemesine tuz formunda kampaund edilmektedir. Yüksek sıcaklık ve ya yangın durumunda, faz fazını inceltir ve halojen içeren alev geciktiriciler gibi endotermik olarak hareket eder. Tabi ki alev geciktiricilerin eklenmesi parçaların fiziksel özelliklerini olumsuz bir şekilde etkilememelidir. Eğer gerekliyse, bu tür olumsuz etkiler elyaf katkıları ve mukavemet arttırıcılar ile telafi edilmelidir.

Bilgi Köşesi  -  Standard UL94 Nedir?

Dünya çapında otorite olmuş alev sınıflandırması standardı olan ve Underwriters Laboratuvarı tarafından geliştirilip bu laboratuvarın baş harflerini alan UL94, bir malzemenin test alevine maruz kaldıktan sonra kendi kendine sönebilme kapasitesini test eder. Sınıflandırma, yanma oranı, sönme, damla oluşumu ve tekrar parlama  özelliklerine göre yapılmaktadır. Alev sınıfları duvar kalınlığına göre değerlendirilir. Mevcut olan sınıflar; HB (yatay test örneğinin yavaş yanması), V2, V1 ve V0 şeklinde devam etmektedir. V0 sınıfı alev geciktiriciler arasında en yüksek sınıftır.



Evonik firmasının Vestamid Terra ürün grubuna ait biyo-esaslı ve alev geciktirici katkılandırılmış polimer çeşitleri Türkiye'de Kumru Kimya firması dağıtıcılığında tedarik edilmektedir. Daha detaylı bilgiler ve firmayla iletişime geçmek için aşağıdaki bağlantıyı takip edebilirsiniz.

http://www.kumrukimya.com/vestamid-terra.htm

Kaynak: Kunstoffe international 8/2012, author; Benjamin Brehmer, Holger Renners, Frank Zelder

23 Aralık 2013 Pazartesi

Biyopolyamidler Sayesinde Düşük Karbon Emisyonları

Evonik firmasının Vestamid Terra markasıyla piyasaya sunduğu biyolojik kaynaklardan elde edilen biyopolyamidler üstün teknik özelliklerinin yanında daha farklı avantajlar da sunuyor. Bu avantajların en önemlilerinden biri ise karbondioksit emisyonlarının azaltılması. Ortalama olarak, biyo-esaslı polyamidler %50 daha az emisyona sebep oluyor. Aşağıdaki şekilde, hammaddeden granül haline getirilene kadar, çeşitli polyamidlerin üretimi sırasında açığa çıkan karbondioksit miktarları gösteriliyor.

Daha hafif

Yeni ürünler aynı zamanda beklenmedik fırsatlar da ortaya çıkarıyor. Konvansiyonel polyamidler ile karşılaştırıldığı zaman, ki bunlar genellikle enjeksiyon kalıplama ile işlenmektedir, biyopolyamidlerin daha düşük yoğunluğu vardır.

-PA6 ve PA66: 1.13 g/cm3
-PA610: 1.08 g/cm3
-PA1010: 1.05 g/cm3
-PA1012: 1.04 g/cm3


Farklar çok yüksek gözükmüyor olabilir. Fakat düşük ağırlıklı yapılarda her gram önemlidir. An itibariyle de bu değerlere bakarak %5-9'luk ağırlıktan kazanç mümkündür. Bütün bunlar biyopolyamidler için beklenenden fazla potansiyel olduğunu göstermektedir.

19 Aralık 2013 Perşembe

Havalı Fren ve Kablo Sistemlerinde Biyopolyamid Uygulamaları

Kampaund üretim sanatı üretici için malzemenin işlenmesini kolay hale getirirken, teknik özelliklere de tamamen uyumlu bir polimer üretimini gerektirir. Ticari araçlarda kullanılan havalı fren grubu aksamları da bu bağlamda tipik zor uygulamalardan biridir.

Havalı fren grupları geleneksel olarak DIN 74324 standardına uygun bir şekilde (havalı fren sistemleri için polyamid bağlantılar standardı) PA12 gibi uzun zincirli polyamid malzemelerinden yapılmaktadır. Bu tür polyamidler uygulamanın gereksinimlerini, özellikle de kurulum metodu açısından, en iyi şekilde karşılarlar. Yüzlerce metrelik kablolar yerleştirilirken, polyamid malzemesinin eğilip bükülebilme potansiyeli çok önemlidir. Aynı zamanda ne kadar hassas yerleştirileceği de oldukça önem taşır. Bu uygulamaya destek olması için basınçlı hava frenlerinde çekme esnekliğinin 450-600 MPa arasında olması gerekmektedir. İşte bu noktada da PA1010 malzemesi devreye girer.

Bu uygulamada da daha önce debriyaj uygulamasında bahsedildiği gibi patlamadaki çevresel gerilme teknik özellikler arasında oldukça önemlidir. Ekstrüzyonla çekilmiş tüplerin performansı özellikle 80C üzerindeki sıcaklıklarda düşmektedir. PA1010-PHLY polimerinde ise bu değer rehber değerlerin üzerindedir ve 100C'nin üzerindeki sıcaklıklar içinse PA12'den de daha yüksektir.

Farklı polyamid kampaundlarından yapılmış havalı fren hortumlarında çevresel gerilme değerlerinin karşılaştırılması (1mm duvar kalınlığı, 8mm çaplı hortum)

Havalı frenlerdeki bir diğer önemli gereksinim ise aşınma direncidir. Hortumlar yığın halinde yerleştirildiğinden ve aracın hareketi sırasında birbirlerine sürtünebileceğinden dolayı bu özellik öne çıkar. Aşınma özelliği farklı senaryolarda ve hortumun (40mm uzunlık, 12mm çap) farklı kesitlerini 1kg ağırlıkla ve 160mm/s hızla birbirine sürterek test edilmiştir. PA1010-PHLY'den yapılan bağlantı elemanları, katman kalınlığından 300bin döngü sonrasında dahi herhangi bir kayıp yaşamamıştır. Bu da biyopolyamid malzemesinin yüksek basınç altında dahi kararlı kalabildiğini göstermektedir. Bu malzeme hali hazırda ticari olarak tedarik de edilebilmektedir.

Diğer Kablo sistemleri

Otomobiller en çeşitli iklim koşulları ve farklı bölgelerde bulunuyorlar ve bu sebeple bu farklı koşullara da dayanmak zorundalar. Bu durum polimerlerden yapılan şasi kabloları için de geçerli. Örneğin kablolar çinko klorüre (ZnCl2) en az 200 saat dayanmaları gerekir. Bir diğer deyişle kışın yollara dökülen tuzlara dayanıklı olmalıdır (SAE J844 standardına göre). PA1010 ve PA1012 sadece çinko klorüre değil, aynı zamanda etanol, pil asidi ve petrole karşı da dayanıklıdır. Bu özellikleriyle biyopolyamidler, yakıt hatları ve özellikle de dizel hatları için idealdirler.

Kaynak: Kunstoffe international 3/2012, author; Benjamin Brehmer

18 Aralık 2013 Çarşamba

Hidrolik Debriyaj Hatları için Biyopolyamidler

Hidrolik debriyaj hatları çoğunlukla polimerleden üretilen çok talepkar otomotiv parçalarıdır. Burada önemli olan nokta tasarım serbestliği için sürekli artan taleplerdir. Hatlar içteki yağ basıncı ile çalıştırılmakta ve hemen motorun yanında bulunmaktadır. Bu sebeple yüksek ısı direnci zorunludur. Karşılaştırmalarda PA610 kampaundlarının erime noktasının geleneksel PA12 kampaundlarına göre 40C daha yüksek olduğu görülmektedir. Hatlar herhangi bir koruma olmadan yerleştirildiği için, uzun süreli kimyasal kararlılığa da sahip olmalıdırlar, örneğin; yağ ve tuzlu suya karşı.

Teknik özellikler için en anahtar eleman patlama sırasında çevresel gerilmenin ölçümüdür. Yüksek çalışma sıcaklıklarında hatların çatlamaması ya da bozulmaması gerekmektedir. 100C'nin üstündeki sıcaklıklarda, PA610-HL, piyasadaki PA12-HL sistemlere göre çok daha üstün basınç direnci sağlamaktadır. (Şekil 1) PA610-HL bu sayede sürdürülebilirlik ve performans arasındaki genelde oluşan çelişkinin nasıl bir araya gelebileceğinin iyi bir örneğidir. Bu biyopolyamid türü hali hazırda ticari olarak satılmaktadır.

Farklı polyamid türlerinden yapılan didrolik debriyaj boru sistemlerinde basınç dirençlerinin karşılaştırılması

Hidrolik debriyaj hatlarında tek bir baz polimer ile bütün gereksinimleri karşılamak mümkün olmaz. Bu sebeple kampaund geliştirmek ve ince ayarlar yapmak oldukça önemlidir.

Evonik firmasının Vestamid Terra markası altında pazarladığı biyopolyamid yüksek performans polimerleri Türkiye'de Kumru Kimya firması tarafından tedarik edilmektedir.

Kaynak: Kunstoffe international 3/2012, author; Benjamin Brehmer

17 Aralık 2013 Salı

Evonik'ten Dayanıklı ve Çevreye Duyarlı Biyopolyamidler


Tek kullanımlık ürünler değiller ve kullanım ömürlerine dair herhangi bir kısıtlama bulunmuyor ve hatta herhangi bir teknik zayıflıkları da bulunmuyor. Öte yandan, biyopolyamidler, uzun ömürlü, sağlam ve otomotiv endüstrisi gibi zorlu uygulamalarda dahi kullanılabiliyorlar.

Diğer biyo-esaslı polimerlerden farklı olarak, biyopolyamidler yüsek performans polimerleridir. Aslında biyopolyamidlerden yapılmış hidrolik debriyaj hatları, hava freni hatları ve yakıt hatları hali hazırda test edilmekte, bazıları onaylanmış ve bazıları ise kullanılmaktadır. Kablo sistemleri bu polimerden yapılabilen tek mümkün uygulama değildir, birçok farklı araç parçası da bu yeni malzemelerden yapılabilmektedir.

Mobil hale gelmenin çevresel etkilerinden dolayı, konvansiyonel yakıtla çalışan araçlara yüksek standartlar getirilmiştir. Bu araçlardaki verimler, teknolojik gelişmeler ışığında yüksek oranda geliştirilmiştir. Sadece güç aktarma organlarındaki iyileşmeler ve düşük ağırlıklı tasarımlar değil, kullanılan malzemelerin üretimindeki düşük salınımlar da araçların yaşam döngüsü değerlendirmelerini iyileştirebilirler. Polimerler modern araçlarda uzun süredir malzeme olarak kullanılmaktadırlar ve günümüzde araçların ağırlığının %25'e yakın kısımlarını oluşturmaktadırlar. 

Fosil yakıtlardan elde edilen hammaddeler konvansiyonel polimerlerin %99'luk kısmını oluştururken, yenilenebilir kaynaklar da biyo-esaslı polimerler için monomer kaynağı olabilirler. Fakat kullanımları neredeyse ambalaj endüstrisi ile sınırlıdır, örneğin, torbalar, filmler ve yoğurt kapları. Fakat bütün biyo-esaslı polimerler aynı şekilde davranmazlar.

Genel olarak yüksek performans polimerleri petrokimya türevlerinden elde edilmiş olsalar da, polimer zincirleri tamamen ya da kısmı olarak biyo-esaslı yapıtaşlarından da sentezlenebilirler. Biyopolyamidler de Evonik Industries AG adlı Alman kimyasal firması tarafından geliştirilen ve yüksek performanslı polimerler portföyüne entegre olan ürün grubudur. Bu tür biyopolyamid ürünleri özellikle teknik olarak talepkar olan otomotiv uygulamalarında giderek popüler hale gelmektedir. Aynı zamanda, petrokimya bazlı polyamidlerden farklı olarak, bunu yaparken, daha tercih edilir bir enerji dengesini ve karbon ayakizini kullanıcıya sunarlar.

Biyopolyamidler, bu pozitif katkılarını, kastor yağı bitkisi de adı verilen, Ricinus communis adlı monomerlerin direkt ya da indirekt olarak türetildiği bitkiye borçlular. Evonik, Vestamid Terra markası altında, PA610, PA1010 ve PA1012 olarak üç farklı biyopolyamid türü sunmakta. (Şekil 1)

Biyopolyamidlerin kimyasal formülleri. Biyopolyamidler için önemli olan amid grupları arasındaki karbon zinciri uzunluğudur. Teknik özellikler karbon zincirinin uzunluğu ve oranına göre değişkenlik göstermektedir.


Kısa zincirli PA610 yüksek sıcaklıklara dirençli ve bu sayede araba motoru koruyucusu gibi sıcak bölgeler için uygun. Orta zincir uzunluğuna sahip PA1010 ise yüksek rijitliğie sahip ve bu sayede mekanik olarak talepkar parçalarda kullanılabiliyor. Uzun zincirli PA1012 ise yüksek çarpma dayanımı ile taş parçaları sıçramasına maruz kalan parçalar için ideal. (Tablo)



Yarı-kristal yapıdaki polyamidler için genel kural, karbon zinciri uzadıkça, darbe dayanımı ve çözücülere karşı direnç de artıyor. Bu duruma su emilimi ve sürünme gibi özelliklerin azalması da eşlik ediyor. Zincir ne kadar kısa olursa da, malzeme o kadar ısıya dirençli hale geliyor. Biyopolyamidlerde zincir uzunlukları oldukça yüksek bir aralıkta değişebiliyor ve bu sayede farklı otomotiv parçalarına ait daha fazla gereksinim profilii karşılanabiliyor. Bu fiyat aralığında herhangi bir malzemenin bu kadar seçenek sunması pek mümkün gözükmüyor.

Kaynak: Kunstoffe international 3/2012, author; Benjamin Brehmer

16 Aralık 2013 Pazartesi

Helmut Lingemann 8.Küresel Biyoplastik Ödülünün Sahibi Oldu

Berlin'de 8.si düzenlenen Avrupa Biyoplastik Konferansında gelenek bozulmadı ve ilk gün Küresel Biyoplastik Ödülünün 2013'teki sahibinin duyurulması ile sona erdi. Sürpriz bir şekilde, kazanan genellikle biyoplastiklere aşina olmayan bir endüstriden geldi. Helmut Lingemann GmbH & Co.KG, adlı yalıtkan cam endüstrisi için alüminyum profil üretme konusunda özelleşmiş olan firma ödülün sahibi oldu. Ödül firmanın Nirotex Evo adını verdiği ve biyoplastikten üretilen çift ve üçlü yalıtkan cam üniteleri için geliştirdiği yeni aralık sistemi için sunuldu.

Bioplastics Magazine adına ödülü sunan Michael Thielen; ödül modern ısı yalıtım teknolojisi modern malzemeler ile birleşince ne olacağının sonucu dedi. Aynı zamanda bu uygulamanın yüksek hacimlerde biyoplastik kullanım potansiyeli yaratacağını belirtti. Aynı zamanda ürünün konferansın bu seneki sloganı olan, Avrupa için Biyo-esaslı bir gelecek yaratmak ile uyuştuğunu da belirtti. 

Helmut Lingemann adına ödülü kabul eden Wolfgang Bauer ise, ödülün firmaları için bir onur olduğunu belirterek, bu özel ürünün fikrini gerçeğe dönüştürmek için çalışan herkese de şükranlarını iletti.

Ödül için yarışan firmalardan ikisi aynı puanla ikinci sırayı elde ettiler. Bu firmalar Kuender & Co. ve SUPLA Material Technology Co adlı dünyanın ilk biyoplastik dokunmatik ekranını üreten firma ve Pharmafilter adlı hastane ve bakım evleri gibi yerler için tamamen yeni bir atık yönetim sistemi öneren Hollanda firmalarıydı.

5 jüriden oluşan uluslararası panel Helmut Lingemann'ı kazanan olarak seçmelerinin sebebi olarak jürilerden biri, firmanın sınırları aşan düşünme tarzından etkilenmelerini gösterdi. Geleneksel yoldan gidip uygulamalarında konvansiyonel plastiği seçebilirlerdi fakat tamamen ve gerçekten yenilikçi olmayı tercih ettiler.

Firmanın yenilikçi Nirotec Evo ürünü, paslanmaz çelik folyodan üretilen ve çeşitli katlılar ile modifiye edilmiş PLA bazlı biyopolimer ile birleştirilmiş bir sıcak kenar profil (warm-edge profile). Sıcak kenar aralıkları yoğunlaşan su probleminin azaltılmasını önemli ölçüde azaltan bir sistem.  Bu problem oda içindeki cam kenarının dışarıdaki hava sıcaklığının altına düştüğü zaman oluşuyor. Bu sistemin kullanılması ile pencerenin ısı yalıtım değerleri geliştirilmiş oluyor.

Helmut Lingemann daha önce bu sistemleri sadece paslanmaz çelik kullanarak üretmişti. Başka bir malzeme kullanılmasına karar verilmesi ile birlike 4 yıllık bir test ve geliştirme süreci devam etti.


Kullanılan malzeme hem yüksek güç ve yapısal destek sağlarken, düşük ısı yalıtkanlğı, elektrostatik yüksüzlüğü ve optimum adhezyon karakteri ile bütün gereksinimleri sağlarken, biyopolimer olması da buzlanmayı tamamiyle önlüyor.

12 Aralık 2013 Perşembe

Malç filmler için infrared geçirgen renkler

Malç filmler tarımda ekim yaparken, daha erken ve yüksek rekolteler elde etmek için kullanılmaktadır. Buna ek olarak domates, patıcan, karpuz, biber ve salatalık gibi sebzelerde kaliteyi de arttırırlar.

Kansas State üniversitesi Hortikültür Bölümü üyesi W.J.Lamont, plastik malç film kullanmanın avantajlarını aşağıdaki listeyle özetlemiştir.

1) Erken hasat: Toprağın ısısını yükseltmek erken hasada olanak sağlar. Siyah plastik malç filmleri kullanmak, 7-14 gün arası erken hasada olanak sağlarken, transparan filmlerde bu rakam 21 güne kadar çıkabilmektedir.

2) Toprak nemi: Plastik malç film kullanımı toprak neminin buharlaşma ile kaybedilmesini önemli ölçüde engeller. Bu sayede toprak nemli kalır ve sulama maliyetleri düşürülebilir. Bu koşullar altında plastik malç film olmadan yapılan ekimlerle karşılaştırıldığında sebze verimleri iki kata kadar çıkabilir.

3) Otlar ve istenmeyen flora: Siyah ve siyah/beyaz karışımından oluşan plastik malç filmler istenmeyen floranın oluşmasını engeller ve yabani otların büyümesine engel  olur.

4)Tarım kimyasallarının ve gübrenin yıkanması: Plastik mal. filmleri ile sağlanan koruma sayesinde değerli tarım kimyasallarının ve gübrelerin yıkanarak gitmesi engellenir.

5) Toprak sıkışmasının azaltılması: Koruyucu malç film altındaki toprağın gevşek kalmasını sağlar. Düşük nem kaybı sayesinde toprak sıkışma miktarı da azalır.

6) Köklerin kontrolü: Plastik malç film tarafından kapanan bölgelerin dışında kalan alanlarda, istenmeyen yabani ot köklerinin oluşması, pestisit ve kimyasallar ile kontrol altında tutulabilir.

7) Daha temiz ürünler: Plastik malç film altında kalan sebze ve meyveler kir ve topraktan korunabileceği için daha temiz kalırlar.

8) Daha fazla büyüme ve verim: Bitki büyümesi için gereken fotosentez karbondioksit emilimi ve oksijene çevrilmesini gerektirir. Plastik malç film kullanımı, gaz difüzyonunun mümkün olmaması sebebiyle, film altındaki karbondioksit derişimini arttırır. Bu sayede yeşil yapraklar fotosentez gerçekleştirebilir.

9) Gaz şeklinde besinlerin ve gübrenin korunması: Plastik malç film sprey olarak sıkılan kimyasal gübrelerin difüzyonuna engel olur ve bu sayede daha iyi emilirler.

10) Sel: Plastik malç film üzerindeki yollar sayesinde fazla su, yağmur esnasında kolayca akabilir. Bu sayede sel gibi durumlarda ekinlerin su altında kalması engellenecektir.

2007 yılında Bioplastics Magazine dergisinde yayınlanan makalede FKuR firması poilaktid polimerinden inovatif siyah plastik malç filmi tanıttı. FKuR, Oerlamans Plastics ve Fraunhofer UMSICHT ile birlikte çalışarak, 2004 yılından beri bu ürünün geliştirilmesi üzerinde çalıştığını ve artık ürünü ticarileştirmeye hazır hale getirdiğini açıkladı. basın bildirisinde bu PLA karışımının PLA ve diğer biyobozunur polimer ve katılarından oluştuğu belirtilmişti. Oerlemans Plastics b.V Genderen, Hollanda şirketi endüstriyel üretimi gerçekleştirdi ve PLA malç filminin testlerini gerçekleştirdi. Bu yenilikçi ürünün diğer biyobozunur filmlere göre, çok daha yavaş bozunduğu ve değişken iklim koşullarına karşı çok daha dirençli olduğu belirlendi. 2004 yılından itibarek, FKuR biyobozunur malç filmleri ile ilgili ilk teslere başlamıştı. Açık hava koşullarında filmin bozunma şekli laboratuvarda incelendi. Filmin endüstriyel uygulaması 2005 yılından beri Oerlemans Plastics ile birlikte denendi. Oerlemans Plastics firmasının FKuR'yi seçmesinin en büyük sebebi, diğer sebeplerin yanında, filmin konvansiyonel LDPE için geçerli ekstrüder makinalarında sorunsuz bir şekilde üretilemesiydi. Endüstriyel üretim öncesinde, Bio-Flex malç filmleri çeşitli ekinler üzerinde farklı araştırma enstitüleri ve test laboratuvarları tarafından da başarıyla denendi. 2005'ten beri Oerlemans Plastics firmasının biyobozunur PLA malç filmleri dünya çapında farklı iklim koşullarında ve ekin çeşitlerinde denendi. Ekin verimleri PE malç filmler ile karşılaştırılabilir düzeydeydi. PLA malç filmlerinin serilmesi normal serme makineleri ile aynı şekilde yapılabiliyordu. Diğer biyofilmlere nazaran en önemli avantajı, örneğin nişasta bazlı filmlere göre, daha yavaş bozunma ve değişken iklim koşullarında karşı direnç idi. Biyo malç filmlerinin tarımda bir diğer avantajı ise hasat sonrası filmin sürülerek toprak altında bozunmaya devam etmesiydi. Bio-Flex malç filmlerinin uygulanması film bertaraf edilmesiyle ilgili maliyetleri ve işgücünü de azaltmaktadır. Hem hammadde hem de film EN 13432 standardına göre biyobozunur özelliktedir. Ek olarak DIN Certco, OK Compost, NFU 52001 ve Ecocert sertifikalarına sahiptir.

Daha önce de bahsedildiği gibi, malç film uygulamasının en önemli sebeplerinden biri UV ve görünür (VIS) dalga boylarında ışık emiliminin bir sonucu olarak yabani otların büyümesinin engellenmesidir. Ek olarak, karbon siyah eklenmesi sayesinde kızıl ötesi yakın dalga boylarında (NIS) güçlü ısı emilimidir. Bu sayede malç film kendini ısıtır ve bu ısıyı bulunduğu ortama iletir.

İkinci nesil malç filmleri LDPE bazlı filmlerden biyobozunur plastiklerden oluşan filmlere doğru geçisi içerir. Siyah karbon hala pigment olarak kullanılmaktadır. Burada odak noktası biyobozunurluktan gelen sürdürülebilirlik özelliğidir.

Açık havadaki ısı emilimi biyobozunur filmleri uzun ömürlülük ve fonksiyonellik yönünden zora sokmaktadır. Bazı katkılar kullanılarak ömrün arttırılması ise orjinal amaç olan sürdürülebilirlik ile çelişmektedir. 

Bu çalışmalar tam da renkli ve infrared geçirgen (IRT) biyobozunur plastik malç üzerine yapılan çalışmalardan önceydi. Burada anafikir UV ve VIS dalga boylarını tamamen emilimini sağlarken. NIR dalga boylarının yüksek enerjisinin geçmesini sağlamaktı.

Şekil 1'de UV-VIS-NIR spektrumlarında biyobozunur plastiklerden yapılan koyu renkli malç filmlerinin geçirgenlikleri ile ilgili özet bilgiler verilmektedir. Buna göre 200nm-750nm arası sürekli emilim gerçekleşirken, NIR aralığında %70-80 oranında geçirgenlik sağlanmaktadır.




















Bu etkinin karbon siyah ile gerçekleştirilemeyeceği bellidir ve bu sebeple bazı dezavantajları da bulunmaktadır. İnce filmlerde renklendirici miktarının fazla olması gerekecektir ve bu da hammadde maliyetini arttıracaktır.

Geliştirilen renk formülleri basit renk karışım teorisine dayanmaktadır ve bu teoriye göre siyah (koyu) renkler pigment karışımları kullanılarak elde edilebilir. 

Şekil 2'de siyah renklendirilmiş filmler ile IRT karışımları arasındaki davranuş farkları gösterilmiştir. 


Termal kamera infrared lamba altındaki sıcaklık farklarını açık bir şekilde göstermektedir. Yukarıdaki resim standard siyah pigmentli film iken aşağıdaki IRT renklendirilmiş filmdir.

İnfrared geçirgen renkleri kullanmanın avantajları aşağıdaki gibi özetlenebilir.

-Yüksek ısı geçirgenliği 
-Bu sayede yüksek toprak ısısının sağlanması
-Kışın köklerini tutan bitkiler için mükemmel koşullar sağlanır
-Yabani ot ve istenmeyen flora engellenir
-Kemirgen ve solucan saldırıları azalır
-Çilek gibi bitkiler sıcak filmle temas noktalarında oluşan zararlardan korunabilir
-Yabani otların engellenmesi için kimyasal gerekmeyeceğinden organik tarıma dönüşüm sağlanabilir.
-Erken ve verimli hasat
-Ekin kalitesi ve miktarının geliştirilmesi

Bütün bu deneyimlere dayanarak, domates ve salatalıklarla alan testleri 2012 yılında Thüringer Aufbaubank'tan sağlanan bütçe ile gerçekleştirildi. Bu testlerde IRT boyanmış biyobozunur plastiklerden yapılmış malç filmler, aynı şekilde boyanmış LDPE filmler ile karşılaştırıldı. Amaç filmin biyobozunurluk özelliğinin ekinlerin büyüme davranışlarına olan etkilerinin belirlenmesiydi.

Salatalık ve domateslerin büyümeleri arasında farklar bulundu. Domatesler için olan verilerde, ilk haftalarda filmin kompozisyonundan bağımsız olarak ekinler benzer büyüme eğilimi gösteriyor. Daha sonraki haftalarda IRT renklendirmeye sahip PLA film daha iyi performans gösteriyor. Fakat farklı film türleri arasındaki fark çok da önemli düzeyde bulunmuyor. 


Salatalıklarla yapılan testlerde ise fark baştan beri görünüyor. Hasat verimi sırasıyla PLA+IRT, selüloz+IRT, LDPE+IRT ve standart siyah malç film şeklinde bulunuyor.

Yapılan ek testlerde ise IRT renklendirilmiş filmlerin DIN EN ISO 14855-1'e göre %90'lık minimum biyobozunurluk gereksinimi de teyit ediliyor. Ekotoksisite testleri de EN 13432'ye göre başarıyla tamamlanıyor.

Bütün bu testler ışığında FKuR'un Bioflex F 1130 polimeri, geniş işleme penceresi, yüksek esnekliği sayesinde en uygun malzeme seçiliyor. IRT renk karışımları ile kombinasyonlar sayesinde ise yüksek performanslı ve günümüz pazarının gelecek nesil malç filmlerinin üretilmesi hedefleniyor.


Kaynak: Bioplastics Magazine 06/2013, Dr. J. Carlos Caro

3 Aralık 2013 Salı

Biyobazlı Plastiklerde Biyobazlı Karbon vs Biyokütle Hesaplamaları

Biyoplastik uzayında terminoloji ve katma değerleri daha iyi anlayabilmek - biyobazlı, biyobazlı karbon, biyokütle bazlı

Biyoplastik endüstrisinde kullanılan giderek artan sayıdaki terimler, marka sahipleri, tüketiciler ve genel halk gibi endüstrideki çok çeşitli paydaşların kafasını karıştırmaktadır. Bu makalede, terminoloji kullanımıyla ilgili teknik jargon incelenecek ve daha önemlisi bu terimlerin arasındaki ilişkiler ve biyoplastiklere katacakları katma değerlere dair fikirler açığa çıkarılacaktır. Bu terimlerin çoğunluğu ISO, EN ve ASTM gibi hali hazırda bulunan ve geliştirilmekte olan uluslararası standartlardan türemektedir. Standart yazıcıları da dahil olmak üzere birçok biyoplastik paydaşlarının, sertifikasyon kurumlarının ve ticaret kurumlarının bütün bu terimlerle ve tanımlarla ve birbirleriyle ilgili bağlantılarıyla ilgili olarak açık bir anlayışa sahip olmaları gerekmektedir.


Basit terminolojiden başlamak gerekirse, ilk olarak ele alınması gereken, biyoplastik, biyobazlı plastik, biyobozunur-kompostlanabilir plastiklerdir. Biyoplastik terimi iki ayrı fakat birbiriyle iç içe olan konsepti içermektedir. Bunlardan biri biyobazlı plastikler ki bunlar plastiğin hayat döngüsünün başlangıcıyla ilgili bilgi vermektedir. İkincisi ise biyobozunur-kompostlanabilir plastik ise plastiğin hayat döngüsünün sonunu temsil etmektedir.

Biyobazlı plastikler, bitki biyokütlesi/tarımsal ekinlerden elde edilen plastiklerdir. Bunlar çevredeki karbondioksiti bitki biyokütlesi içerisinde karbohidrat, yağ, protein gibi organik malzemelere çevirirler. Bunu yaparken de su ve güneş ışığı enerjisi kullanırlar (fotosentez). Bu durum bitki biyokütlesinden milyonlarca yıl sonucu oluşan petrol/fosil kaynaklı plastiklerden (petrol, kömür, doğal gaz gibi) farklıdır. Organik malzemeye karbondioksitin dönüşümünün hızı ve süresi bitki biyokütlesi içerisinde ortalama bir yıl (tarımsal ya da biyokütle ekini) ya da odunsu bitkiler (ağaçlar) için on yıldır. Bu sebeple bitki biyokütlesi/tarımsal ekinlerden elde edilen plastikler çevredeki karbondioksiti 1-10 sene gibi kısa bir süre içerisinde istikrarlı bir şekilde bertaraf ederek bunu tekrar plastik polimer molekülü oluşturmak için kullanırlar. Fosil kaynaklarından elde edilen plastiklerde ise ortamda bulunan karbon milyonlarca yıllık bir zaman sürecinde oluşmuştur ve 100 yıllık bir süreçte dahi (küresel ısınma potansiyelini ölçmek amacıyla kullanılan zaman periodu, GWP100) herhangi bir karbondioksit bertarafından söz edilmesi mümkün değildir. Figür 1'de doğal biyolojik karbon döngüsü gösterilmektedir. 


Bu Karbon ayakizlerindeki azalmayı daha iyi gösterebilmek için (karbondioksitin bertaraf edilmesi, çevreden azaltılması) şeker kamışından (bitki biyokütlesi) elde edilen biyobazlı polietilen üretimi düşünülebilir. Şekil 2, sitokiyometrik denklemler açısından havadaki karbondioksitin fotosentezle şekere dönüştürülmesi (şeker kamışında), daha sonra şekerin etanole fermantasyonu ve etilene dehidrasyonu ve son olarak da etilenin polimerizasyyon ile biyobazlı polietilene dönüştürülmesini göstermektedir. Eğer denklemler toplandığı takdirde, reaksiyonlar sonucundan 28kg biyobazlı polietilen üretimi için 88kg karbondioksit harcanmaktadır. Bu da her kilo biyobazlı polietilen üretiminde doğadan 3.14kg karbondioksitin uzaklaştırıldığı anlamına gelmektedir. Bu durum tamamiyle açık, basit bir şekilde, değersel olarak sadece biyobazlı karbona dönerek karbon ayak izindeki azalmayı ve katma değeri göstermektedir.


Benzer sitokiyometrik hesaplama ile her %100 biyobazlı PET üretimi ile 2.29kg karbondioksitin doğadan uzaklaştırıldığı hesaplanabilir. Şu anda üretimde olan Coca-Cola firmasının %20'lik biyobazlı karbon içerikli bitki şişe (plant bottle) ile her kg şişe üretimi başına doğadan 0.46kg karbondioksit uzaklaştırılmaktadır. Benzer şekilde üretilen her kg PLA (polilaktik asit) için de 1.83kg karbondioksit doğadan bertaraf edilmektedir. Fosil bazlı ürünler için ise daha önce şekil 1'de gösterildiği ve tartışıldığı gibi doğadan hiçbir karbondioksit uzaklaştırılması gerçekleştirilmemektedir.

Tabi yukarıdaki tartışmalar ve hesaplamalar sadece polimer içindeki karbonun beşikten kapıya kadar olan (LCA terminolojisi ile) kısmı temsil etmektedir. Polimer içindeki karbonun çevreye karbondioksit olarak salınmasını yansıtmamaktadır. Şekil 1'den görülebileceği gibi bu durum karbon ayakizinin azaltılması ile ilgili katma değeri değiştirmemektedir. Örneğin biyobazlı PE içerisindeki biyobazlı karbon tekrar çevreye karbondioksit olarak salınsa dahi toplamda malzeme sıfır malzeme karbon ayakizi bırakacaktır. Aynı hesapla fosil kaynaklı PE karbonu ise çevreye 3.14kg fazla karbondioksit salınmasına sahip olacak ve aradaki fark yine aynı olacaktır. 


Biyobozunur-kompostlanabilir plastikler- bunlar hedeflenen ortamlarda (kompost tesisi, toprak, deniz, anaerobik çamur) belirlenen kısa bir sürede tamamiyle biyobozunur olan plastiklerdir. Atığın atıldığı ortamdaki mikroorganizmalar tarafından özümsenerek hayatlarını idame ettirecek gıda olarak kullanılırlar. Bu polimerer biyobazlı olmak zorunda değildir, fosil/petrol bazlı da olabilirler.

Biyobazlı plastikler biyobozunur-kompostlanabilir de olmak zorunda değildirler. Bu ürünlerin yarattıkları katma değer karbon ayakizini polimerin hayatının başlangıcı aşamasında azaltmasından gelmektedir. Bu basit içsel karbonun yarattığı karbon ayakizinin azaltılmasına dair katma değer besleme stoğunun ürüne dönüşmesinden veürünün bertaraf edilmesiyle alakalı çevresel etkiye dair ayakizinden bağımsız bir durumdur. LCA (life cycle assessment) metodları ve standardları (ISO 14040 standardı) işlenmeye dair ve çevresel karbon ayakizi ile ilgili hesaplamalar için gerekli yöntemleri içermektedir ve biyobazlı ya da fosil bazlı bütün ürünler için gerekli bir hesaplamadır.

Biyobazlı Karbon içeriği

Biyobazlı plastikler için en anahtar gereklilik plastik içerisinde bulunan biyobazlı karbonu ölçmek için transparan ve geçerli bir test metodunun olmasıdır. Hatırlatmak gerekirse biyobazlı plastikler bitki biyokütlesinden oluşmaktadır ve bu bitkiler yakın zamanda çevredeki karbondioksiti özümsemişlerdir. Atmosferde bulunan karbonsioksit C12'ye sahip karbondioksit ile C14'e sahip karbondioksitin dengesine sahiptir. Bitki ve hayvanlar biyolojik besin zincirlerindeki karbonu alırlarken hayat döngüleri boyunca C14'e sahip karbondioksit de alırlar. Atmosferde bulununan C14 derişimi ile denge halinde bulunurlar, bu da C14 atomları ile radyoaktif olmayan C12 atomlarının yaklaşık olarak zaman içerisinde aynı sayıda kalır. Bir bitki ve ya hayvanın ölmesiyle birlikte, karbon alımı fonksiyonu durur ve böylece radyoaktif karbon yenilenmesi de biter. Sadece bozulma başlar. Karbonun yarı ömrü de yaklaşık olarak 5730 yıl olduğundan dolayı, milyonlarca yıl boyunca oluşan petrol/fosil kaynaklarında C14 izi hiç bulunmayacaktır. Fakat bu durumun tersine bütün biyobazlı plastiklerde düşük ama ölçülebilir miktarda C14 izi bulunacaktır. Bu da ürün içerisinde bulunan yüzde olarak biyobazlı karbonun miktarının ölçülmesi konusunda temeli oluşturur. Test metodunda ise biyobazlı plastiğin yakılması ve oluşan karbodioksit üzerinden C14/C12 oranının standard referans malzeme (4990c HOxII olarak adlandırılıyor) ile karşılaştırılmasını istemektedir. Biyo-bazlı karbon içeriğinin belirlenmesi için kullanılan bu yöntem +/-%3 oranında sapma ile cevap vermektedir ve ASTM D6866 aslı Katı, Sıvı ve Gaz Numunelerde Radyokarbon analizi ile biyobazlı karbon içeriğinin belirlenmesi standartta açıklanmaktadır. Bu test metodu aynı zamanda Avrupa Normları (EN standartları) için de biyobazlı karbon içeriğinin belirlenmesinin temelini oluşturmaktadır.

Yüzde olarak biyobazlı karbon içeriği = biyobazlı (organik) karbon kütlesi / toplam organik karbon kütlesi * 100 

Kalsiyum karbonat gibi inorganik karbon ASTM 6866 metodundaki biyobazlı karbon içeriği hesaplamalarından çıkarılmaktadır. Biyobazlı karbon içeriği ölçülmeden ortamdaki her türlü karbonat uzaklaştırılır. Fakat, EN ve ISO standartları  plastik içerisindeki toplam karbon içeriğine göre yüzdeyi hesaplamaktadır, bu da hesabın içine inorganik karbonatları da katmaktadır.

Yüzde olarak biyobazlı karbon içeriği (toplam karbon) = biyobazlı (organik) karbon kütlesi / toplam karbon kütlesi * 100 

Burada not edilmesi gereken nokta, prensipler ve metodlar aynı kalırken, hesaplanan biyobazlı karbon içeriğinin toplam organik karbon kütlesi ya da toplan karbon kütlesine göre hesaplanacağına göre değişecektir.

ASTM D6866 gibi radyokarbon analizine dayanan yüzdesel biyobazlı karbon içeriği, biyobazlı organik karbonların kütlesinin ürün içindeki toplam organik karbon kütlesine ya da toplam bütün karbon kütlesine oranını vermektedir.

Örneğin eğer bir ürün A %60 biyobazlı karbon içeriğine sahipse, ürün içerisindeki her 100kg karbona karşılık 60kg biyobazlı karbon olduğu anlamına gelmektedir. Yani her 100kg Ürün A'ya karşılık 60kg biyobazlı karbon olduğunu anlamına gelmez. Bu durum ürün A'nın aynı zamanda karbon dışında, hidrojen, oksijen ve diğer elementlerden de oluşmasından gelmektedir.

Bu durum bir problem oluşturmaz çünkü organik kimyada element analizini deneysel olarak gerçekleştirmek çok bilinen ve oturmuş bir yöntemdir, bu sayede de ürün içindeki toplam karbon oranı bulunabilir.

Yukarıdaki örnekte Ürün A'nın element analizi sonucunda %50 organik karbon, %5 hidrojen ve %45 oksijen bulunmuş olsun. Yani başka bir deyişle, her 100kg Ürün A içinde 50kg karbon olsun.

Eğer biyobazlı karbon içeriği deneysel olarak (ASTM D6866 metodu ile) %60 olarak bulunmuş ise her 100kg Ürün A 30kg biyobazlı karbon içerecektir. 

Bu hesaplama n sayıda komponentten oluşan daha karmaşık ürünlerin de biyobazlı karbon içeriklerinin hesaplaması için de türetilebilir. Fakat her bir komponentin içeriğinde olan organik karbon içeriği ve kütlelerinin ayrı olarak belirlenmesi gereklidir.

Biyobazlı kütle içeriği

Daha önceli tartışmalar karbon kütlesine dayanan hesaplamaları göstermektedir. Bu durum biyobazlı plastik kullanma ile sağlanan katma değerin karbon ayakizinin azaltımlası ile ilişkili olması göz önünde bulundurulduğunda mantıklı gözükmektedir. Biyobazlı karbon içeriği hesaplamaları aynı zamanda daha önceki bölümlerde bahsedilen karbondioksit azalmalarıyla ilgili de bilgi vermektedir.  Fakat yine de sadece karbon içeriği açısından değil de biyobazlı kütle içeriğini de bildirmek faydalı olabilir. Bu sayede genel kitlelere daha iyi açıklama yapılabilir ve konunun daha iyi anlaşılması sağlanabilir. Fakat bir ürün içindeki biyobazlı kütle içeriğini direkt olarak ölçmek için uygun ve onaylanmş bir test metodu bulunmamaktadır. Bir plastik ürün içerisindeki toplam biyobazlı kütle içeriğini hesaplamak için, biyobazlı karbon içeriğinin deneysel olarak ölçmek ve polimer malzemesinin kimyasal yapısını (kimyasal yapı kimyasal ve spektroskopik tekniklerle onaylanmalıdır) bilmek gerekmektedir. Bu hesaplama daha önce biyobazlı PET şişelerinde ve ticari olarak satışta olan konteynerlerde yapılmıştır.
PET aşağıda gösterilen kimyasal yapıya sahiptir.

Biyobazlı PET, fosil bazlı tereftalik asit ve biyobazlı etilen glikolun kondensasyon polimerizasyonu ile üretilmektedir. Bu sebeple, 2 biyobazlı karbona karşılık 8 fosil bazlı karbon, üründe %20'lik biyobazlı karbon içeriği oluşturmaktadır. Bütün pazarda bulunan PET şişeler toplanıp ASTM D6866'ya göre daha önce de bahsedildiği gibi deneysel olarak analiz ettirildiğinde %20 biyobazlı karbon içeriği sonucunu vermelidir. Bu deneysel gözlemden ve PET'in kimyasal yapısının bilinmesinden yola çıkılarak, PET'in biyobazlı kütle (bitki biyokütlesi) açısından %31.25'lik bir içeriğe sahip olduğu hesaplanabilir. Fakat bunu hesaplamak için herhangi bir direkt deneysel metod ve ya protokol bulunmamaktadır. Yani herhangi bir PET şişe alınarak ve ya PE film alınarak deneysel olarak bırakın miktarını bunun içinde biyobazlı içerik olduğu sonucuna bile varılamaz.


Biyokütle içeriği

Hali hazırda biyokütle içeriğini direkt olarak hesaplayabilmek için çabalar devam etmektedir. Fakat şimdiye kadar deneysel olarak hesaplanan biyobazlı karbon içeriği üzerinden gitmeyen henüz direkt deneysel bir metod bulunamamıştır. Duman bacasından çıkan karbondioksiti kullanma ve alg biyükütlesi büyütmeye dayanan çeşitli araştırmalar bulunmaktadır. Bu alg biyokütlesinden üretilen plastikler bu sık kullanılan radyokarbon test metodu ile tanımlanamaz ya da miktarı hesaplanamaz. Bu durum çevresel olarak yararlı olsa da ve değer yaratsa da, bitki biyokütlesinden fotosentezle karbondioksit özümsenmesi sonucu elde edilen biyobazlı plastiklere göre farklılık gösterirler ve sürdürülebilir, doğal biyolojik karbon döngüsünün bir parçasıdır. Pazarda bulunan ve geliştirilmekte olan biyobazlı plasitklerin çoğunluğu da bu doğal biyolojik karbon döngüsünü takip etmektedir. Biyobazlı plastik endüstrisi  biyokütle içeriği, yenilenebilir malzeme ve ya doğada bulunan karbondioksiti sürdürülebilir ve doğal biyolojik karbon döngüsü ile bertaraf eden şimdiki nesil biyobazlı plastikleri anlatan benzer terimleri kullanarak pazarın kafasını karıştırmamak konusunda dikkatli olmalıdır.

Kaynaklar:

1) Ramani Narayan, Biobased & Biodegradable Polymer Materials-, ACS Symposium Ser. 939, Chapter 18, pg 282, 2006


2) Ramani Narayan, Carbon footprint of bioplastics using biocarbon content analysis and life cycle assessment, MRS Bulletin, Vol 36, Issue 09, pg 716-721, 2011

22 Kasım 2013 Cuma

Kumru Kimya Plast Eurasia 2013'te Biyoplastik Çözümleri Sunacak

Biyoplastik polimer çözümleri sloganıyla yola çıkacak olan Kumru Kimya firması bu sene Plast Eurasia 2013 Plastik Endüstrisi Fuarında alternatif polimer çeşitlerini ziyaretçilere sunacak.  Firma bu sene 23.sü düzenlenecek olan fuarda biyopolimerler alanında uzmanlaşmış olan tek şirket olarak göze çarparken, üreticilere sunduğu alternatif ve fark yaratan çeşitleriyle ilgi görmeyi hedefliyor.

Firmanın fuarda sunacağı ürünler arasında hem biyobozunur ve kompostlanabilir özellikte olan ürünler hem de sadece biyo-esaslı olan ürünler bulunuyor.

Biyobozunur ürün çeşitleri arasında FKuR adlı Alman firmasının PLA (polilaktik asit) bazlı BioFlex kampaund ürünleri ve Biograde adlı selüloz asetat bazlı ürünler bulunuyor. Bu ürünler film ekztrüzyonundan, enjeksiyon ve termoform kalıplamaya kadar bütün işleme yöntemleri ile türüne göre işlenebiliyorlar. Bu ürün grubu arasında EN 13432 kompostlanabilirlik standardına uygun, gıda uyum sertifikalı biyopolimerler öne çıkıyor.

FKuR firması ürünleri arasında sunulacak bir diğer ürün grubu ise Fibrolon adlı ahşap plastik kompozitleri. Bu ürünler de profil ekztrüzyonu ve enjeksiyon gibi metodlarla işlenebiliyor ve hem PLA hem de PP bazlı seçeneklerle sunuluyor.

Bu ürünlere ek olarak Kumru Kimya fuarda her uygulama için uygun biyopolimer çözümleri de sunuyor. Bu ürünler arasında en dikkat çeken Braskem firmasının Yeşil Polietilen ürünü. Petrol yerine, şeker kamışı ve şeker pancarı gibi bitkilerden elde edilen etanolden üretilen Polietilen ürünlerinden oluşan bu ürün grubu, I'm Green (Ben Yeşilim) sloganıyla öne çıkan PE çeşitlerinden oluşuyor. Bu ürünlerle konvansiyonal petrol kaynaklı PE ile üretilebilen bütün ürünler tamamiyle aynı şartlar ve makinalar aracılığıyla üretilebiliyorlar. Ürün özellikle de küresel ölçekte karbon emisyonlarının azaltılmasının desteklenmesi amacıyla da özellikle P&G gibi büyük firmalar tarafından ürün ambalajlarında tercih ediliyor.

Son olarak Evonik adlı Alman firmasının Biyo-esaslı Polyamid ürünlerinden Vestamid Terra ve Toyota Tsushi firmasının ürettiği Biyo-PET ürünleri de Kumru Kimya firmasının vitrininde olan ürünler olacak.

Bütün bu ürünler hakkında bilgi sahibi olmak ve üretimlerinizi farklılaştırmak ve doğaya daha saygılı malzemeler kullanmak niyetinde olan firmalar şirketin 8.Salonda bulunan 827 nolu standını ziyaret ederek daha ayrıntılı bilgi sahibi olabilirler.

7 Kasım 2013 Perşembe

Biyo-bozunur ve Oxo-bozunur plastikler: Karşılaştırma Çalışması

Biyobozunur plastikler başlangıçta bazı özel atık sorunlarını çözmek amacıyla geliştirilmişlerdi. Bu sorunlar da ya tarımsal filmler ya da gıda atıklarının ayrılması ile ilgiliydi. Oxo-bozunur plastikler ise çöp sorununa potansiyel bir çözüm sunacağını iddia ediyordu.

Bu başlık hammadde kaynakları, uygulama sektörü ve eşya son ömrü sorunları gibi birçok farklı parametre içeren çok karmaşık bir konu olduğu için ve biyobozunur ve oxo-bozunur terimleri arasındaki karmaşayı ortadan kaldırmak amacıyla, PlasticsEurope, OWS (Organik Atık Sistemleri) komisyonluğunda 'biyo ve oxo-bozunur plastiklerin yararları ve zorlukları' konusunda karşılaştırmalı bir literatür çalışması yaptırdı.

Çalışmanın sonucunda elde edilen ana sonuçlar aşağıdaki gibi özetlenebilir:

-Biyobozunur plastiklerin çoğunluğu, tanınmış endüstriyel kompostlama standartlarının gerekliliklerini yerini getirmektedir.
-Biyobozunmanın kanıtı, biyobozunur plastikler için enstitüler ve akredite laboratuvarların testleri tarafından sağlanmaktadır.
-Oxo-bozunur plastikler için yapılan biyobozunurluk testlerinde elde edilen çok az sayıdaki pozitif sonuçlar, gerçeği yansıtmayan test koşullarında yapılmış ve tekrar üretilebilirlikleri gösterilmemiştir.
-Oxo-bozunur plastikler geçerliliği olan standartlardaki endüstriyel ve ya ev kompostlanabilirlik koşullarını sağlayamamaktadır.
-Bütün bu sonuçlar ışığında, çalışma oxo-bozunur plastikler terimi yerine termo ya da fotoparçalanabilir (thermo/photofragmentable) plastikler teriminin kullanımını önermektedir.

Çalışma ile ilgili ayrıntılı bilgilere aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.

4 Kasım 2013 Pazartesi

Biyo-Polietilenden yapılan şişeler

Biyo-polietilen (ya da Biyo-PE) Yeşil PE (Green PE) markasıyla ilk defa olarak Eylül 2010 yılında Brezilya şirketi Braskem tarafından piyasaya sunuldu.

Bio-PE şeker kamışından elde edilmiş biyoetanolden elde ediliyor ve bütün üretim zinciri ele alındığı zaman oldukça olumlu bir çevresel denge sağlıyor çünkü her ton üretim sırasında atmosferden 2.5 ton karbondioksiti ortadan kaldırıyor.

Biyo-PE torba ve benzeri film ürünleri ve enjeksiyon kalıplanmış ürünler gibi birçok farklı uygulama için kullanılmasının yanında sıkmalı kalıplama şişe uygulamalarında da artık sıkça kullanılıyor. Bu uygulamaların ilklerinden biri de Procter & Gambles şirketinin saç bakım ürününün şişesiydi.

İlaç şişeleri

Japon Takeda İlaç şirketi de artık hipertansiyon tedavi ürünleri Azilva'da (500 tabletlik büyük paketler için) biyo-polietilenin primer ambalaj konteynerlerinde hammalzeme olarak kullanılacağını duyurdu. Primer ambalaj bileşeni ilaç ürünüyle direk temas halinde olan bileşen olarak adlandırılıyor.

Takeda'nın biyo-PE şişeleri nem geçirgenliği, şok direnci ve tablet kalitesine potansiyel etki gibi birçok kritik fonksiyon için test edildi. Sonuçlar fonksiyonel olarak ürünlerin konvansiyonel polietlilenler ile karşılaştırılabilir seviyede olduğuu gösterdi ve ilaç tabletleri üzerinde herhangi bir etki tespit edilemedi.

Şirket Üretim ve Kontrol genel müdürü James Morley'in açıklamasına göre Takeda Japonya'da ilaç ürünlerinde biyo-PE şişeleri primer ambalaj olarak kullanan ilk şirket olmuş oldu. Morley sera gazı emisyonlarının azaltılmasının önemli bir sorumluluk olduğunu ve bu yöndeki çevresel katkılarının ve çabalarının devam edeceğini belirtti.

İlaç üretim bölümü başkan yardımcısı Tetsuo Miwa ise Japon marketine biyo-PE ambalajlarda ilaç sunmaktan oldukça memnun olduklarını ve ürünlerinin konvansiyonel malzemelerle üretilenlerden hiçbir farkının olmamakla beraber çevre dostu malzemeye sahip olduğunu belirtti. Diğer Takeda ürünlerinde ise biyo-PE şişelerinin kullanılabilmesi ve çevre korunmasına daha fazla katkıda bulunabilmek ile ilgili fizibilite çalışmaları halen devam ediyor.

Genel Amaçlı Temizliyiciler için Şişeler

Almanya'da örneğin Yeşil PE artık Karcher adlı temizlik sistemleri ve temizlik ürünleri ve hizmetleri sunan dünyanın lider şirketi tarafından da kullanılıyor. Karcher ürünleri arasında biyo-PE kullanılan ilk ürün, Karcher'in Ocak 2013'te piyasaya sürülen 1 litrelik genel amaçlı ekolojik temizliyicisi oldu. Ürün tamamen yenilenebilir kaynaklardan üretilen yüzey aktif maddeleri içeren ev ve özel kullanım amaçlı basınçlı yıkayıcılar için bir temizliyici. Şirketin basınç sözcüsü Verena Schweizer ise ekolojik temizliyicilerini çevre dostu bir şişe içerisinde sunmalarının önemli olduğunu belirtti. Karcher ekolojik temizlik ürünler için bütünleyici bir konsept arayışındaydı ve bu sebeple biyo-esaslı polietileni seçtiler. Çünkü malzeme geleneksel PE ile aynı özellikleri sunmakla birlikte kimyasallara (temizliyicilere) karşı dirençliydi. Temizliyiciler küresel pazarda satılıyorlar.

Hava Basınçlı Kalıplama Yapanlar

Almanya'da bioplastics MAGAZINE dergisinin konuştuğu plastik dönüştürücüler de pazardaki ilginin gerçekten çok yüksek olduğunu söylerken, birçok potansiyel müşterinin hala fiyat ve gıda kaynakları ile potansiyel rekabetle ilgili az bilgi olması gibi sebeplerden dolayı tereddütte kaldığını belirtiyorlar. Genel olarak bütün hava basınçlı kalıplama yapan plastik dönüştürücüleri biyo-PE'nin hali hazırda mevcut ekipmanlarında, 5 litlrelik büyük konteynerler dahil, rahat bir şekilde işlenebildiğini belirtiyorlar.

Deterjan şişeleri

Bahsi geçen Alman plastik dönüştürücülerinden biri de Kerpen şirketi Siepe GmbH idi. Şirket biyo-PE şişeleri Avusturyalı girişimci Silvio Perpmer'e tedarik ediyor. Perpmer firması Planet Pure'yi sağlıklı ve sürdürülebilir temizlik ürünleri ve deterjanlar üretebilmek amacıyla 1999 yılında kurdu. Avusturya'nın Hörbranz kentinde merkezi bulunan Planet Pure doğal kaynaklar hakkında çok derin bir anlayışa sahip ve herşeyin birbirleriyle bağlantılı olduğuna inanıyor. Şirket doğal döngüleri yaşıyor ve tamamen organik olarak yetiştirilen hammalzemeleri kullanıyor. Bu malzemelerin büyük çoğunluğu da küçük çiftlikler, kooperatifler ve organik tarım ürünlerinden geliyor. Bu sebeple Silvio'nun yenilenebilir kaynaklardan üretilen yeşil ambalajlara ilgi duyması da doğal bir sonuçtu. Sonuç olarak Yeşil PE yönünde karar kıldı çünkü kendisi için birkaç defa sıktıktan sonra büzüşmüş şekilde görülmeyecek bir şişe malzemesi bulmak önemliydi. Silvo Perpmer başta çamaşır deterjanı için küçük bir şişeyle başladı fakat kısa zaman içinde diğer şişelerini de biyo-PE malzemesine dönüştürecek. Yeşil PE hala geleneksel malzemeden daha pahalı olsa da Planet Pure ürünlerinin satış fiyatlarını yükseltmeyi düşünmüyor.

2011 yılından beri Braskem'in Yeşil PE'sinin Avrupa'daki dağıtımı FKuR Kunststoff GmbH şirketi tarafından yapılıyor. Buna ek olarak FKuR firması Yeşil PE için dağıtım anlaşmalarının ABD ve Kanada'yı da kapsamayacak şekilde genişletildiğini duyurdu.


Ek olarak FKuR Yeşil PE için uygulama alanlarının genişletilebilmesi amacıyla Terralene marka adıyla ısmarlama yapılmış ürünler de pazara sunuyor.

1 Kasım 2013 Cuma

Elyaflar için yeni yüksek performans PLA türleri


NatureWorks şirketi elyaf ve tela (nonwoven) uygulamalarında kullanılmak üzere tasarlanmış iki yeni Ingeo yüksek performans PLA ürününü piyasaya sunmaya hazırlanıyor. Bu iki yeni tür düşük çekme özelliği, hızlı kristalleşme gibi özelliklerle birlikte ve elyaf ve tela kumaşları üretimi işlemi sırasında yüksek erime sıcaklıklarının kullanılabilmesine olanak sağlıyorlar.

Yeni PLA bileşilleri ile kişisel bakım, hijyen ürünleri, filtrasyon ürünleri, tıbbi kumaşlar, inşaat mühendisliği kumaşları ve tarım kumaşları gibi ürünlerin üretiminde PLA uygulama çerçevesi da büyüyebilecek.

Ingeo 6100D ürünü orta akışkanlığa sahip tela, elyaf ve eriyikten çekim uygulamaları için tasarlandı. Ingeo 6260D ürünü ise düşük akışkanlık ile eriyikten üfürmeli tela uygulamaları için özel olarak geliştirildi. İki tür de Ingeo'nun elyaflar için geliştirdiği PLA ürünler arasında en yüksek erime noktası ve en hızlı kristalleşme oranını sağlıyor.

Her iki ürün de bütün işleme teknolojileri için fayda sağlıyor. Elyaf ve tela endüstrisi global segment müdürü Robert Green; ürünlerin yoğun bir araştırma geliştirmenin sonucu ve uzun süreli bir yatırımın meyvesi olduğunu belirtiyor. Bu ürünler aynı zamanda birçok bu ürünlerden türetilecek yeni nesil ürünün atası olacağını belirtiyor.

Ingeo 6100D ve 6260D'nin Anahtar Özellikleri ve Faydaları

Ingeo 6100D ve 6260D'den yapılmış elyafların azaltılmış çekme özellikleri sayesinde kumaşlarda boyutsal kararlılık geliştirilmiş oluyor. Aynı zamanda ürünlerin yüksek hidroliz direncine ve camlaşma sıcaklıklarının üzerindeki sıcaklıklarda %30 daha fazla rijitlik sağladıkları da belirtiliyor. İki ürün de işleme ve kullanım sırasında daha yüksek sıcaklıklara imkan sağlıyor. Yüksek erime noktaları iki komponentli sistemlerde de avantaj sağlıyor. Bu sayede yeni türler daha düşük erime noktalarına sahip Ingeo reçineleriyle birlikte kullanılabiliyorlar. Bütün bu özellikler Ingeo'nun işleme koşullarını genişleterek, işlenmeyi kolaylaştırıyor.

Elyaf Performansındaki Değişim

Yeni 6100D daha önce bulunan elyaf ve tela uygulamalarında kullanılan 6202D ile karşılaştırıldığı zaman, NatureWorks bilim insanları aşağıdaki verilere ulaştılar:

-Tepe erime noktası 164C'den 172C'ye 8C yükseldi.
-Erime aralığı 15C yükseldi
-Elyaf kristalliği %20 arttı
-Pasifteki kristallenme oranı (Quiescent crystallization rate) üç-dört kat arttı.
-Stres kaynaklı kristalenme için gerekli stres miktarı azaldı.

Tela uygulamalarında ise, Inge 6100D'den yapılan elyaflar özellikle 15-35um çağ aralığında daha yüksek güç ağırlık oranına sahipler. Özellikle bu sayede yeni türler geotekstil, tıp, otomotiv ve hijyen uygulamaları için uygun hale geliyorlar.

Meltblown tekniği için performans

Meltblown   tekniğinde   yüksek   hızlı   sıcak   hava   ile   filamentler düzelerden  fibrilli  bir  tülbent  oluşturmak  üzere  çekim  işlemine  tabi  tutulurlar.  6260D ile bu yöntemle üretilen 2-7um çap aralığındaki elyaflar geniş uygulama aralığına ve ürün çeşitliliğine imkan sağlarlar. Elde edilen elyafların özellikleri sayesinde filtrasyon kumaşları için düşük basınç düşümü ve hijyen uygulamaları için yumuşaklık sağlanabilir. Melt blown kumaş uygulamalarında telaların çekmesi ise daha önce başarılabilenden %80 daha az sağlanabiliyor.




Bioplastics MAGAZINE (05/13) Vol.8 page 11

31 Ekim 2013 Perşembe

Tela (Nonwoven) Endüstrisinde Biyoplastik Fırsatları


Tela endüstrisi petrol bazlı polimerleri artan bir şekilde kullanan büyük bir endüstri. Bu sebeple de biyoplastiklerin bu polimerlerin yerine geçebilme potansiyelini incelemek çok doğal bir durum. Gerçekten bir olasılık mı yoksa hayal mı? Öncelikle bu soruya cevap vermeden tela kumaşların ne olduğunun tam olarak anlaşılması gerekiyor.

Telalar her gun etkileşim halinde olduğumuz çok çeşitli son ürünlerde kullanılan mühendislik kumaşlarıdır. Tela (örgüsüz, dokusuz) kumaş ise kimyasal, mekanik ve ya ısıl olarak birbirine bağlanmış elyaf tabakaları ya da kesintisiz filamanlardır. Tela kağıt olmamakla birlikte, örülmüş ya da dokunmuş kumaş da değillerdir. Genellikle petrol esaslı plastiklerden, polipropilen, polyester (PET) ve en az da polietilenden yapılırlar. Örneğin, bebek bezlerinin neredeyse tüm kısımları tela kumaşlardan yapılmaktadır. Bunun dışında ıslak tuvalet mendilleri, bebek mendilleri ve diğer kişisel bakım mendillerinde de bu tür kumaşlar kullanılmaktadır. Kişisel bakıma ek olarak bu tür mendil türlerine ev temizlik bezleri ve endüstri bezleri de eklenmektedir. Bütün kadın bakım ürünleri ve idrar torbaları gibi ürünler de tela kumaşları içerirler. Hava filtreleri ve çay poşetleri gibi sıvı filtre ürünlerinden endüstriyel toz toplama sistemlerine kadar ürünlerde de telakumaşlar bulunmaktadır. Bunun dışında otomobillerdeki yaklaşık 25 kadar filtre türünde de bu ürünler yer bulmaktadır. Doktor ve ya hastane ziyaretlerinde gördüğümüz, ameliyat önlüğü, ameliyat odası perdeleri, sterilizasyon örtüleri, yara bakım ürünleri gibi birçok eşyada tela kumaşlar bulunmaktadır. Bunların dışında tek kullanımlık acil müdahele ürünleri, kimyasal ve tehlikeli atık koruma ürünleri ve bazı tarım ürünlerinde de tela kumaşlar bulunmaktadır. Her ne kadar bahsi geçen tek kullanımlık ürünlerde yaygın olsalar da, daha uzun ömürlü ürünlerde de kullanılırlar. Bu tür ürünler arasında jeotekstil ürüneri, döşeme ile kaplanmış mobilyalar, çatı destekleri, halı komponentleri, otomobil döşemeleri ve yalıtımı gibi alanlar bulunmaktadır. Kısaca telaların binlerce kullanım alanı bulunmaktadır ve her geçen gün bu alanlara yenileri eklenmektedir.

Tela endüstrisi küresel ve büyümekte olan bir endüstridir. 2012 yılı itibariyle tela kumaş satışları 28.2 milyar dolara ulaştı ve 2007-2012 yılları arasında yıllık %6'lık bir oranda artış gösterdi. 2017 yılı itibariyle küresel satışların 39.2 milyar dolara ulaşması ve yıllık büyüme oranının %6.8 oranında olması bekleniyor.

Bütün bu bilgiler ışığında, biyoplastikler çerçevesinde akla gelen ilk soru ise bu sık kullanılan petrol bazlı polimerlerin bazılarını biyo-esaslı polimerler ile değiştirmek mümkün müdür. Aşağıdaki tabloda farklı alanlar için biyoplastik potansiyelleri gösteriliyor. Her bir alanın potansiyeli 5 yıldız üzerinden değerlendirilmiş ve 5 yıldız en yüksek potansiyel olarak notlandırılmış. Değerlendirilen alanlar arasında, Emici Hijyen Ürün Komponentleri, Tüketim mendilleri, Tıbbi/Cerrahi ürünler, Tekrar kullanılabilen alışveriş torbaları, Otomotiv bileşenleri/Mühendislik yapıları, Tarımsal/Peyzaj Kumaşları.

Emici Hijyen Bileşenleri

Emici hijyen kategorisinde, bebek bezleri, kadın bakım ürünleri ve idrar torbaları ürünleri bulunuyor. Tela kumaş kullanımında yıllık 1milyar dolarlık satış ve 2012 yılında Kuzey Amerika'da 404bin tonluk polimer kullanımıyla birinci sırada bulunuyorlar. Bu segmentteki üreticiler sayı olarak azlar fakat büyüklük olarak devler. Sektördeki etmenler olarak genellikle tüketicilerden ve ya Proctar&Gamble ve Kimberly-Clark gibi çok uluslu şirketler öne çıkıyor. Sürümü yüksek ve karı düşük bir iş kolu olarak, yüksek maliyet ve riskleri çok fazla kaldırmayan bir sektör olarak göze çapıyor. Ürün uygulamalarında biyo-esaslı reçinelerle ilgili bazı teknik endişelerle karşı karşıya gelmeye hazırlıklı olunması gerekiyor. Son olarak hijyen ürünleri söz konusu olduğu için zorlu bir ürün kalite kontrol sürecinin atlatılması gerekiyor. Örneğin bebek bezinde 30 tanesi petrol-bazlı olan 32 bileşen bulunuyor ve her bir bileşenin ayrı kalite kontrolden geçmesi gerekiyor. Sektör çok büyük olduğu için biyo-esaslı polimerler için fırsatlar bulunuyor. Fakat maliyet baskısı, kalifikasyon ve performans gibi etmenler sebebiyle, bu geçiş yavaşlatılacaktır. Özel marka üreticileri biyo-bazlı reçineleri kabul etme konusunda biraz daha cömert olabilir çünkü bu nişte daha yüksek fiyatlar için yer bulunmaktadır. İyi bir örnek olarak iç ve dış katmanlarında PLA bulunan bebek bezlerini verebiliriz. Bütün bu sebeplerden dolayı bu sektör beş üzerinden üç yıldız alıyor.

Tüketim Mendilleri

Kuzey Amerika'da 2012 yılında Tüketim mendilleri sektörüne tela kumaş satışları 846 milyon doları bulurken, polimer tüketimi ise 328bin oldu. 2017 yılına kadar Kuzey Amerika'da bu sektörün ortalama %6'lık büyüme oranıyla büyümesi bekleniyor. Bu ürün grubu içerisinde çok çeşitli ürünler, demografik faktörler ve farklı fiyat hassasiyetleri bulunuyor. Bu sayede ve çevre duyarlılığı yüksek tüketiciler sayesinde tüketici mendilleri biyoplastikler için çekici bir fırsat olarak ortaya çıkıyor. Bebek bezleri ile karşılaştırıldığı zaman, mendiller üretim açısından çok daha basit bir işlemden geçiyorlar. Yine de başarıya ulaşmak amacıyla aşılması gereken bazı zorluklar bulunuyor. Öncelikle biyo-reçinenin filaman olarak çekilmesi ve elyaf olarak kesilmesi gerekiyor. Bundan sonra da ıslak mendillerde bulunan losyon ve diğer katkılar ile etkileşimlerin gerçekleştirilmesi gerekiyor. Bu zorluklara rağmen, tüketici mendilleri ve özellikle kişisel bakım mendilleri tela kumaşlarda biyoplastiklerin potansiyeli açısından en büyük ve en gelecek vaadeden sektör olarak ön plana çıkıyor ve beş üzerinden dört yıldız alıyor.

Tıbbi/Cerrahi

Tıbbi/Cerrahi sektörü telalarda biyo-reçinelere fırsat tanıyan bir başka sektör. 2012 yılında bu sektöre yapılan tela satışları Kuzey Amerika'da 783 milyan dolar seviyesindeydi ve 166bin tonluk polimer tüketimi gerçekleştirildi. Diğer sektörlerden farklı olarak bu sektörde, biyoplastikler için tamemen yeni bir ürün kategorisinde fırsat doğuyor. Biyopolimer esaslı telalar vücut içerisinde bozunabilen doku iskeletlerinin inşaasında kullanılabilir. Bunun dışında vücut içerisinde bozunan bandajlar da ayrı bir seçenek. Bu alanlar çok büyük bir ilgiyi çekiyor çünkü çekici bir katma değer katıyor. Aynı zamanda bu ürünlerin petrol bazlı polimerlerden yapılması mümkün olmadığı için avantajları yüksek. Günümüz itibariyle tıpta tela kumaşlarının en yüksek miktarda kullanımı cerrahi önlüklerde ve ameliyat perdelerinde gerçekleşiyor. Bu ürünlerde ise FDA onayı ve alım yapan grupların yüksek fiyatları kabul etmek istememesi gibi sebeplerden biyo-reçinelerin çok büyük bir şansı bulunmuyor. Fakat bunlara rağmen hastanelerin daha çevre dostu olma yönünde baskı altında olmaları sebebiyle Tıbbi/Cerrahi sektörü beş üzerinden iki yıldız alıyor.

Kumaş Alışveriş Torbaları 

Kumaş alışveriş torbalarının popülerliğindeki artışı görebilmek için yerel mağazalara gidip alışveriş yapmak yeterli olacaktır. Özellikle Kuzey Amerika ülkelerinde son birkaç senedir bu durumu görmek mümkün. Bazı ülkeler, eyaletler ve şehirler ise plastik alışveriş torbalarının yasaklanması ve ya ekstra vergilendirilmesi konusunda çalışmalar yapıyorlar. Hatta Los Angeles de bu kapsamda plastik torbaları yasaklayan en büyük Amerika şehri oldu. Bazı mağazalar ise marka stratejilerinin bir parçası olarak plastik torbaları kullanmayı bıraktılar. Sadece Amerika'da her yıl milyarlarca plastik torba kullanılıyor ve sadece %0.06'sı geri dönüştürülüyor. Kumaş plastik torbalarında biyoplastik reçinelerin kullanılması için tek problem maliyet. Fakat kumaş torbaların daha geniş boyutlarda kullanılması yönünde ekolojik baskılar bukunuyor. Bu ürünlerin tek tipteki tasarımları üretimlerini de kolaylaştırıyor. Aynı zamanda farklı marka amaçları sağlamak ve fiyat çeşitlendirmesi oluşturmak amacıyla çeşitli türdeki torbaların üretilmesi için fırsatlar da mevcut. Bu sebeplerden dolayı bu sektör beş üzerinden iki yıldız alıyor.

Otomotiv

Tela kumaşlar ortalama bir arabanın 40'dan fazla kısmında kullanılıyorlar. Kuzey Amerika otomotiv pazarına 2012 yılında yapılan satışlar 291milyon doları buldu ve 57bin ton polimer tüketildi. Otomotiv endüstrisi sağlıklı bir şekilde büyümeye devam eden küresel bir endüstri. Tela kumaşların arabalardaki özel uygulamalar için mühendislik ile geliştirilebilmeleri sayesinde çok yüksek dayanıklılığa sahip çok hafif kumaşlar üretilebiliyor ve bu durum da tasarımcı ve planlayıcıların dikkatini çekiyor. Özellikle bu sektörde otomobil alıcılarının ''daha yeşil arabalar'' için daha fazla ödemek isteyeceğine dair kanıtlar buluuyor. Bu sektördeki en büyük zorluk maliyetler ile birlikte biyoplastik üretim kapasiteleri. Eğer biyo-reçineler bu sektörde pay almaya başlarlarsa ve daha fazla araba firması bu ürünleri kendi arabalarına uygulamaya başlarlarsa acaba tedarik zinciri talebi karşılayabilecek mi? Otomobil sektöründe biyo-reçineler için akustik yalıtım, halı ve tavan döşemelerinde potansiyel bulunuyor ve bu sektör de beş üzerinden 2 yıldız alıyor.

Tarım/Peyzaj

İncelenecek olan son potansiyel alan ise Tarım/Peyzaj sektörü. Bu sektöre 2012 yılında Kuzey Amerika'da yapılan satışlar 90 milyon doları buldu ve yaklaşık 31bin ton polimer tüketildi. Peyzaj/Tarım kumaşları fideleri gölgede tutmak için, erozyonu engellemek için ve yabani ot büyümesini engellemek amacıyla kullanılıyor. İdeal olarak çiftçiler ekin sezonu bittiğinde bu kumaşları genellikle toprağın içine sürmek istiyorlar. Bu sebeple malzemenin biyo-esaslı kaynaklardan üretilmesinden çok biyobozunurluk ve yenilenebilir kaynaklardan üretilmesi daha fazla önem taşıyor. Organik ve sürdürülebilir tarıma karşı olan ilginin büyümesi ile birlikte bu trend de artıyor. Fakat maliyetler bu sektör için çok önemli vir etken ve bu sebeple hem biyo-esaslı hem de biyobozunur tela ürünler için fırsat çok sınırlı gözüküyor. Bu sebeple de bu sektör beş üzerinden sadece bir yıldız alabiliyor.

Bütün bu bilgiler ışığında, acaba tela kumaşların üretiminde biyo-reçine kullanımı artacak mı? Kesinlikle artacak. Bir hayal olmaktan öte, bir pazar fırsatı olarak öne çıkıyorlar. Olanaklar olumlu ve şu anda dahi biyopolimerlerin uygulamaları gerçekleşiyor. Fakat birçok sektörde maliyetler çok hassas olduğu için, biyo-reçine fiyatları her zaman problem olacak, özellikle de fiyat açısından petrol-esaslı malzemeler ile rekabet söz konusu ise. Bu sebeple biyopolimerlerin tamamen yeni ürün alanlarında (doku iskeleti gibi) kullanılması fikrinin akıllarda tutulması önemli. Son olarak da beklentiler konusunda dikkatlı olunması gerekiyor. Günümüzde sadece 2.5milyon tonluk biyopolimer kapasitesi varken, 230 milyon tonluk petrol bazlı polimer kapasitesinin yaklaşık 10milyon tonu tela için kullanılıyor. Bu sebeple petrol bazlı polimerlerin önemli bir kısmının biyo alternatifleri ile değiştirilmesi için teknoloji mevcut olsa da bu kapasite (henüz) bulunmuyor.


Kaynak:
Bioplastics MAGAZINE (05/13) Vol.8 page 20-23

28 Ekim 2013 Pazartesi

Elyaf Pazarı için PLA Potansiyeli

Enjeksiyon kalıplama işinde olan polilaktik asit (PLA) polimerini sert,kırılgan ve kolayca parçalara ayrılan ve kopma esnemesi %3-4 civarında olan bir malzeme olarak biliyorlar. Fakat malzeme elyaf haline getirildiği zaman tamamen farklı bir resim ortaya çıkıyor: elde edilen elyaflar, ipeksi ve üretilen kumaşlar da yumuşak, cildi okşayan ve hoş bir yapıda oluyorlar. Esnetmeye göre kopma esnemesi %20'den %200'e kadar ayarlanabiliyor.

PLA polimeri birçok özellik açısından PET (polietilen terefitalat) polimerine benzemektedir. PET ile benzer olarak PLA da eriyikten elyaf olarak çekilebilirler, polyester elyaf haline getirilebilir ve ya tela haline getirilebilirler. Tekstil açısından PLA'nın birçok çekici özelliği bulunmaktadir ve bu özelliklerden bazıları PET'ten bile daha üstündür. Bu özellikler arasında doğal elyaflara göre daha yüksek sağlamlık, ciltten nemi mükemmel bir şekilde uzaklaştırabilme, doğal UV direnci, yanmazlık ve az duman oluşturma bulunmaktadır. (1)

Tekstil uygulamalarında yıllık PET tüketimi 41 milyon tonu (Mt) (2012) bulmaktadır ve bu miktar ambalaj uygulamalarının gereksiniminin iki katından fazladır. 2011 yılında küresel pamuk tüketimi 24Mt idi ve PET ile güçlü bir rekabet halindeydi. Durum böyleyken, PET ve pamuk küresel tüketiminin sadece %1'lik bir kısmının dahi PLA'ya çevrilmesi PLA için tekstilde çok büyük bir büyüme potansiyeli yaratacaktır. Bu gerçekler ışığında PLA'nın neden sadece sınırlı bir payı olduğuyla ilgili aslında çok da belli sebepler mevcut değil.

PLA lehine ikna edici çevresel argümanlar da sunuluyor.

Aşağıdaki grafikte gösterildiği gibi PLA'nın sera gazlarını azaltma konusundaki etkisi biliniyor. Petrokimya polimerlerine üstün olduğu gibi pamuk gibi doğal elyaflara karşı da üstünlüğü görülebiliyor. Sadece selüloz esaslı elyaflar daha düşük sera gazı emisyonu değerlerine sahipler.
nova-Institute yaptığı araştırmaya göre çeşitli elyafların küresel ısınma potansiyelleri
Alan kullanımı ile ilgili avantajlar genelde PLA için söz konusu olmuyor. Bilindiği gibi PLA polimeri nişasta ve ya şeker içerek ekinlerden yapılıyor ve bu ekinlerinde yetiştirilmesi için alana ihtiyaçları bulunuyor. Tarımsal alanlar sınırlı kaynaklar olduğu için, PLA'nın gıda amaçlı ekilen ekinlerle rekabet etmesi gerekiyor. Tabi bu durum da gıdadan bağımsız hammalzemelerin üretim için kullanılmasına kadar geçerli. Aşağıda gösterilen Grafik 2'de bir bilimsel derleme makalesinde yayınlanmış, her ton elyaf başına gereken alan gereksinimlerinin karşılaştırılması bulunuyor. Makalede doğal elyaflardan, selüloz bazlı elyaflar, çelitli doğal elyaflar ve PLA elyafları karşılaştırılmış. Bu durumda tabi ki petrokimya endüstrisi polimerlerinden elde edilmiş elyafların endüstriyel üretim alanları dışında başka bir alana gereksinim olmadıkları gerçeğini göz önünde bulundurmak gerekiyor. Bu istatistiklerde PLA ve Lyocell (selüloz bazlı) elyafların en az alan gereksinimine ihtiyacı olduğunu ve rakamın da bütün doğal elyaf ve viskosa göre yarısından az seviyede olduğunu gösteriiliyor. Yün ise özel üretim koşulları gerektirdiği için en fazla alan gereksinimine sahip.
Çeşitli elyaflar için alan kullanım değerleri

Bazı bilimadamlarına göre, tatlı su yakın gelecekte insanlığın en sınırlı kaynaklarından biri olacak. Bu amaçlı Grafik 3'te ise çeşitli elyaf malzemelerinin kilogram başına su tüketim gereksinimleri karşılaştırılmış. Bu karşılaştırmada, neredeyse hiç su gerektirmeyen yün dışında PLA elyaflarının özellikle PET gibi petrokimyasal ürünlere ve selüloz bazlı elyaflara göre avantajlı olduğu göze çarpıyor. Pamuk en yüksek miktarda suya gereksinim duyuyor. Bu durum ekinin yüsek miktarda sulama gerektirmesinden de kaynaklanıyor. PLA üretiminde kullanılan ekinler genelde neredeyse hiç sulama gerektirmiyor. 
Elyaf üretimlerinde kullanılan su miktarları

Bütün bu sayılan çevresel faktörlerin en azından bir kısmı PLA'nın PET ve pamuğun yerini alması konusunda etkili olması gerektiği düşünülüyor. Çevresel olmayan diğer faktörler ise aşağıda yazının geri kalanında tartışılacaktır.

Uhde-Inventa-Fischer gibi uluslararası mühendislik firmaları laktik asit ve PLA üreticilerinden bağımsız olarak PLA polimerizasyon teknolojiler sunuyorlar. Entegre edilmiş yıllık kapasiteleri 100bin tona ulaşabilen LA-PLA üretim tesisleri gerekli anlaşmalar sağlandıktan birkaç sene içerisinde kurulabiliyor.  Bu durum büyümeyi sınırlayan bir faktör kesinlikle olmayacaktır.
PLA üretim prosesine ait adımlar

Fakat buna rağmen, tekstil tipi PLA'nın fiyatı PET ve pamuk ile karşılaştırılınca halen yüksek kalıyor. Yine de fiyatın dünya çapında üretim kapasitelerinin artması ve rekabetin de artması ile benzer seviyeleri geleceği tahmin ediliyor.

PLA hali hazırda kullanılan polyester elyaf, filaman, tela işleme makinalarında işlenebiliyor ve bu sayede herhangi bir geliştirme ya da teknolojiye gereksinim bulunmuyor. PET için kullanılan eriyikten çekim teknolojisi özellikle de işleme verimi, ürün kalitesi ve otomasyon açısından yüksek standartlar yakaladı. PLA'nın daha düşük işleme sıcaklığı için gereken değişiklikler neredeyse göz ardı edilebilir boyutta. 

PLA'dan yapılan elyaf ve tekstillerin boyanması ise en büyük zorluklardan biri olarak gözüküyor. PET'in dispers boya yöntemi ile boyanması PLA için de kullanılabilir. Fakat sıvı içerisindeki dispers boyalarda sınırlı hidroliz direnci sebebiyle boyama derecelerinin 100C'yi geçmemesi gerekiyor. Buna rağmen belli bir miktarda çekmenin ve moleküler ağırlık kaybının hesaba katılması gerekiyor ve bu durum da sağlamlık ve esneklikten kayıp anlamına geliyor. Bunun dışında rengin kumaşa geçmesi ve renk yoğunluğu ile problemlerin de çözülmesi gerekiyor.

Eğer PLA elyaf pazarı büyüme imkanı bulursa, başka boyama yöntemlerini de gözden geçirmek gerekebilir. Özellikle PLA elyaflarının daha yumuşak muamele edilmesini sağlayacak yöntemler öne çıkabilir. Çekerken boyama (elyafın eriyikten çekilmesi sırasında boya pigmentlerinin eklenmesi) özellikle yüksek hacimli, halı ipliği gibi, uygulamalarda kullanılabilir. Fakat düşük hacimlerde bu metod gereken esnekliği sağlayamamakta.

Süperkritik Karbon dioksit ile boyama yöntemi en yeni yöntemlerden biri olarak ortaya çıkıyor. Bu işlem çok orta sıcaklıklarda gerçekleşmesinin yanında hem su harcamıyor hem de atıksu oluşumunu engelliyor. Basınçlı karbondioksit boya malzemesinin elyafa migrasyonunu teşvik ediyor. Bu yöntem kullanılarak piyasada bulunan birçok farklı boya PET üzerinde başarıyla uygulanabilmiş.(2) Bu uygulamalar Grafik 5'te görülebiliyor. PLA ile yapılan testler ise henüz sadece birkaç boya (3) ile yapılmasına rağmen yöntemin potansiyelini ve optimizasyon ihtiyacını gösteriyor.

Polimer üretimi, elyaf çekimi ve boyama PLA tekstilleri yönündeki uzun yolda sadece birkaç işlem. Bitmiş bir tekstil ürünü elde etmek için daha birçok adım gerekiyor. Bu adımlar arasında diğer elyaflar ile karıştırma, makaslama, dokuma, dikme ve örme gibi birçok adım bulunuyor.

Tekstil endüstrisi aşırı fazla segmentlerden oluşuyor. Neredeyse her işleme adımı farklı firmalar tarafından gerçekleştiriliyor. Bu sebeple çok az tekstil üreticisi PLA'dan üretilmiş bitmiş tekstil ürünü ile testle yapmış durumda. Eğer PLA tekstillerinin herhangi bir zayıflığı tespit edilirse, bütün üretim zincirinin düzeltilmesi yönünde optimizasyonu gerekiyor. Polimer üreticisine kadar üretim zincirinin bütün halkalarının kendilerini geliştirmesi gerekiyor.

Örneğin; eğer boyama işlemi sırasında tekstil ürününün dayanımı polimerin kısmı bozunması sonucunda yetersiz kalabiliyor olabilir. Bu durumda ya boyama işleminin bu yönde optimizasyonu ya da polimer reçetesinin değiştirilmesi gerekecektir.

Şimdiye kadar tekstil pazarında PLA çok sınırlı bir role sahip oldu. Bunun sebepleri arasında göreceli olarak yüksek fiyat faktörü dışında tekstil üretim zincirinde PLA'nın işlenme hassaslığı gibi sebepler de bulunuyor. Yine de bu tür hassasiyetleri aşmak için çözümler hali hazırda dahi mevcut. Aynı zamanda bu konudaki çabalar da devam ediyor.  PLA'nın çekici özellikleri ve devasa büyüme potansiyeli göz önünde bulundurulduğunda, işleme makinesi üreticileri ve dönüştürücüler ortaklığında PLA'nın tekstil pazarı için çekici bir polimer olması kaçınılmaz olarak gözüküyor.

Kaynaklar:
1- Viju, S; Thilagavathi, G; Chem. Fibers. Int. 2/2009
2- Courtesy of Uhde High Pressure Technolgy 2013
3- Bach, E; Knittel, D; Schollmeyer, E; Color. Technol. I22, 252-258 2006

Bioplastics MAGAZINE (05/13) Vol.8 page 12-15

Author: Rainer Hagen Uhde Inventa-Fischer Berlin, Almanya

21 Ekim 2013 Pazartesi

FKuR yenilikler: Evlerde kullanılan filmler için kompostlanabilir malzemeler

Bio-Flex® F 1137 ve Bio-Flex® F 1138 film üretiminde kullanılmak üzere Bio-Flex reçine portföyüne eklenen yeni ürünler olarak göze çarpıyor.

İki ürün de EN13432 kompostlanabilirlik standardına göre kompostlanabilir olarak sertifikalandırılmış ve evde kullanılmak üzere üretilen filmlerin yüksek taleplerini karşılamakta. Çöp torbası ve ya alışveriş poşeti olarak işlendiği takdirde, aşağıda bahsi geçen birçok ürün avantajını sağlarlar:

Öncelikle, Bio-Flex® F 1137'den üretilen biyo-atık torbaları ile evde organik atıkları hijyenik bir yolla toplamak mümkün hale geliyor. Mükemmel nem direnci sayesinde mutfak atığından toplanan suyun torba içerisinde tutulması sağlanıyor. Bu sayede çöp kovaları da temiz ve kuru kalmış oluyor ve kağıt torbalarda yaşanan bu tipik problem engelleniyor. İkinci olarak kompostlanabilir çöp torbaları kaynak korunumuna değerli katkıda bulunuyor. Evlerde ortaya çıkan organik atıkların kolay bir şekilde toplanması ve elimine edilmesi atık miktarlarının azalmasını da sağlıyor. Bu sayede, değerli kaynaklar tekrar kullanılabiliyor ve doğal kompostlama döngüsü de tamamlanmış oluyor. Oluşan kompost ise tarım alanında diğer uygulamalarda değerli bir gübre olarak kullanılabiliyor.

Şaşırtıcı malzeme kalitesi ve özellikle de yırtılma direncinin yüksekliği sayesinde, torbaların kalınlığını 10mikrona kadar düşürmek de mümkün oluyor.


Bio-Flex® F 1138'den yapılan alışveriş torbaları da İtalya'da başarıyla kullanılıyor. Birçok kez alışveriş torbası olarak tekrar kullanılabilecek olan bu torbalar daha sonra organik atıkların toplanması amacıyla çöp torbası olarak kullanılabiliyorlar.

18 Ekim 2013 Cuma

K-Fair 2013'te Biyoplastik Firmaları Serisi- 9

K2013'teki firmalar arasından Plastika Kritis adlı Yunan firması PLA için renk masterbatch ürünleri ile ön plana çıkıyor.

PLA için KRITILEN masterbatch ürünleri PLA taşıyıcısı içerisinde dikkatlice seçilen hammaddelerin konsantrelerinden oluşan ve çeşitli son ürün uygulamalarında kullanılmak üzere hazırlanan ürünlerdir. Ürün çeşitleri arasında aşağıda belirtilen gruplar bulunmaktadır.

Siyah-Beyaz: P tipi karbon siyah ve titanyum dioksit kaplamalı esaslı tiplerdir. Mükemmel dağılım özelliğine sahip olmakla birlikte, film, enjeksiyon ve üfürmeli kalıplama uygulamaları için idealdir.

Renkler: PLA esaslı ürün grubu ana renk tonlarını içermektedir. Bunlar arasında sarı, turuncu, kırmızı, mavi, yeşil ve kahverengi vardır ve kompostlanabilir filmlerin renklendirilmesi amacıyla kullanılırlar. Aynı zamanda gıda temas uygulamalarında da BIR IX Tavsiyelerine uyar ve Resolution AP 89'un gerektirdiği saflık kritelerine uyar.

Dolgular: Kalsiyum karbonat, baryum sülfat ve ya mineral dolgu kombinasyonu bazlıdırlar.


Katkılar: Bu ürünler arasında optik parlatıcı, antiblok, antistatik, erime gücü arttırıcı, darbe arttırıcı ve nükleasyon masterbatchleri bulunmaktadır.