Nanoteknolojik Tutkallar: Su Bazlı Poliüretanlar

26 Temmuz 2019


İbrahim Kecin

Yüksek Kimyager
Genel Müdür
PURİN Poliüretan

 

Tekstil, teknik tekstil, ayakkabı, deri, sünger, zımpara, eva vb. gibi birçok alanda değişik tutkallar kullanılmaktadır. Tutkallar ise polimer yapıdaki reçinelerin bir çözücü içinde çözülmesiyle veya bir çözücü içerisinde polimerik malzeme sentezi ile oluşmaktadır. Tutkalların içerdiği aktif malzeme olan polimerin molekül ağırlığı (polimerin uzunluğu) büyüdükçe esneklik ve dayanıklılık açısından başarılı konuma geçer. Bir malzemenin molekül ağırlığının büyümesi demek viskozitesinin artması demektir. Dolayısıyla polimer üretiminde molekül ağırlığını proses içinde (üretim sırasında) viskozite ölçerek takip edilir ve daha önceden belirlenmiş viskozite değerleri sağlanmaya çalışılır. Çünkü üretim sonrasında benzer viskozite değerlerine sahip aynı ürünün daha hassas olarak molekül ağırlığı dağılımı (Sentez basamaklarına göre bir dağılım vermektedir) GPC (Gel Permeation Chromatography) gibi özel cihazlarda belirlenmiştir.

Molekül ağırlığı yani viskozite bu kadar önemli bir konumdayken performans açısından yüksek molekül ağırlığına sahip ürünleri tercih eğilimindeyizdir ancak yüksek viskozite uygulamada ciddi sıkıntılar yaratmaktadır. Bu nedenle yüksek çözücü oranları ile tutkallar sunulur.

Peki bu çözücü zararlı ve havalandırma, koruyucu ekipman açısından yetersiz bir işletme ise…

İşte burada ürün üretmekten daha fazlasını düşünmemiz gerekmektedir! Bu da çalışanlarımızın sağlığı olmalıdır. Havalandırma, maske kullanımı vb. operasyonel önlemler tabi ki olmalı ancak bu sürdürülebilir üretim süreci değildir.

Sürdürülebilir üretim süreçleriniz için tutkallarınızdaki çözücü kısmını odaklanmalıyız. Çözüm olarak;

1- Çözücünün kullanılmadığı iki bileşenli ürünler,
2- Eriyik formda kullanılan tek bileşenli tutkalları,
3- Çözücü olarak suyun kullanıldığı tutkalları tercih etmelisiniz.

İki bileşenli ürünlerin operasyonlarınıza uyumu çok kolay olmayacaktır. Eriyik formda kullanılan tutkallar için ise çok ciddi makina yatırımlarına ihtiyaç olacaktır. Çözücü olarak suyun kullanıldığı ve en yüksek performans sağlayan tutkallar “Su Bazlı Poliüretanlardır”.

Su bazlı poliüretan malzemelerin en önemli avantajı çok yüksek molekül ağırlığındaki polimerin çok düşük viskozitede elde edilebilmesidir. Bu özellik bize daha yüksek katıda ve her türlü uygulamada kullanabilmemizi sağlar.

Örneğin aynı katı madde içeren solvent bazlı ve su bazlı poliüretan reçineleri karşılaştırdığımızda; polaritesi en yüksek çözücüler olan DMF ve su ile reçine sentezi yapıldığında solvent bazlı reçinenin viskozitesi 100.000 mPas iken PUD teknolojisi ile üretilen reçinenin viskozitesi sadece 50 mPas olmaktadır. Bu iki reçinenin aynı performansta olduğunu düşündüğünüzde uygulama kolaylığı açısından PUD ürünlerin çok büyük bir avantaj sağladığını söreceksiniz.

Su bazlı poliüretanlar nanoteknoloji ürünler olmasından dolayı düşük viskozitede sentezlenebilmektedir.

Üretim prosesi gereği poliüretan sentezi suyun içinde sentezlenir ve nano boyuttadır. Hammadde seçimi, stokiyometrik hesaplamalar veya proses değişiklikleri ile istenilen nano boyutta ürün eldesi mümkündür. Poliüretan reçinenin nano boyutta sentezlenmesi ona düşük viskozite sağlamaktadır. En çok üretimini yaptığımız PUD 101 ve PUD 201 kodlu PUD reçinelerimizin tanecik boyut analiz sonuçları yaklaşık 0,2 polydispersity gibi oldukça iyi bir homojenlikte 47,3 nm ve 50,8 nm’dir.

Su bazlı ürünler düşük viskozitede elde edilir ve istenilen viskoziteye sonradan ilave edilen kıvamlaştırıcılar ile çıkartılabilir. Sprey uygulaması, bıçak uygulaması ve merdane uygulamaları gerekli viskozite çalışmaları ile mümkündür.

Elde edilen PUD tutkallar keçe-sünger, sünger-tekstil, kağıt-kağıt, zımpara-abrasive kum ve ayakkabı iç taban yapıştırması
gibi birçok uygulamada rahatlıkla kullanılabilmektedir.

Su bazlı tutkal sprey ile uygulanabilecek viskoziteye getirilerek ayakkabı iç taban üretiminde süngerin tekstile ve özellikle deriye  laminasyonunda kullanılmaktadır (*).

Sonuç olarak su bazlı poliüretanlar (PUD) teknoloji alışılmış üretim yöntemleri açısından oldukça farklıdır. Bu farklı teknolojisi ona hem performans hem de çevre açısından büyük avantajlar getirmektedir.

PURIN Poliüretan olarak 2018 yılı başında başladığımız PUD reçine üretimi ile birçok farklı sektörde yerimizi aldık, sektör ve uygulama sayımızı artırmayı hedefliyoruz. Su bazlı poliüretan kaplama ve yapıştırıcılar temelinde yurt içi ve yurt dışına PUD ürünleri sunmaktayız. Yurt dışı pazarda daha fazla ilgi gören bu ürünlerin ülkemizde de hakkettiği yeri almasını bekliyor, gerekliliklerini ortaya koymaya çalışıyoruz.

Unutmayalım ki; değişimi geleceğe bırakmak yerine anın içine almak; izleyen/takip eden değil, izlenen / takip edilen olma fırsatı verecektir.

Referans
* Uygulama resimleri Akform İç Taban- Karabük tesislerinde çekilmiştir.