13 Ekim 2014 Pazartesi

Tekstilde Yeni Biyobazlı Monofilamentler

Teknik tekstil pazarı, performans, kalite seviyesi, fiyatlar ve uyumluluk açısından çok geleneksel ve talep eden bir pazardır. Geleneksel olarak kullanılan polimerler, özellikle de monofilament ekstrüzyonu ve eğirme ile ilgili olanlar çoğunlukla petrolden (polipropilen, polyester ve polyamidler) üretilmektedir.

2009 yılında İtalya bazlı Sider Arc Ar-Ge grubu monofilament eğirme konusunda yeni polimer malzeme arayışına girdiler ve yönlerini biyo ve ya yeşile çevirdiler.

Bu aktivitenin amacı, özellikle yenilenebilir kaynaklardan gelen yeni malzemeler seçmek ve bu malzemelerden petrol bazlı polimerlerden elde ettikleri performansı elde etmekti.

Sider Arc'ın üzerinde çalıştığı ilk polimer PLA ve ya polilaktik asitti. Bu seçimin arkasındaki sebep bu polimerin kimyasında bulunabilirdi; polimer yenilenebilir kaynaklardan üretiliyordu ama aynı zamanda termoplastik biyopolimerdi. Bu sayede pazarda bulunabiliyor ve aynı zamanda çeşitli katkılarla özellikleri geliştirilebiliyordu. Hidrolitik bozunma sonucu da mantar ve bakteriler tarafından kolayca özümsenebilen ürünler oluşarak kullanım ömrü sonunda da özgün bir fark yaratıyordu.

Bu bağlamda, yüksek kristalleşme (%37 civarı) ve yavaş bozunması sayesinde, L-laktik asit izomerinden üretilen PLLA polimeri Sider Arc'ın işlediği ilk polimer oldu.

Polimer işlenmesi açısından PLA'nın ektrüzyonda işlenmesi malzemenin hidrolize olan hassaslığı ile direk olarak bağlantılıydı. Bu sebeple kurutma özenle yapılmalı ve nem seviyesi ppm seviyesinde olmalıydı. Aksi takdirde moleküler ağırlık çok düşük olacak ve erime akışkanlığı eğirme işlemi için yeterli olmayacaktı.

Reolojik (akışla ilgili) davranışları poliolefinlerle karşılaştırılabilir seviyedeydi fakat erime elastikliği çok az daha düşüktü. 

Esnetme fazında ve ısı ile sabitleme sırasında kristalizasyon hızı ve ısı kontrolü doğru monofilament eğirme bitirişi seçimi ile birlikte ekstrüzyon ve polimerin ipliğe dönüştürülmesi sırasında en önemli sorunlardı.

%100 PLA'dan üretilen Biolene monofilamentleri, 2009 yılının sonundan beri Sider Arc'ın ürün çeşitleri arasında bulunmaktadır. Filament çapları 50um-200um arasında değişmekte ve genel olarak medikal pazar için geliştirilmiştir. Uygulama örnekleri arasında doku mühendisliği, iyileşen dokuların geri kazanılması gibi radyo transparan ve toksik olmayan malzemelerin avantajlı olduğu alanlardır.

Bu monofilamentlerin diğer kullanım alanları arasında ise pul kumaşı (3 boyutlu kumaş) pazarı bulunmaktadır. Bükülmezlik ve elastik geri kazanım özellikleri bunu mümkün kılmaktadır. Ek olarak sıcak sıvı filtrasyonu, çay poşetleri (ince filamentler) ve 3D yazıcı teknolojisinde de uygulanabilmektedir.

Geçtiğimiz iki senede Sider Arc polimer malzemeler konusunda yeni kaynakları değerlendirmeye başlamıştır.

Yeşil YYPE (şeker kamışı bazlı biyo-etanolden üretilen): Bu polimerin kullanılmasının ardındaki fikir, petrol-bazlı polietilenden üretilen elyaflarla aynı performansa sahip olmak fakat ekolojik olarak üretilen yenilenebilir bir polimeri kullanabilmektir.

Yeşil AYPE ile petrol bazlı AYPE'lerin uzama ve direnç karşılaştırılması


Geliştirme işi Sider Arc'ın Ar-Ge ekibi tarafından polimer üreticisi ile ortak olarak yapılmıştır. Özellikle monofilament ekstrüzyonu ve eğirme - esneme özelliklerinin sağlanması için doğru türün seçilmesinde üretici rol oynamıştır. Bu sayede standart türlere elde edilen mekanik parametreler ve boyutsal kararılık elde edilebilmiştir.

Bu tür monofilamentlerin uygulama alanları arasında gölgeleme, koruma fileleri, borular için kaplama fileleri (korozyona karşı korumak amaçlı), halatlar ve giysi etiketleri bulunmaktadır.

Yukarıda bahsi geçen bütün gelişmeler (geri dönüştürülmüş PET uyglamaları dahil) gelenekselden başlayıp, yeşil yönüne doğru ilerlemektedir. Bu sayede teknik tekstil pazarı muhtemel en yüksek kalite ve performansa erişebilecekken, sürdürülebilir monofilamentleri kullanabilecektir.

Kaynak: www.siderarc.com


Bioplastics MAGAZINE 05/14 pp.19

Hiç yorum yok :

Yorum Gönder