Ana içeriğe atla

Yüksek Sağlamlıktaki Biyopolimer Elyaflar

Biyopolimer dünyasında teknik elyaflara ait biyopolimer uygulamaları sadece bir niş olmasına rağmen, biyopolimer bazlı özel iplik geliştirilmesi konusunda artan bir talep söz konusudur. Bu konuda en kritik mesele, hem mekanik özellik hem de fiyat açısından çekici olabilecek iplik geliştirilebilmektir.

Biyobazlı polyamidler


Birçok uygulamada PET ve ya PA multifilament iplikleri kuvvetlendirici olarak kullanılırlar. Bu ipliklerin yüksek sağlamlığı (> 800 mN/tex) ve erime sıcaklığı  (200C'nin üzerinde) bulunmaktadır. Farklı uygulamalarda bu iplikleri biyobazlı analoglarıyla değiştirmek tercih edilmektedir. Bu durumun en iyi bilinen örneği PLA'dan üretilen ipliklerdir. Fakat bazı uygulamalar için PLA'nın termal ve kimyasal kararlılığı yeterli değildir. Bu gibi durumlarda biyobazlı polyamidler önemli bir alternatif olabilir. PA11'den üretilen elyafla hali hazırda pazarda bilinmektedir. API Enstitüsü de başarılı bir şekilde PA11 elyaf üretmiştir fakat pratikte bu polimerin kullanılması polimerin yüksek fiyatı sebebiyle mümkün olamamaktadır. Bu sebepten dolayı daha ucuz ve teknik elyafların üretilebileceği biyobazlı polyamid arayışına girilmiştir. Şu an itibariyle en iyi seçenek PA10.10 olarak gözükmektedir. Termal ve kimyasal özelliklerin mükemmel olmasının yanı sıra sağlamlık açısından da 400 mN/tex değerine ulaşılabilmektedir. Her ne kadar PET ve ya PA ipliklerle aynı seviyede olmasa da birçok uygulama için halen yeterlidir.

Yüksek Sağlamlıktaki PLA iplikler


Fiyat ve bulunabilirlik göz önünde bulundurulduğunda, PLA en çok araştırılan biyopolimerdir. Teknik uygulamalarda, sağlamlığı geliştirmek önemlidir. Örneğin PET ile karşılaştırıldığında, fiyat yüksektir fakat sağlamlık düşüktür. Bu da PET ipliklerin PLA ile değiştirilmesini zorlaştırmaktadır. Bu sebepten dolayı daha yüksek sağlamlık değerlerine ulaşmak için sürekli bir yarış söz konusudur. API enstitüsü ekibi de polimer kalitesi ve eğirme koşulları gibi bu özellikte rol alabilecek faktörleri inceleme altına aldılar.

Resim 1'de gösterilen grafik normal eğrilmiş PLA multifilament elyafın daha düşük D-izomer içeriğine sahip PLA'lardan üretilmiş elyaflar ile olan karşılaştırılmasını göstermektedir. Gösterilen veriler küçük ölçekte yapılmış denemelerin sonucunu göstermektedir.

Resim 1 - Farklı PLA polimer türlerinin sağlamlık vs. uzama karşılaştırılması


Bir diğer sonuç ise eğirme koşullarının önemli rol oynadğını göstermektedir. Eğirme koşullarını ve polimer kalitesini kombine ederek yapılacak optimizasyon sonucunda, endüstriyel ölçekte yüksek sağlamlıktaki elyafların üretilmesi olanaklı gözükmektedir. Bu konudaki çalışmalar için fırsatlar devam etmektedir.

Düşük sürünmeli (low creep) PLA


PLA elyaflar, özellikle yüksek sıcaklıklar ve ıslak koşullarda, önemli miktarda sürünme davranışı göstermektedir. Bu da PLA elyafları sera gibi ortamlarda kullanılmasını sınırlamaktadır. Bu fenomenin yapısal arkaplanını inceleyerek, özellikleri geliştirmek mümkün olmuştur. Ekstrem koşullarda yapılan başarısızlık zamanı testlerinin sonuçları Resim 2'de gösterilmektedir.

Resim 2 Sürünme vs. zaman (saat) grafiği özel işleme koşulundaki değişimi



An itibariyle testler gerçek koşullarda uzun süreli davranışların incelenmesi için sera içinde sürdürülmektedir.

Yorumlar

Bu blogdaki popüler yayınlar

Evde Kendi Biyoplastiğinizi Nasıl Üretebilirsiniz

Biyoplastiklerin en güzel tarafı tamamiyle petrolden bağımsız kaynaklardan üretilebilmeleridir. Buna ek olarak elinizde petrol dahi olsa normal plastik hammaddelerini üretebilmeniz için çok yüksek ısılara çıkabilecek teknolojik aletlere ve damıtma aletlerine ihtiyacınız vardır. Fakat biyoplastik tamamiyle evde bulunabilen basit maddeler ile üretilebilmektedir.

Greenplastics.net sitesinin desteğiyle hazırlanan ve 2008 yılında hazırlanmış olan 'Kendi biyoplastiğinizi yapın' adlı youtube videosu zamanında pek rağbet görmemiş olsa da son dönemdeki bazı haberler sonrasında tekrar gündeme getirilmesinde yarar olacağını düşünüyorum. Aşağıda İngilizce olarak seyredebileceğiniz videoyu anlayamayanlar için kısaca özetlemek gerekirse; öncelikle gerekli malzemeler açıklanıyor, bir ısıtıcı, bir tencere, su, nişasta, gliserin ve sirke. Son olarak da üretilen biyoplastiği yayıp kurutmak için düz bir yüzey ve aluminyum folyo da gerekmekte.

İşin biraz kimyasına inilirse; nişasta amiloz ve ami…

Kumru Kimya ve FKUR Plast Avrasya 2018'de Biyoplastik Çözümleri Sunuyor

Kumru Kimya firması her sene olduğu gibi bu sene de Alman çözüm ortağı FKUR firması ile ortak bir şekilde 5-8 Aralık 2018 tarihlerinde İstanbul TÜYAP fuar merkezinde düzenlenecek olan Plast Avrasya fuarında biyoplastik çözümlerini iş ortaklarıyla paylaşacak. Bu sene de küresel çapta giderek trend olma yolunda ilerleyen biyomalzemeler konusunda en yenilikçi çözümleri firmanın standında bulabileceksiniz.

Kumru Kimya firmasının Plast Avrasya fuarında öne çıkaracağı ürünler arasında özellikle bu sene Avrupa Parlamentosunda kullanımına sınırlama getirilmesi planlanan ve yerine sürdürülebilir alternatif çözümlerin kullanılması önerilen biyobozunur tek kullanımlık gıda servis ürünleri bulunuyor. Bu ürünler arasında Bio-Flex S7514 tek kullanımlık çatal bıçaklar için ön plana çıkan bir ürün olacak. Bu malzemenin piyasada bulunan diğer biyobozunur hammaddelere göre avantajı, çoklu kalıplarda kısa döngü zamanları ile çalışarak yüksek ısı dayanımı sağlaması olduğu söylenebilir.



EN13432 standardı…