Poliüretan Polimeri Nedir- Kullanım Alanları- Biyobazlı Poliüretanlar

Blogumuzda Poliüretan dosyasını da açıyoruz. İlk defa 75 sene önce Almanya'da bir laboratuvarda sentezlenen bu polimerin geçmişten günümüze olan macerasını size anlatıyoruz.

Bu yazımızda size geçmişten günümüze ve biyopolimerlere ulaşan serüvende poliüretanların tarihi, nasıl üretildiği, yapısı ve kullanım alanlarına dair bilgileri vereceğiz. Son olarak yeni teknoloji ile birlikte son yıllarda poliüretan üretiminde kullanılan petrol bazlı kimyasalların nasıl ve hangi yenilenebilir kaynaklarla üretildikleri yani Biyobazlı Poliüretanlar hakkında bilgiler de vereceğiz.

2012 yılında poliüretan endüstrisi, ilk olarak Leverkusen şehrinde bu çok yönlü malzemenin ilk formunun oluşturulmasının üzerinden 75 yıl geçmesini kutladı. İlk olarak Otto Bayer tarafından 1937 yılında yapılan araştırmalar, elyaf olarak örülmek amaçlı yapışkan bir reçineydi. Amaç Amerika'da üretilen naylon elyaflar ile rekabet edebilmekti. Araştırma 2.Dünya Savaşı'nın patlak vermesiyle dursa da, 1945 yılından itibaren kimyacılar farklı hammaddeler ve stokiyometrik karışımlar ile bugün evlerimizde, arabalarımızda, kıyafet ve ayakkabılarımızda da bildiğimiz çok çeşitli formlarda poliüretanlar ürettiler. Poliüretan sert köpük üretim amaçlı köpük haline getirilebilip, tipik olarak binalarda ve buzdolaplarında yalıtım malzemesi olarak kullanılabilmekteler. Aynı zamanda yatak şiltelerinde, döşemeli mobilyalarda, araba koltuklarında ve tekstilde de esnek köpük olarak kullanılmaktalar.

Poliüretanlar (PU) aynı zamanda yapıştırıcı, yalıtıcı, kaplayıcı, elastomer, elyaf ve hatta botlar için hafif kompozitlerdeki reçineler olarak, kamyon tabanlarında, traktör bacalarında ve en son olarak da BMW i3 ve i1 elektrikli modellerinin şasilerinde kullanım amaçlı şekillerde üretilebiliyorlar.

PU polimeri iki ve ya daha fazla -OH grubu içeren (poliol) ile iki veya daha fazla - NCO grubu içeren izosiyanatlar arasındaki ekzotermik reaksiyon sonucu üretilir. (Resim 1) Poliekleme reaksiyonu PU formulasyonuna göre -20C'den 100C'ye kadar sıcaklıklarda gerçekleştirilebilir fakat genel olarak oda sıcaklığı yeterlidir. Reaksiyon hızı katalizör kullanılarak kontrol edilebilir. Genellikle kalay ve ya amin türleri bu amaçla kullanılır. Ek olarak poliüretanın son formu poliol izosiyonat oranı ile oynanarak ve çeşitli alev geciktirici, sürfaktan ve üfleme ajanları (genelde hidroflorokarbonlar, hidrokarbonlar ve ya su) kullanarak ayarlanabilir.  Polioller tarafından sağlanan uzun esnek kısımlar daha yumuşak ve elastik malzeme oluşumunu sağlar. NCO grubundan gelen çapraz bağlayıcıların fazla olması sert ve esnek olmayan polimerin üretimine olanak sağlar. Çapraz bağlanmalar üç boyutlu hücresel yapıya sahip bir polimerin oluşmasını ve bu yapıdaki hücre boyutları ve içeriğinin de poliüretanın özellikleri üzerinde etkisi bulunmaktadır. Poliüretanlar genel olarak termoset özelliktedir. Bu da ısıtıldıkları zaman erimeyecekleri anlamına gelmektedir fakat termoplastik poliüretan (TPU) üretimi de mümkündür.

Resim 1: Aromatik izosiyonat poliol molekülü ile tepkimeye girerek poliüretan polimerini oluşturur.

Poliüretanın diğer polimerlerden farkı üretim olasılığı olan son ürünlerin çeşitliliği ve çok yönlülüğüdür.

Temel Hammaddeler

İzosiyanatlar çok reaktif malzemelerdir. Bu özellikleri polimer yapımında çok kullanışlıdır fakat kullanımları oldukça dikkat gerektirmektedir. Aromatik izosiyanatlar, difenilmetan diizosiyanat (MDI) ve ya toluen diizosiyanat (TDI) alifatik izosiyanatlara, heksametilen diizosiyanat (HDI) ve ya izoforon diizosiyanat (IPDI) göre daha reaktiftir. İzosiyanatların çoğu iki fonksiyona sahiptir, yani tam olarak molekül başına iki izosiyanat grupları bulunmaktadır. Önemli bir istisna olarak, difenilmetan diizosiyanat iki-üç ve ya dört izosiyanat gruplarının karışımından oluşan moleküllerden bir araya gelir.

Polioller ise tamamen farklı polimerlerdir ve ortalama olarak molekül başına iki ve ya daha fazla hidroksil grubu içerirler. Resim 2'de görülen polieter poliolleri uygun bir poliol prekürsör molekülü ile etilen oksit ve propilen oksitlerin kopolimerleştirilmesi ile elde edilir. Polyester polioller ise dikarboksilik asit ve glikol reaksiyonundan oluşur. Poliüretanlar üretmek amacıyla kullanılan polioller saf bileşikler değildir çünkü genellikle farklı sayıda hidroksil grubu içeren moleküllerin karışımlarından oluşurlar. Poliol zincirinin uzunluğu ve fonksiyonu son polimerin özelliklerine katkıda bulunmaktadır. Sert polimer üretmek için kullanılan polioller moleküler ağırlık açısından yüz civarındayken, esnek poliüretan üretmek için kullanılanlar onbin ve ya daha fazla ağırlığa sahiptir.

Resim 2: Polieter poliol

Resim 3: Polyester poliol

Poliüretanın genel formları

PU birçok farklı formda bulunmaktadır, hayatımızın birçok noktasında görebildiğimiz genel olanları aşağıda bulabilirsiniz.

Esnek Köpükler (Kalıplanmış ve blok halinde)

Resim 4

Bu yumuşak köpükler genel olarak uzun zincirli polieter poliollerin TDI (toluen diizosiyanat) ile 2:1 oranında tepkimesiyle üretilirler. MDI de kullanılabilir fakat genel olarak kalıplanmış esnek köpüklerde tercih edilir. Köpük taşıyıcıda dev bir kek gibi üretilir. Kimyasalların karışımı bir katman kraft kağıdının üzerine dökülür. Karışım taşıyıcı üzerinde ilerlerken, ekzotermik reaksiyon sonucu gaz baloncuklarının oluşması ile genleşir ve köpüğün hücre yapısını oluşturur. Bu tip makineler 20 metreye varan büyük köpük bloklarını kolayca üretebilir. Blok, şilte ve ya mobilya üreticilerine daha fazla kesilip satılmadan önce, kesilerek yakındaki depoya soğutulması için götürülür. Köpük farklı yoğunluklarda ve özelliklerde üretilebilmektedir (Resim 4).

Diğer bir uygulama alanı ise esnek köpüğün yeşil çatı ve duvarları için büyüme desteği olarak kullanımı bulunuyor. Hidroponiklerde yumurta kutusu stilinde kesildiği zaman ise, köpük mükemmel bir akustik yalıtımı sağlıyor (Resim 5-6).

 

Esnek köpükler aynı zamanda viskoelastik özellikler ile de üretilebiliyor. Bu köpükler, hafızalı köpük olarak da adlandırılıyor ve kullanıldıkları zaman beden şeklini destekleyip hafızasına alıyorlar. Bu ürünler ise şiltelerde, medikal sandalyelerde ve beden desteklerinde kullanılıyor (Resim 6).

Viskoelastik esnek PU köpük

Kalıplanmış esnek köpükler ise kalıp kullanılarak üretiliyor ve yüksek yoğunlukları ve sağladıkları destek sebebiyle genel olarak otomotiv koltuklarında ve ticari mobilyalarda kullanılıyor. Bu köpükler açık ve ya kapalı kalıplara hammadde karışımının enjeksiyonu ile üretiliyor. Isı ve/ veya basınç uygulanıyor ve reaksiyon kalıbın içinde birkaç dakikada gerçekleşiyor. Köpük pişince yani hazır olunca kalıp açılıyor ve köpük istenilen şekilde hazır hale geliyor.

Sert PU köpükleri

Sert köpükler MDI ve poliollerin 2:1 oranında karıştırılması ile üretilir. Üfleyici ajanlar köpüğün genleşmesi ve tepkime sırasında hücrelerin dolması amacıyla kullanılır. Hücreler CFC ile doldurulup, mükemmel ısı yalıtımı sağlanırdı. Çevresel sebeplerden dolayı bu gazlar yakın zamanda, su, metil format, hidroflorokarbonlar, hidrokarbonlar ve son olarak da hidrofloroolefinler ile değiştirildi. Bu köpükler ısı yalıtımı amacıyla üretiliyor fakat aynı zamanda paketleme, yapısal güçlendirme ve ses emme özellikleri için de kullanılıyorar. Bu köpükler bütün dondurucu ve buzdolaplarında da bulunuyor ve duvar, çatı gibi yüzeylere sprey tabancası ile uygulanabiliyor. Aynı zamanda metal levhalar arasına, tahta panellere ve folyo, cam elyaf levha gibi inşaat endüstrisi için panellere de uygulanabiliyor.

PU Kaplamalar

Poliüretan kaplamalar, en çok yönlü kaplama çeşitleri arasındadır. Poliüretan üst kaplamaları korozyon ve UV direnci sağlamak amacıyla kullanılır. Ek olarak aşınma direnci, kimyasal ve yağ direnci ve dayanıklılığı sağlamak amacıyla da formüle edilebilirler.

PU kaplamalar arasında çok çeşitli türler bulunur. Bunlar arasında geleneksel saf polüretan kaplamalarında poliüre formulasyonları aracılığıyla izosiyanatlar reçine sistemlerini modifiye etmek amaçlı kullanılır. Sıvı tepe kaplaması olarak başlangıçta epoksiler ve diğer temel kaplamalar yerine kullanılan poliüretanlar otomotiv endüstrisinde metal elektro-depolama primerleri, temel primerler ve temel katlar için kullanılan kaplamalarda kullanılır. PU ahşap kaplaması ise genel olarak dış mekan deklerinde ve mobilyalarında kullanılır. Yüksek performans PU kaplamalar aynı zamanda dış cephe beton zeminlerin ve metal bileşenlerin korunmasını da sağlarlar. Yüksek performans gerektiren sporlar ve ordu kıyafetlerinde kullanılan tekstil ve elyaflara da PU kaplama uygulanmaktadır.

PU Yapıştırıcı, Dolgu ve Bağlayıcılar

PU yapıştırıcılar birçok pazar segmentinde ve uygulamada kullanılmaktadır. Poliüretanlar, SBR, polyamid, polyester, epoksi, siyanoakrilat, PVA, akrilik ve PVDC gibi diğer orta ve yüksek performans yapıştırıcılar ile rekabet etmektedir. İnşaat, ulaşım ve esnek paketleme PU yapıştırıcılar için başta gelen uygulama alanlarıdır.

PU Elastomerler (levha ve mikrohücresel)

PU elastomer ayakkabı tabanı

Elastomerler deformasyon sonrası tekrar şekillerini koruma özellikleri ile tanınmaktadır. Bu da malzemeye uygulanan stres sonrası orjinal şekil ve formuna dönebilme anlamına gelmektir. PU elastomerleri geniş çapta sertlik, aşınma direnci, uzama ve darbe direncine sahip olabilmektedir.

Levha elastomerleri ise malzemeyi kalıba dökerek işlenmektedir. Bitmiş ürün oda sıcaklığında ya da 50-130C sıcaklıklarda sert, katı bir elastomer oluşturur. Bu malzeme sağlam, aşınma ve çözücü dirençli ve aynı zamanda esnektir. Bu tip elastomerler yüzlerce farklı uygulamada kullanılır fakat genel olarak tekerlekler, döndürücüler, kemerler, endüstriyel bileşenler gibi ürünlerde kullanılır. Mikrohücresel elastomerler ise hafif malzemelerdir ve ayakkabı tabanlarında ve araçlarda şok emici olarak kullanılır. Sprey elastomerler yüksek basınç ekipmanları ile farklı substratlara koruma kaplaması olarak uygulanır. Gelişme sürecinde olan alan ise sprey poliüre elastomerleridir: bu ürünler birçok farklı uygulama alanı bulur. Bunlar arasında taban, tavan, boru hatları, tanklar, araba park yüzeyleri gibi alanlar bulunmaktadır.

Biyo-esaslı malzemelerin büyüyen rolü

Biyobazlı PU için fırsatlar giderek artmaktadır. Uygulama alanları arasında esnek blok köpükler, araba koltukları için kalıplanmış köpükler, kaplamalar, yapıştırıcılar ve elastomerler bulunmaktadır. Bunların sağladığı avantajlar:

-Petrolden elde edilen türevlerine göre eşit ve ya daha iyi performans

-Eşit saflıkta bulunabilmeleri

-Üretim maliyetlerini arttırmamaları

-Petrole bağımlılığı azaltması

-Hammaddenin fiyat değişkenliğini azaltması

- Üretimin, üretim prosesinin, ürünün ve tüketici ürünlerinin karbon ayakizini iyileştirmesi ve bu sayede çevre kirliliğini ve sera gazlarının emisyonlarını azaltması

Günümüzde bio-PU pazarı pazara giren artan hacimde ve çapta biyobazlı ürünler sayesinde gelişme ve yükselme sürecindedir. Onlarca yıldır sorbitol poliolleri ve kastor yağı PU üreticileri tarafından kullanılmaktaydı. Daha yakın zamanda ise soya fasıyesi yağı, hint bademi yağı, balık yağı, palmiye yağı gibi malzemeler hammadde karışıma girdiler (Resim 9). Bu ürünlerden bazıları yüksek miktarda kullanıldığı araba koltukları, şilteler, elastomerler ve kaplamalar gibi ürünlerde kullanılmaya başlandı.

Palmiye yağı, kastor yağı ve hint bademi yağı bitkileri

Ek olarak doğal yağların kullanılmasıyla, şeker, mısır, gliserin, ahşap ve atık kağıtların fermentasyon ve biyoteknoloji aracılığıyla karışımlara girmesiyle yeni malzemeler de üretiliyor.

2012 yılında bir grup yenilikçi küçük firma biyobazlı kimyasal üretimi için petrol yerine şeker kullanmayı hedefleyen yeni bir endüstrinin adımını attılar. Bu grupta BioAmber, BASF, CSM, Gevo, LS9, Lanxess, Myriant Technologies, Reverdia, Rivertop Renewables, Solazyme ve ZeaChem bulunuyordu. Tesislerden elde edilen çoğunluğu ara ürün olan kimyasallar, poliol, çözücü, deterjan, kaplama ve polimer kimyasalları üreten firmalara satılacaktır. Ara ürünler arasında izobütil alkol, glukarik asit, suksinik asit, asetik asit ve farnesan bulunuyordu. 2015 itibariyle yeni biyo-süksinit asit tesislerinin 200bin ton yıllık kapasitesi bulunması bekleniyor. Biyo süksinik asitler ise polyester poliolleri üretimi için kullanılarak PU elastomerleri, TPU, kaplama ve bağlayıcılarda kullanılabiliyorlar.

Petrokimya bazlı ürünlerle aynı özellikte olan ve ticari olarak bulunan biyobazlı kimyasallar özellikle yüksek performans ürün üreten kaplama, elastomer ve yapıştırıcı gibi endüstrilerin ilgisini çekti. Biyobazlı kimyasallar için büyüme hızları her bir üreticinin petrokimya türevlerini değiştirebilme başarısına bağlı olacak. Bu durum polieter poliollerinin doğal yağ poliollerine değiştirilmesi sürecinden daha rahat olacak, o süreçte malzemeler farklı kimyasal yapı, renk, koku ve tepkime özelliğine sahipti. Biyobazlı kimyasallara yapılan yatırımlar da hızlı bir şekilde arttı, tabi NGOlar ve devlet yatırımları yüksek seviyede oldu. Bu da üreticilerin büyük bir büyüme potansiyeli görmesini sağladı. BASF son kullanım uygulamasına bağlı olarak yenilenebilir kimyasal pazarının her sene %4-6 oranında artmasını bekliyor. Bayer Material Science ise biyo süksinik asit ve bio BDO gibi ürünlerin doğal yağ poliollerine göre daha fazla yarar sağladığını çünkü işlemlerin daha verimli ve para kazandıran şekilde olduğu ve konvansiyonel ürünlere göre daha rekabetçi olduğunu belirtti. (Resim 10)

Ek olarak, kimyagerler karbondioksiti hammadde olarak kullanabilecek bazı katalizörler buldular. Bu ürünlerin konvansiyonel petrokimya türevlerinin yerine geçme potansiyelleri bu sayede oldukça yüksek. Bayer Material Science, Novomer ve diğer farklı poliol üreticileri CO2 bazlı poliol üretim denemelerinde bulundu ve bunları TPU, ayakkabı tabanı elastomerleri, esnek köpükler ve bağlayıcılar gibi PU ürünlerinin üretiminde hazli hazırda kullandı.

PU endüstrisinde Bugün

Dr. Guertler C02'den türetilmiş poliollerden
üretilmiş esnek PU Köpük inceliyor.

Poliüretan kimyasında, ürün farklılaşması için oldukça geniş bir ölçek bulunuyor, bu sebeple, günümüzde 20binden fazla küresel çapta müşteri ve 500'den fazla jenerik poliol ve izosiyanat ürün ailesi bulunuyor.

Toplamda 2009'daki düşüşten sonra küresel çapta talep artışı devam ediyor. 2012 ve 2013 yılları arasında endüstri PU üretiminin %5.9 arttığını tahmin ediyor. 2014 yılında bu büyümenin %6.8 olarak devam ediceğini tahmin ediyor. Büyüme yöresel olarak, zenginlik, demografi, inovasyon ve ürün değişimi gibi diğer faktörlere göre değişebiliyor. Bazı pazarlar diğerlerine göre daha düşük seviyede kalabiliyor: Hindistan, Çin ve Brezilya gibi. Diğerleri ise tahminlerin üstüne çıkabiliyor: ABD, Meksika ve UK gibi.  Beklenenden daha düşük büyümeye rağmen Çin'de, özellikle insanların PU içeren şilte, mobilya, ayakkabı ve seyahat malzemeleri gibi ürünleri insanların satın alabilmesi endüstrinin büyümesinde önemli bir faktör olucak.

Kaynak: PU Magazine International & industry estimates

Note: EMEA- Europe, Middle East & Africa, NAFTA- US. Canada & Mexico

www.pu-magazine.com

Yazar: Angela Austin, PU Magazine International Baş editörü Dr.Heinz Gupta Verlag (Ratingen, Almanya)

Bioplastics Magazine (02/2014)

Biyobozunur - Kompostlanabilir Plastikler: Ömrünü Tamamlama ve Geri Dönüşüm

Aşağıdaki açık mektup Michigan State University'den Ramani Narayan ve Belçika'daki Organic Waste Systems kurumundan Bruno De Wilde tarafından hazırlandı. Mektup European Bioplastics, European Plastic Converters, Plastic Recyclers Europe ve SPI Bioplastics Council'e hitaben oluşturuldu.

Biyobozunur- kompostlanabilir plastiklerin rolleri ve değerleri hakkında bazı karmaşıklıklar ve yanlış algılar bulunuyor. Biz de araştırmacılar olarak ve biyoplastik uzayında düşünce liderleri ve standard yazıcıları olarak, biyobozunur-kompostlanabilir plastikler için bilimsel bir değer önerisi kaydı sunmak istiyoruz. 

Plastikler özellikle de plastik ambalajlar koruma, performans, hafiflik, enerjinin korunması ve maliyet açısından bir çok değer sağlarlar. Plastiklerin özellikle de ambalajlarda sürekli kullanılmasından oluşan endişe onların ömürlerinin sonunda, 'yaşam döngüsü sonunda' atık kollarına girdikleri zaman başlarına ne geleceğidir. Bu sebeple plastik endüstrisinin, plastik atıklarının güvenli ve verimli bir şekilde işlenmesi açısından, çevreye karşı sorumlu ve bilimsel geçerliliği olan yaşam döngü sonu stratejilerini desteklemesi ve teşvik etmesi gerekmektedir. Herkesin kabul edeceği gibi plastiklerin yaşam döngü sonlarıyla ilgili birçok yaklaşım ve teknoloji olabilir. Açıktır ki, geri dönüşüm de plastiklerin yaşam döngüsü sonu stratejisi için önemli bir stratejidir ve giderek de büyüyen bir stratejidir. Geri dönüşümde dahi teknolojinin alt kolları bulunmaktadır; mekanik geri dönüşüm (aynı ve ya farklı ürün için) ve kimyasal geri dönüşüm (polimeri tekrar monomer formuna geri döndürmek). Biyobozunurluk (doğal biyolojik geri dönüşümün bir formu) ise kompost tesisleri, anaerobik arıtma ve toprak gibi atık yönetim sistemleri ile uyum halindedir ve tek kullanımlık ambalajlar ve yemek servis ekipmanları vb. gibi seçilmiş bazı ürünler için çevresel olarak sorumlu ve verimli bir hayat döngü sonu stratejisi sunmaktadır. Örneğin; kompostlanabilir bir alışveriş poşeti tüketiciye hem satın aldığı eşyaları taşımak ve korumak için yarar sağlarken aynı zamanda, evin içinde, kompostlanabilir biyoatıkları kompostlama tesisleri ve anaerobik arıtma için toplama görevi görmektedir. Bu sayede döngünün kapanması sağlanır ve kompostlanabilir plastikler güvenli ve verimli bir şekilde çevreden mikrobiyal metabolizmalar tarafından bertaraf edilir. 

Gerçek biyobozunur-kompostlanabilir plastikler yaşam döngüsü sonu açısından ve geleneksel plastik geri dönüşümünü tamamlaması açısından önemli bir plastik alt grubudur. Yani günümüzde gerçekleştirilen geri dönüşüm çabalarının yerine geçmekten öte, kompost/anaerobik sistemlerle entegre halinde olan plastiklerin bir alt grubu için tamamlayıcılık sağlamaktadır. Bu sayede pazarda teklif edilen plastik malzemelerin çeşitleri de armakta ve plastik sektörünün canlılığına da katkı sağlamaktadır. Toparlamak gerekirse, gerçek biyobozunur plastikler konvansiyonel plastikler ile rekabet halinde değildir, ki konvansiyonel plastikler uzun ömürlü uygulamalar ve mekanik geri dönüşüm için daha uygunken, biyobozunur plastikleri kullanmak kısa ömürlü ve gıda atığı, toprakla temas ve nem gibi koşullar içeren ve mekanik geri dönüşümün daha zor olduğu uygulamalar için daha mantıklıdır.

Biyobozunur-kompostlanabilir reçine sınıfı, kendilerine göre daha dominant ve geleneksel polietilen (PE), polipropilen (PP) ve polietilen terefitalat (PET) gibi plastik reçinelerinden ayrı ve çok farklı bir gruptur. Biyobozunur- kompostlanabilir reçineler, daha önceki paragraflarda da tartışıldığı üzere kompost/anaerobik atık yönetimiyle yaşam döngüsü sonuna entegre olmakta ve özel pazar uygulamalarını hedeflemektedir.  Yaşam döngüsü sonu seçeneği açısından kompostlama/anaerobik arıtma ve ya toprakta biyobozunurluk ile ilişkili olduğundan, tekrar kullanılabilir alışveriş torbaları için tipik minimum kalınlık gereksinimi olan rakamlar (50 mikron gibi) verimli ve tamamen biyobozunurluğun gerçekleşmesi (mikrobiyal metabolizma ile atıldığı çevreden tamamiyle yok olması) için bu malzemelere uygulanmaması gerekir.

Malesef piyasada çok çelişkili ve kanıtlanmamış, PE, PP, PS ve PET reçinelerini hangi ortama atılırsa atılsın 9 aydan 2 yıla kadar bir sürede tamamiyle biyobozunur ve ya oxo-biyobozunur yaptığını iddia eden katkılar bulunuyor. Plastics Europe tarafından son dönemde yapılan çalışmalarda bu iddialara tutarlı bilimsel bir kanıt sağlanamadı. Farklı ülkelerdeki, Yeni Zelanda, Avustralya, İtalya ve ABD gibi, birçok mahkeme ve düzenleme ajansları bu yanıltıcı ve yanlış iddiaların sahibi firmalara karşı harekete geçmiş durumda. Daha da önemlisi Avrupa Geri Dönüşümcüler birliği ve ABD'deki karşılığı olan birlik bu oxo ve organik katkı bazlı PE, PP ve PET reçinelerinin geri dönüşüm sürecine olumsuz etkisinin bulunduğuna işaret ettiler. Tekrar üzerinde durulması gerekir ki, gerçek biyobozunur-kompostlanabilir reçineler açık bir şekilde bu oxo ve ya organik katkılı PE, PP ve PET reçinelerinden farklılık göstermekte ve yine açık bir şekilde kompostlanabilirlik ve anaerobik arıtma ve toprak uygulamaları için yararlı yaşam döngüsü sonu alternatifleri sunmaktadır.

Biyobozunur plastik endüstrisi çok çalışarak biyobozunurluğun hedef kompost, anaerobik arıtma, toprak gibi ortamlarında test edilmesi için bazı uluslararası konsensus standartlar geliştirdiler. Benzer şekilde kompost ortamında bulunan biyobozunur plastikler ve biyolojik geri dönüşümdeki ambalajlar için özellikler geliştirdiler. Bilimsel standartlar ve bağımsız kurumların sertifikaları, biyobozunur ürünlerin tanınması, test edilmesi ve performanslarının transparan olarak onaylanması açısından elzem kaynaklardır.

Kompostlama için uygun olan plastikler ve ambalajlar için standart tanımlama girişimleri 1990'lı yılların başına dayanmaktadır. Bu yıllarda Amerika'nın Institute for Standards Research (ISR, ASTM'nin araştırma kolu) ve Avrupa'da ORCA (Organic Reclamation and Composting Association) temel ve öncü çalışmalara başladı. Resmi standart özellikleri ise kısa bir süre sonra geliştirildi. ASTM D6400 (Standard Specification for Compostable Plastics- Kompostlanabilir Plastikler için Standart Özellikler) 1999 yılında yayımlandı. Bu yayını bir sene sonrası EN 13432 (Packaging Requirements for packaging recoverable through composting and biodegradation. Test scheme and evaluation criteria for the final acceptance of packaging) standardı izledi. Günümüzde iki uluslararası standart bulunuyor: ISO 17088  Specifications for compostable plastics ve ISO 18606 Packaging and the environment -- Organic recycling. Bu standarttaki tanımlamalar temel olarak aynı test yaklaşımını (ve sonuç gereksinimlerini) uyguluyor: 180 gün içinde %90 biyobozunurluğun gösterilmesi, 90 gün içinde %90 bütünlük kaybının gösterilmesi ve ortaya çıkan kompostta (gübrede) olası negatif etkilerin (ekotoksikoloji ve metal içeriği testleri) gösterilmesi.

Biyobozunurluk ev kompostunda, toprakta, tatlı suda ve deniz suyunda da tanımlandı ve bunun sonucunda birçok farklı test metodu şu anda literatürde bulunabiliyor. Araştırmalar halen devam ediyor ve yeni standart oluşturma projeleri de hızlı bir şekilde geliştiriliyor.

Sonuç olarak, kompostlanabilir plastikler organik atıklarla birlikte kompost tesislerinde tatmin edici bir şekilde kompostlanabilmeleri sayesinde, an itibariyle bazı ticari uygulamalarda (gıda atık torbası, alışveriş torbası, yemek servis ekipmanı, tek kullanımlık çatal-bıçaklar ve ambalaj) kullanılmaktalar. Toprakta biyobozunur plastikler de biyobozunurluğun temel gereklilik olduğu tarımsal malç filmler ve ceset torbaları gibi uygulama alanlarına sahipler. Gerçek biyobozunur ve kompostlanabilir plastikler uzun yıllardır, atık yönetimi ve minimizasyonu sistemleriyle uyumlu bir şekilde çalışıyorlar.

Standardizasyon bu yenilikçi ürünlerin geliştirilmesi ve kabul görmesi konusunda çok önemli bir rol oynadı. Biyobozunurluk, yenilenebilir malzemelerin varlığı ve çevresel etki herhangi bir işaret olmadan tüketiciler tarafından fark edilemeyecek özellikler. Biyobozunurluk iddialarının sağlanması için tekrar üretilebilir test metodları ve standardizasyon geçerli test metodlarını ve gereksinimleri ortaya çıkardı. Sonuç olarak tüketicilerin tercihlerini buna göre yapabilecekler. Aynı zamanda bu pazarda bulanan şirketler de sağlık ve güvenlik gereksinimleri ve çevre bilinciyle hareket ederek bu konuya destek olmalıdır.

Doğal Elyafların Alev Geciktirici Olarak Kullanılması

Biyokompozitlerin ana bileşeni olarak agro-fiberler

Son yirmi sene boyunca doğal elyaflar otomotiv, uçak, kağıt ve tekstil endüstrisi dışında yapı ve inşa sektörlerinde de hafif olmaları ve yenilenebilir kaynaklardan elde edilmeleri sebebiyle, cam ve diğer sentetik elyaf katkılı kompozitlerin yerine birçok alanda kullanıldılar.

Şimdiye kadar doğal katkılı kompozitler dendiğinde ahşap elyaflar (keten, kenevir ve pamuk gibi) akla geliyordu. Tarımsal kalıntılardan elde edilen doğal elyaflar hala birçok avantaj ve potansiyeline rağmen değer kazanmadılar.

Çevresel ve sosyal açıdan ekinlerin özel olarak elyaf üretimi için kaynak olarak ekilmesi tartışma halindeyken, tarımsal kalıntılar için böyle bir durum söz konusu değil. Agro-fiberler (örnek: tarımsal bitki kalıntı elyafları) doğal elyaf kompozitlerinin ana bileşeni olarak kullanılabilirler ve bu durumda bazen bu plastikler, agro-plastik olarak adlandırılmaktadır. Tahıl ekimi Dünya Bankasının 2013 rakamlarına göre dünya çapında 700bin hektarı kaplamaktadır. Üretim açısından mısır birinci sıradadır, sonra pirinç sonra da buğday gelmektedir. Pirinç ve buğday samanları dünya çapında en yüksek bulunan agro-fiber çeşitleridir.

Biyoplastik ve agro-fiberlerden yeşil agroplastikler

Mimarlık alanında saf biyoplastik uygulamalarının avantajı tasarım serbestliği, uçucu organik bileşiklerin emisyonunun olmadığı sağlıklı iç hava kalitesi ve daha güvenli bertaraf olasılıkları düşünüldüğü zaman oldukça açıktır. (Resim 2) Bu sebepten dolayı da tarımsal kalıntılardan üretilen agro-fiberlerin avantajlarını, biyoplastik avantajları ile birleştirmek  ve bunlardan mimari yeşil biyokompozit ürünler üretmek başarılı bir seçenektir.

Termoform kalıplanmış yeşil agroplastik paneller için farklı mimari seçeneklerin gösterimi

Saf biyoplastikleri mimari uygulamalarda kullanmak düşük yanmazlık direnci ve fiyat yönünden ciddi dezavantajları getirmektedir. Bununla bağlantılı olarak da, son ürünün alev geciktirici özelliğini geliştiren, biyoplastiği doldurup yerine geçen ucuz ekolojik dolgu maddelerinin arayışı başladı. Bu da küresel olarak bulunabilen ve doğal alev geciktirici silika içeren samanın ekolojik dolgu olarak kullanılması ve pahalı ve sağlıklı olmayan alev geciktiricilerin yerine geçmesi ile mümkün oldu.

Aşağıdaki tablo ana yeşil biyokompozit bileşeni potansiyeli için iki saman tipinin, yumuşak ve sert ahşap ile karşılaştırarak, iç kimyasal yapısını göstermektedir.

Geçmişteki karşılaştırmalarda içerdiği yanmazlık özellliği olan ve yapı uygulamalarında kullanılabilen yüksek miktardaki kül ve silika içeriği sayesinde tahıl samanlarının gerçek potansiyelleri gösterilmişti. Ek olarak silikanın hızlı biyobozunurluk özelliğine karşı geldiği ve bu sayede biyobozunur polimerler ile birleştirildiğinde son ürünün yanmazlık özelliğini geliştirirken ömrünü de uzattığı belirlendi. Bütün bu özellikler yapı ve inşaat sektörü için oldukça önemli.

Saman biyoplastikler için doğal alev geciktirici olarak uygulandı:

Almanya'nın Stuttgart kentinde ITKE Üniversitesinde yapılan pirinç samanı (RS) ile yapılan çalışmalarda, iki tür biyoplastik kullanıldı: PLA ve Lignin. Aynı zamanda klasik poliolefin olan PP de karşılaştırma amaçlı test edildi. Yeşil RS-PLA örnekleri RS-PP ile karşılaştırılırken; yeşil RS-lignin örnekleri de selüloz-lignin bazlı farklı malzemeler ile karşılaştırıldı. Örnekler, mekanik, görsel ve ekolojik olarak karşılaştırılmalarının yanında; alev dirençleri ve sınıfları da belirlendi. Çalışmalarda pirinç samanı her seferinde kütlesel olarak %20-30 oranında uygulandı.

Başlangıç çakma sonrası zaman >10 saniye fakat 30 saniyeden az. İkinci yakma sonrası zaman 250 saniyeden az. Pamuk gösterge yanmadı ve örnekler tamamiyle tükendi. Bunla ilişkili olarak da alev sınıfı UL-V-1 olarak belirlendi. (B2= normal alev yanmazlığı, DIN 1402)

İlk alev sonrası zaman 10 saniyenin altında ikincisi ise 50 saniyenin altına. Toplam ise 60 saniye altında. Ek olarak örnekler tükenmedi ve göstergede herhangi bir iz bulunmuyor. Buna göre alev sınıfı UL94-V-0 (B1= yanması zor, DIN1402)

Uygulanan pirinç samanında bulunan, yüksek silika içeriğinin geliştirilen biyokompozitlerin yanma davranışındaki etkisi incelendi. Her örneğe UL1694 standardına göre 20 saniyelik direk alev uygulandı. UL1694, UL94 standardı ile eşlenik fakat 2500mm3'ü geçmeyen örnekler için kullanılıyor. Elde edilen sonuçlar her iki standarda göre incelendi. 

Sonuçlara göre, RS-PLA'nın yanmazlık özelliği RS-PP'ye göre çok daha üstün çıktı. RS-PP 105-148 saniye kadar yanmaya devam etti. Bu başarısız sonuç DIN 1402 standardına göre malzemenin B-malzeme sınıfında olmasına sebep oldu. Öte yandan RS-PLA örneklerinin yanması hemen 2-4 saniye içinde durdu. Tekrar yakıldığında ise bu sefer yangın 60 saniyeden kısa sürede söndü. Her iki testte de örnekler testin sonunda 3 kere daha tekrar yakılmasına rağmen tamamen tükenmedi. RS-PLA malzemesi DIN1402'ye göre UL-V2 sınıfı ve ya B3 sınıfı olarak belirlendi.

RS-lignin malzemesi ise çok daha başarılı oldu. Bunun muhtemel sebebi RS içindeki  saman lignini ve silika arasındaki özel ilişki olarak tahmin edildi.(7) Bu da uyumu ve ekstra etkiyi arttırdığı tahmin edildi. Bu sayede silika kompozit yapının içinde homojen bir şekilde dağıldı ve alev yanmazlığını daha iyi optimize etti.

Örnekler tamamiyle eridi ve tükendi. İlk yanma 30 saniyeden fazla sürdü. Bu sebeple malzeme uygulanan standardın altında ve yanmazlık sınıfına dahil edilemez.

Aynı lignin bazlı kompozit için alev yanmazlık derecesi sadece kullanılan doğal elyaf lignoselülozik klasik elyaftan tahıl samanına değişince B2 ile B1 arasında değişti.(Resim 2) Örnekler lignin-selüloz bazlı pazardaki ürünlerle de karşılaştırılınca üstün özelliğe sahip olduğu tespit edildi.

Tahıl samanlarının kimyasal kompozisyonlarının yumuşak ve sert ahşap ile karşılaştırılması

Sonuç

Yapılan bütün bu çalışmalar sonucunda, küresel çapta en çok bulunan agro-fiber olan samanın pahalı ve sağlıksız alev geciktiricilerin yerine geçmek konusunda özellikle de biyoplastikler ile birlikte oldukça yüksek potansiyeli olduğu gösterildi. 

Biyoplastiklerin alev geciktirici ve fiyat dezavantajları sebebiyle halen mimari uygulamalarda zorluk yaşatıyor. Fakat geri dönüşüm ve sağlık açısından da kullanımları oldukça önemli. Saman-biyoplastik kombinasyonları oluşacak son yeşil kompozitlerde daha yüksek alev geciktirici sınıfların elde edilmesini sağlıyor. Bu sayede Avrupa'da Temmuz 2013'te getirilen inşaat ürünleri regulasyonlarına uyum sağlanabiliyor. Aynı zamanda Avrupa Teknik Standartları tarafından belirlenen inşaat ürünlerinde CE işareti de gerekiyor. Bu da dünyada bulunan en ucuz doğal elyafı ekolojik dolgu olarak kullanıp, son ürünün fiyatını düşürerek ve aynı zamanda başta alev direnci olmak üzere teknik özelliklerini geliştirerek mümkün olabilir. 

Kaynaklar:

1- Jenkins, B,M. Properties of biomass - In Biomass Energy Fundamentals. PRI TR-102107. Palo Alto, California. EFR - Electric Power Research Institute, 1993.

2- Summer, M. Fundamental properties of rice straw in comparison with softwoods. Davis. Department of Engineering, University of California, 2000.

3- Gelletti, AMR and Antonetti, C. Biomass pre-treatment.: separation of cellulose, hemicellulose and Lignin. Eurobrief. (Online) September 19, 2011.

4-Yang, Y and Reddy N. High Quality and Long Natural Cellulose Fibers From Rice Straw and Method of Producton Rice Straw Fibers. US 2006/0180285 A1 Lincoln NE (US) August 17, 2006.

5-Pekarovic, J, Pekarovicova, AD and III, Fleming. Preparation of Biosilica- enriched Filler and an Example of its Use in Papermaking Retention System. 63, 2008, Papir a Celuloza, Vols, 7-8, pp, 218-222.

6-Chander, R and Ajay, K. et al. Lignocellulose Biotechnology Future Prospects. India: International Publishing House Pvt. Ltd., 2007.

7-Jiang-yu, F. and Xue-long, M. In vitro simulation studies of silica deposition induced by lignin from rice. Journal of Zheijang University, SCIENCE B 2006, Vol. 7, 4, pp. 267-271.

Soma'dan Şık ve Sürdürülebilir Su Filtresi

Amerika'nın San Francisco kentinde faaliyet gösteren Soma firması 'dünyanın en güzel su filtresi' şeklinde sundukları ürünlerini piyasaya sürmekten dolayı oldukça gururlular. Filtre şekil ve fonksiyonu bir araya getirirken, susuz müşterilerine de en güzel tada sahip suyu vaadediyor.

Soma sözcüsü ürünün olabildiğince sürdürülebilir olduğunu belirtiyor. Filtre özgün ve kullanıcı dostu ve aktif kömür kullanan ticari alternatiflerinin aksine, karbon-aktif hindistan cevizi kabuğu kulanıyor. Filtrenin etrafı ise bitki bazlı malzeme olan Alman FKuR firması tarafından geliştirilmiş Bio-Flex ile korunuyor.

Soma filtresinde kullanılan Bio-Flex malzemesi özel olarak enjeksiyon kalıplama uygulamaları için geliştirilmiş. Bio-Flex türü PS (polistiren) ile karşılaştırılabilecek düzeyde mükemmel akışkanlık ve mekanik özelliklerine sahip. Malzeme biyobozunur ve yüksek yüzde oranında yenilenebilir hammadde içeren bir malzeme kullanmak isteyenler için mükemmel bir seçim olarak göze çarpıyor.

Filtrenin tasarımı da oldukça yenilikçi. Altta bulunan koruma bölgesi dökmeden direk olarak filtreden suyun dökülmesini sağlıyor ve iç tasarım da filtrenin kolayca değiştirilebilmesine olanak sağlıyor.

Su uzmanı olan David Beeman filtreyi tasarladı. Aşağıda izleyebileceğiniz Youtube videosunda da neden hindistan cevizi karbonunun çok sağlıklı olduğunu anlatıyor. İddiasına göre kendi tasarladığı filtreden daha iyi bir filtre olamaz.

Soma aynı zamanda cam saati şeklindeki karaflarının da camdan olması sayesinde hem tadın korunacağını hem de sağlık açısından plastiğin BPA kimyasalları riskini bertaraf edeceklerini belirtiyor.

Teknoloji, tasarım, sağlık ve hayırseverliği buluşturan bu proje ile Soma insanların su içme şeklini değiştirecek özgün bir ürün ortaya çıkarmış oldu.

FKuR Bio-Flex grubu biyoplastik polimerlerini Türkiye'de üreticiler Kumru Kimya firmasından tedarik edebilirler.

Not: Yazı yayına girdiğinde YouTube Türkiye'de yasaklı olduğundan, aşağıdaki videoyu görüntülemek için DNS değişikliği ve ya VPN kullanımı gerekmektedir.

PLA için Darbe Arttırıcı

PLA darbe direncini arttırmak yönünde yapılan çalışmalar her geçen gün artıyor. Çevre dostu malzeme talepleri arttıkça PLA kullanım alanını arttırmak yönünde çalışmalar da her geçen gün artıyor. Daha önceki yazılarımızda Metabolix firmasının PHA bazlı darbe arttırıcı malzemesinden bahsetmiştik. Bu yazımızda ise Bioplastics Magazine dergisinin 02/14 sayısında yayınlanan Green Dot firmasının geliştirdiği nişasta bazlı darbe arttırıcısından bahsedeceğiz.

Amerika merkezli Green Dot firması kısa bir süre önce firmanın geliştirdiği Terratek Flex adlı kompostlanabilir biyoplastik elastomerlerinin PLA için darbe arttırıc olarak kullanılabileceğine dair verileri yayınladı. Terratek Flex ürünü, PLA'nın uzama ve darbe mukavemeti gibi değerlerini önemli ölçüde arttırırken, kompostlabilirlik özelliğinin de korunmasını sağlıyor.

PLA malzemesi ilk olarak gıda servis ekipmanları ve ambalajlarında kullanım için tüketicilere tanıtılmıştı çünkü malzeme endüstriyel kompostlama tesisinde biyobozunur özelliğe sahipti. Malesef malzemenin darbe mukavemeti ve ısı direnci oldukça düşüktü ve talepkar uygulamalar için yetersiz kalıyordu. PLA'dan yapılmış kompostlanabilir ürünler isteyen tüketiciler, kolayca kırılan çatallar ve ya sıcakta şekil değiştiren kaşıklar ile yetinmek zorunda kalıyordu. Aynı zamanda endüstriyel kompost tesisleri tüketicilere yeteri kadar sunulmadığı için bu ürünler ve ambalaj malzemeleri genel olarak atık olarak kalıyordu. Plastik üreticileri, kompostlanabilirliğin çevresel yararlarını kullanırken, PLA'dan yapılan ürünlerin sertliğini ve ömürlüğünü arttırmak yönünde çözümler arıyorlardı.

Pazarda PLA için darbe arttırıcı olarak birçok ticari ürün mevcut. Polibütadien ve akrilik içerek kauçuk reçinesi karışımları sert polimerler ile kimyasal olarak graft edilerek PLA matrisine kauçuğun uyumu sağlanabiliyor. Hem polieter hem de polyester yumuşak kısımlarına sahip termoplastik üretan elastomerleri de PLA ile oldukça uyum sağlayabiliyor. Polibütadien, etilene-propilen ve EPDM elastomerleri gibi olefin elastomerleri de aynı zaman da fonksiyonel hale getirilebilip PLA ile karıştırılabiliyor. Fakat bu malzemeler PLA'nın fiziklsel özelliklerini kompostlanabilirlikten taviz vermek suretiyle geliştirebiliyorlar.

Green Dot firmasının Terratek Flex adlı kompostlanabilir elastomerik biyoplastik ürününü PLA için darbe arttırıcı olarak kullanarak, kompostlanabilirliği geliştirmek suretiyle darbe gücünün ve esnekliğinin arttırıldığı gösterildi. Terratek Flex patenti alınmak için bekleyen nişasta bazlı kompostlanabilir bir elastomer. Bu özellikleri SGS Fresenius Laboratuvarları tarafından da onaylanmış ve biyobozunurluk açısından ASTM D6400 ve EN13432 standartlarına uygun olduğu gösterilmiştir. Aynı zamanda arkabahçe kompostu olarak da bilinen evde kompost için gereken sıcaklık ve nem değerlerinde de biyobozunur olduğu gösterilmiştir. Terratek Flex'in herhangi bir fitalat, bisfenol A, kurşun ve ya kadmiyum içermediği de NSF Laboratuvarlarınca test edilip onaylanmıştır.

Green Dot ürün geliştirme müdürü Mike Parker, Terratek Flex ürünlerinin PLA için darbe arttırıcı olarak kullanılması konusunu çalıştı. PLA %10, 20 ve 30 oranlarında Terratek Flex ile kampaund edildi. Bu numuneler bağımsız laboratuvarlara gönderildi ve burada kalıplanarak ASTM standartlarına göre test edildi. 

Çentikli darbe testleri darbe direncinde %10 ve %20 düzeylerinde bir artış olduğunu gösterdi. Darbe direnci açısından da %20-30 seviyesinde bir artış sağlandı. Darbe direnci; %10'luk numunede 0.549ftlb/in'ye, %20'lik numunede ise 0.66ftlb/in seviyesine yükseldi. %30'luk karışımda ise 1.82ftlb/in seviyesine sıçradı.

Gerilme testlerinde ise güç ve modülüs özellikleri sert polimerlere elastomer karıştırmak ile orantısal olarak düşüş gösteriyor. Fakat uzama özellikleri darbe testleri ile benzer trendde sonuçlar gösterdi. %10 ve %20'lik karışımlar sırasıyla %4.2 ve %9.01'lik oranda uzama artışı gösterdiler. %30'luk karışımda ise %18.7 gibi yüksek bir oranda gelişim sağlandı. 

Mike Parker sonuçları şu şekilde yorumladı: %0 dan %20'ye kadar olan karışımlarda artış çok lineer iken %20'den sonra darbe direncinde eksponansiyel bir artış görülüyor. Uzama özellikleri de benzer bir eğri gösteriyor. Bu durum da son hammaddenin özelliğini istenen uygulamaya göre ayarlanabilir olacağını ve fiyat faydanın bir nebze kontrol edilebileceğini gösteriyor. 

Terratek Flex'in PLA'nın biyobozunurluğu üzerindeki etkisinin gösterilmesi için daha fazla çalışma yapılması gerekiyor. Terratek Flex ürünü ABD ve Avrupa biyobozunurluk standartlarına uygun olduğu ve ev kompost tesislerinde biyobozunurluğu gösterildiği için hipoteze göre malzemenin PLA'nın biyobozunurluk oranını arttırabileceği düşünülüyor.

Bu yeni malzeme ile artık plastik işleyicileri çevresel performanstan taviz vermeden PLA'nın fiziksel özelliklerini geliştirebilecekler. Aynı zamanda PLA için yeni pazar fırsatları da ortaya çıkabilecek. 

Biyobozunur Tepsiler ile Çevre Devrimi Okullarda Başlıyor

Bio-Flex F6611 termoform tepsi

İlk bakışta, Napoli'deki bir okulda çocuklara yemek servis edilen sert, açılı ve beyaz yemek tepsileriyle ilgili özel bir durum görünmüyor. Fakat ilk bakış bazen aldatıcı olabiliyor. Hatta okul İtalya çapındaki okullarda olası bir çevre devriminin öncüsü de olabilir.

Yeşil Halk önergesi düzenlemelerinin teşvikiyle beraber, Napoli şehrinde kompostlanabilir yemek servis malzemelerinin kullanılması atılan ilk adımlardan biri. Bu arkaplan çerçevesinde 25 yılı aşkın bir süredir sektörde olan yemek servis firması Sagifi, AORNCOMPOST projesini 2012 yılının yazında başlattı. Bu proje kapsamında Napoli şehrinin okul kafeteryalarında kullanılmak amaçlı kompostlanabilir tepsilerin geliştirilmesi hedefleniyordu.

Gereksinimler ve beklentiler zorluydu: üretilecek olan tepsinin gıda temas sertifikasına sahip olması, sıcak yemek servisine uygun olması ve kendisinin kompostlanabilir olmasının yanında kompostlanabilir bir film ile kaplanabilmesi gerekiyordu.

Plastisud firması FKuR işbirliğiyle yemek servis sektörü için inovatif bir tepsi hazırladı. Bu bağlamda iki firma da kendi uzmanlıklarını ortaya koydular. Bir tarafta ekstrüzyon ve termoform kalıplama konusunda işleme uzmanlığı, diğer tarafta da malzeme bilgisi mevcuttu. Plastisud üretim müdürü Stefano Bartoli; FKuR'un biyoplastik ürününü kullanarak çok tatmin edici bir çözüme ulaştıklarını belirtti. Yaklaşık bir senelik test, deney ve adımlar sonrasında Plastisud ve FKuR arasında oluşan sinerji Aorncompost tepsiyi ortaya çıkardı.

90 C'nin üstünde ısı direncine sahip olan Bio-Flex F6611 (pla ve ko-polyester karışımı) malzemesinden üretilen tepsiler sıcak yemek servisi için uygundu. Aynı zamanda tepsiler sadece biyobozunur değil EN13432 standardına göre kompostlanabilirdi. Aynı zamanda CIC Italya kompost birliği tarafından da sertifikalandırıldı. 2013 yılında tepsi CIC sertifikasını aldı ve Napoli'deki okullarda başarıyla kullanılmaya başlandı.

Her türlü yenmeyen yemekle birlikte, Bio-Flex F6611'den yapılan tepsiler birlikte bertaraf edilebilerek, bahçe ve çiftliklerde çalışanlar tarafından kullanılabilecek gübreye dönüştürülebiliyor. 

Bio-Flex F6611 malzemesi kompostlanabilir/biyobozunur özelliğinin yanında aynı zamanda 'GDO içermez' sertifikasına sahip. Malzeme ideal olarak termoform kalıplamada kullanılabiliyor. Dokunma hissi açısından ve parlaklık açısından da oldukça göze hoş geliyor.

Türkiye'de Bio-Flex grubu ürünlerini Kumru Kimya firmasından tedarik edebilirsiniz. Ürün çeşitleriyle ilgili detayları aşağıdaki adresten bulabilirsiniz.

http://www.kumrukimya.com/fkur-bioflex.htm

Innovation Takes Root Konferansı Orlando'da Düzenlendi

4.sü düzenlenen Innovation Takes Root (ITR) konferansı bir kere daha Natureworks LLC firmasının küresel çapta Ingeo biyopolimerlerini kulanan firmaları, işbirliği, öğrenmek ve tartışmak amaçlı bir araya getirdi. 17-19 Şubat 2014 tarihleri arasında düzenlenen konferansta 25 ülkeden 300 katılımcı hazır bulundu. Amerika'nın Florida eyaletinin Orlando kentinde yapılan toplantıda 43 konuşmacı, 30 katılımcı ve 11 sponsor destek verdi.

Bu yazıda organizasyona dair bazı satırbaşlarını sizinle paylaşmaya çalışacağız.

Konferanstan bir gün önce iki tane çalıştay düzenlendi. Gündüz yapılan çalıştayın konusu, Biyopolimerlerde Ürün performansının anlaşılması ve karakterizasyon için gerekli pratik ekipmanlar oldu. Daha sonra ise delegeler Küresel regulasyon manzarası konulu çalıştaya geçtiler.

Şubat 18'de konferansın açılış konuşması Jim Carroll adlı futurist ve inovasyon uzmanı tarafından yapıldı. Carroll konuşmasında günümüzde yaşayan çocukların henüz varolmayan işlerde çalışacağı, sürdürülebilirliğin genç seksi gibi değişik laflar ortaya koydu. Carroll katılımcılardan inovasyona karşı yaklaşımlarını ve ekonomik, sosyal ve çevresel küresel ekosistemimizde yaşanacak değişimlere adapte olmak konusunda istekli olmalarını tekrar gözden geçirmelerini istedi.

İlk seanstaki diğer konuşmacı olan LEGO'nun proje müdürü Allan Rasmussen ise firmalarının (lego parçalarını ilk başta ahşaptan daha sonra da ilk biyoplatiklerden olan selüloz asetattan) sürekli olarak PLA gibi sürdürülebilir malzemeleri test ettiğini belirtti. Fakat performans ve çevre gereksinimlerinin ikisinin de aynı anda karşılanması gerektiğini söyledi. Örnek olarak modern sürdürülebilir biyopolimerler kullanılarak üretilen parçaların sürtünme özelliklerinin çok iyi olmadığını, örneğin parçaların kendiliğinden birbirlerinden ayrılmaması gerekiyor, ve küçük çocukların istediği zaman bir araya getirip sökülebilmesini gerektirecek kadar rahat olmaları gerektiğini belirtti.

Sürdürelebilirlik inovasyonuna yaklaşımını başlayan bir başka marka sahibi ise Ravinder Reddy tarafından temsil edilen Unilever oldu. 2020 yılına doğru giderken Unilever'in büyük hedefinin tarımsal malzemelerinin %100 sürdürülebilir olarak sağlanması ve ürünlerinin karbon ayakizlerinin azaltılması olduğunu belirtti. Bu hedefe ulaşmanın koşullarından birinin de diğer firmalar ile ortaklık kurmak olduğunu söyledi.

Öğleden sonra yapılan toplantılar, paralel şekilde pazarlara odaklanma toplantıları olarak gerçekleşti. Natureworks uzmanları, müşterileri ve ortak firmaları ile birlikte delegeler ile uzmanlıklarını paylaştı. Burada tartışılan konular arasında, film ürünlerinin geliştirilmesi, şekillendir-doldur-kapat ambalajları, etiketler ve köpükler ve bazı arı kovanı tahtası gibi niş uygulamalar da tartışıldı. Aynı zamanda 3Boyutlu yazıcılar ile ilgili bir uygulama da yapıldı.

Metabolix firması fiziksel özellikleri elastomere benzeyen yeni amorf bir PHA biyopolimeri geliştirdi. Bu yeni malzemenin PLA'nın bir çeşit kauçuk modifiye edici özelliği göstererek esnekliğini geliştirdiği gösterildi. Bu esnada transparan özellik ve kompostlanabilirliğin korunması da önemliydi. Bu modifiye edici malzeme aynı zamanda daha esnek ve halen kompostlanabilir olan ama daha az gürültülü filmlerin, cips ambalajlarında gibi, üretilmesine olanak sağlıyor. Metabolix başkan yardımcısı Bob Engle bu konuyu sundu.

İkinci günde ise Seattle Mariners takımında Green Sport Alliance & VP Ballpark Operations yönetiminden olan Scott Jenkins büyük spor klüplerinin ve liglerinin sürdürülebilirlik konusunda halkı nasıl yönlendirebileceği ile ilgili konuştu. Konuşmasında Jenkins, Amerika'da halkın sadece %13'ü bilimi takip ederken %61'inin sporu takip ettiğini belirtti.

Pazar odak seanslarında ise, elyaflar, uzun ömürlü uygulamalar ve PLA'nın ısı dayanım performansı tartışıldı. 

Konferansın kapanış seansında ise European Bioplastics başkanı Francois de Bie konuştu. Konuşmasında organizasyonunun günümüzdeki ve gelecekteki olası pazar gelişmeleri konusundaki fikirlerini sundu. Aynı zamanda biyoplastikler için uygun alanın bulunup bulunmadığı, gıda rekabeti konularına da değindi. Son olarak çeşitli plastik torba yasakları, geri dönüşüm sorunları ve yeşil yıkama konularında Avrupa'nın yasal görüşlerinden bahsetti.

Marc Verbruggen

Konferansın son konuşması ise Natureworks PLA'nın CEO'su Marc Verbruggen tarafından yapıldı. 

Konuşmasında Verbruggen Natureworks'ün kurulumunda şimdiye kadar olan yolculuğundan ve özellik/fiyat ve tercih yönünden başarılarından bahsetti.

Konuşmasında şimdiye kadar 450bin ton satışa ulaştıklarından ve Asya bölgesi dahil birçok bölgeye ulaştıklarından bahsetti. Bu sebeple de Bangkok'ta bir ofis açılması düşünülüyor.

Bir diğer önemli nokta ise 1kg PLA'nın üretilmesi için sadece ve sadece 1.25kg şeker gerektiği. Bu rakam bio-PP için 2.14 iken bio-PE için 3.22 ve biyo-PET için 2.77. Bu durum maliyetler açısından PLA'nın yakın vadede polistren ve PET ile rekabet edebilecek düzeyde olabileceğini gösteriyor. Hatta eğer şekerin barrel fiyatının 0.17-0.20USD arasında olduğu düşünüldüğünde, PLA ham malzeme açısından fiyat avantajlı bile sayılıyor. Çünkü barrel petrol 100USD iken şeker 50USD oluyor.

3. PLA Dünya Kongresi Münih'te Yapılacak

PLA bilindiği gibi yenilenebilir kaynaklarda elde edilen bir biyoplastik çeşidi. Film ve katı ambalajlarda kullanıldığı gibi, elyaflarda ve tela uygulamalarında da kullanılabiliyor. Otomotiv endüstrisi ve tüketici elektronikleri de halen uygulama alanlarını araştırma ve malzemeyi kullanmaktalar. Yeni polimerizasyon metodları ve karışımlar ile malzemenin özellikleri daha da genişliyor ve yeni uygulama alanları ortaya çıkıyor.

Artık her yıl gelenekselleşmiş olan PLA Dünya Kongresinin 3.sü bu sene 27-28 Mayıs 2014 tarihleri arasında Almanya'nın Münih kentinde düzenlenecek. Bioplastics Magazine dergisi tarafından organize edilen konferans, PLA'ya ilgisi olan; yararları ve zorlukları hakkında bilgi edinmek isteyen herkese çağrı yapıyor. Endüstrideki en üst düzeydeki şahısların yüksek kalitedeki sunumları ve işbirliği fırsatları gibi imkanlar bu sene de sunuluyor olacak.

Program boyunca PLA polimerinin tekstilden, yüksek teknolojiye kadar birçok farklı uygulamasına dair sunumlar yapılacak.

Kongrede PLA ile ilgili işlenecek olan ana başlıklar arasında; son gelişmeler, yüksek sıcaklık etkisi, karışım ve kampaundlar, köpük, işleme, katkılar, stabilizasyon, uygulamalar, elyaflar ve tekstil ve son olarak geri dönüşüm bulunuyor.