11 Nisan 2014 Cuma

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. 

Hiç yorum yok :

Yorum Gönder