0
Posted by PolimerNedir | Posted in Üretim Teknolojisi | Posted on 06-04-2010
Çevreye karşı duyarlılığın artmasıyla beraber petrokimya endüstrisi de kendine yeni bir araştırma-geliştirme alanı ve yeni bir pazar buldu. 10 yılı aşkın süredir “Yeşil Kimya” adı altında yapılan araştırmalar, hali hazırda yaygın olarak kullanılan sentez ve üretim metodlarını daha az enerji ve daha az kimyasal atıkla gerçekleştirmeyi hedefliyor. Bu adımlardan birisi de polietilen tereftalat (PET) elyafların yüzey yapılarının değiştirilmesi için atıldı. PET elyafların asit ya da baz gibi kuvvetli kimyasallarla işlenmesi sonucu elde edilen özellikler, artık hiçbir kimyasal kullanmadan, plazma dağlanması yöntemiyle elde edilebilecek.
Poliester sınıfına giren polietilen tereftalat, termoplastik bir polimerdir ve çoğunlukla elyaf üretiminde kullanılır. İyi mekanik özellikleri ve kimyasallara karşı direnci sayesinde birçok kullanım alanı olan polimerdir. Ancak, PET’in su sevmeyen (hidrofobik) yapısı PET yüzeyinin zor ıslanmasına, kötü yapışkan özelliklere sahip olmasına ve üzerine yazılı baskı (printing) yapılamamasına sebep olur; bu da PET’in bazı alanlarda kullanımını kısıtlamaktadır.
Özellikle PET elyafların yüzeyini su-seven (hidrofilik) yapıya kavuşturmak için, endüstride çeşitli kimyasal işlemler uygulanmaktadır. Bu işlemler asit, baz, ya da bir takım çözücü kimyasalların kullanımını içerir. Kimyasal işlemden geçen elyaf suyla bolca yıkanarak ve daha sonra kurutularak istenilen özellik elde edilir. Ancak bütün bu işlemler gereğinden fazla kimyasal atığa, yüksek miktarda su kullanımına ve kurutma işleminden dolayı ilaveten enerji harcanmasına sebep olur ve tabii ki PET elyafa da zarar verebilir.
İtalyan bir araştırma grubu, rulodan-ruloya geçirilen PET elyafların üzerine uyguladıkları parlama-deşarj plazma işlemi (glow-discharge plasma treatment) ile, kimyasal işlemde elde edilen özelliklere benzer, hatta daha iyi sonuçlar elde ettiler. Plazma işlemi adı verilen teknik, belirli bir gaz ya da gaz karışımının, belirli bir sıcalıkta ve basınçta malzemenin üzerine akması sağlanarak, malzemeyi kontrollü şekilde aşındırmak için kullanılan bir tekniktir*. Kullanılan gaz, gazın akış hızı, sıcaklık ve basınç optimize edilerek farklı aşınmalar elde edilebilir.
İtalyan grubun çalışmasında atmosfer basıncında ve düşük sıcaklıklarda uygulana parlama-deşarj plazma tekniği kullanılmış (atmospheric-pressure glow-discharge plasma-APGDP). Özellikle yarı-iletken endüstrisinde, üretim sırasındaki temizleme işlemi için kullanılan bir teknik olan APGDP’yi PET elyaf üzerinde deneyen araştırmacılar, helyum/argon (He/Ar) ve helyum/oksijen (He/O) plazmalarının, hali hazırda kullanılan kimyasal işlem ile aynı sonuçlar verdiğini gösterdiler. Kimyasal işlem sonucu yüzeyde elde edilen pürüz ve polar kimyasal gruplar gibi, He/Ar ve He/O plazmaları kullanarak da yüzeyde polar karboksil grupları ve benzer yüzey pürüzlülüğü yaratılabildiğini gösterdiler. Böylece, birçok kuvvetli kimyasal atığa sebebiyet vermeden, “yeşil” bir metodla PET elyafların özelliklerini geliştirebildiler.
Kaynak: C&EN (Nisan 2010); Resim: ChemSusChem (5 Mart 2010) DOI: 10.1002/cssc.200900288
* Plazma işlemi sadece malzemeyi aşındırmak için değil, bazı proseslerde polimerizasyonu ilerletmek için kullanılan bir yöntemdir. Plazma işleminin yapıldığı yüzeyde aktif ya da reaksiyona girebilecek gruplar oluşturulabilir. Genel bir tabirle, polimerizasyon ya da aşınma işlemlerinden hangisinin olacağı uygulanan güce, yani gaz akış miktarına bağlıdır.
Polimer biliminde geliştirilen yeni üretim teknolojilerini incelemek için,
Türkiye’nin Artan Enerji Talebine Rüzgar Enerjisi Cevap Verecek
Polimer Mühendisliği Tasarım Sınırlarını Kaldırıyor
Nanoparçacıkları Zararsız Hale Getiren Polimerler
Bu yazı toplamda 156, bugün ise 0 kez görüntülenmiş