Solvent Nedir? Ozon oluşumuna katkısı Nedir?

18 Kasım 2017

Solvent ler yani çözücüler, genellikle diğer maddeleri veya malzemeleri çözmek veya seyreltmek için kullanılan çok sayıda kimyasal maddeden oluşan organik sıvılardır.

Solventler oldukça kapsamlı olarak düzenlenen kimyasal sınıflardan biridir ve daha düşük seviyedeki ozon oluşumuna katkıda bulunan uçucu organik bileşikler VOC (Volatile Organic Compounds) olarak da ayrıca düzenlenirler.

Üretim yöntemlerini ise aşağıdaki şekilde ikiye ayırabiliriz.
a) Geleneksel yöntemler
b) Biyolojik esaslı yöntemler

Geleneksel yöntemde solventler hepimizin bildiği gibi doğal gaz ve/veya petrolün damıtılması ile ikincil, üçüncül aşamada elde edilmektedir.

petrolün damıtılması aşamaları

 

Biyolojik yöntemde ise daha yeşil sürdürülebilir kimyasallara duyulan ihtiyaç, yenilenebilir hammaddelerin işlenmesi ile elde edilmektedir. Dolayısı ile sadece bitkisel ürünleri değil, biyolojik bazlı kimyasalları üretmek için meyvelerin kabukları, biyokütle yakma fırınlarının külleri gibi bir çok çeşit atıkdan da faydalanılmaktadır.

Bu bitkisel ürünler, biyo-etanol ve türevleri ya da biyodizel ve gliserol gibi bitkisel yağ ürünleri olarak belirtilebilir.

 

biyodizel 
Solvent Çeşitleri

Oksijenli Solventler, Hidrokarbon Solventler, Halojenlenmiş Solventler ve Biyolojik Esaslı Solventler olarak çeşitlendirilmektedir.

Alkoller, esterler, glikol esterleri ve asetatları ve ketonlar oksijenli solventler grubunda olup boya sektöründe hidrokarbonlarda çözünmeyen reçineleri çözmek için kullanılmaktadır.

Oksijenin bulunması nedeniyle polar özellik kazanan solventin çözücülük kuvveti yükselir. Ancak oksijenli solventler hidrokarbonlardan daha pahalı oldukları için sanayide kullanımı hidrokarbonlara göre daha azdır. Alkoller arasında çözücü gücü en yüksek olan metanol ise toksik etkisi ve çok çabuk buharlaşması nedeniyle çok fazla kullanılmaz ve insan sağlığına direk etkisi nedeniyle pek tercih edilmez. Boya sanayisinde etanolün de kullanımı yaygın degildir.

Glikol eterleri ve asetatları yağ, doğal reçine, alkit akrilik, nitroselüloz, etil selüloz, polistiren, polivinilasetat gibi polimerleri çözmede kullanılır. Etilen glikollü ürünlere toksik olmaları sebebiyle son yıllarda ilgi azalmıştır, buna karşılık olarak da propilen glikol türevlerine ilgi artmıstır.

Ketonlar grubundan aseton çok iyi bir çözücü olmasına karşın yüksek buharlaşma hızı nedeniyle pek tercih edilmemektedir. Metil etil keton ana çözücü olarak lake boyalarda kullanılmaktadır.

Çözücülük gücü asetona yakındır ve ondan daha yavaş buharlaşır fakat daha pahalı olması nedeniyle herzaman tercih edilmez.

Hidrokarbon solventler hem ucuz olmaları hem de yağ, alkit, vernik ve diger reçineleri iyi çözmeleri nedeniyle tercih edilir. Hidrokarbon solventler grubundan alifatik hidrokarbonlardan n-hekzan, solvent nafta ve white spirit, aromatik hidrokarbonlardan ise toluen, ksilen en çok tercih edilen solventlerdir. Toluen daha kolay bulunabildiği ve fiyatı daha uygun olduğu için ksilenden daha çok kullanılır. Aromatik solventler alifatik solventlere göre çok daha yüksek çözücü güce sahiptir.

Halojenlenmiş solventlere örnek olarak metilen klorit, per clor etilen ve tri klor etilen örnek gösterilebilir. Ancak, günümüzde bu solventlerin kullanımı insan sağlığına etkisi nedenleri ile oldukça azalmıştır.

Biyolojik esaslı solventlere örnek olarak ise, Bio alkoller, D-Limonene, Laktat Esterler ve Metil Soyat örnek gösterilebilir.

Günümüz klasik solventlerine göre daha ekonomik olmaları halinde zaman içinde kullanımlarının arttığını görüyor olacağız.

Solventlerin kullanım alanları oldukça geniştir. En büyük kullanım %46 ile boya’dır. Boya’yı %9 ile İlaç, %6 ile yapıştırıcı, kozmetik ve mürekkep izlemektedir. Diğer alanlar ise temizlik, tarım, ayırma, ev bakım ve diğer irili ufaklı sektörler olarak tarif edilebilir.

Solventlerin kullanım alanları

 

Solventlerin Uygulamaları Saflaştırma İşlemlerinde
Kristalizasyon, ekstraksiyon, gibi işlemlerde solventler kullanılır. Kullanılacağı yere göre düşük kaynama noktalı, nontoksik, sadece istenilen maddeyi çözen, düşük alevlenme riski taşıyan solventler seçilir.

Yardımcı Madde Olarak
Solventler, kauçuk, tutkal, deri, ayakkabı ve yer cilaları endüstrisinde yağ alma ve temizleme maddesi olarak kullanılır. Yabancı ot ve böcek öldürücü maddeleri sprey etmek için de solventler kullanılır.
Solvent (çözücü) Gücüyle İlgili Olmayan Yerlerde
Antifriz (donmaktan koruyucu), alev söndürücü sıvılar, hidrolik sıvı ve nem alıcı ajanlar olarak da kullanılır.
Boya, Vernik ve Boya Sökücülerinde
Solventlerin en büyük kullanım alanıdır. Solventler üretim için kullanılan temel maddelerden biridir. Solventlerin temel fonksiyonu boyadaki uçucu olmayan bileşenler için taşıyıcı olmaktır. Bağlayıcı ve ilave maddeleri çözme gücüne sahiptir. Burada solventin uçuculuk oranı ve verdiği viskozite önemlidir. Boyaya akışkanlık ve homojen bir karışım özelliği kazandırır, viskosite hızla düser ve boya akışkan hale gelir.

Bu akışkanlık, pigmentlerin ve bağlayıcıların düzgün bir şekilde püskürtülmesinive yüzeye yayılmasını ve uygun kalınlık kazanmasını  sağlar. İkinci aşamada ise ambalajındaki boyayı uygulama sırasında fırça veya rulo ile uygulanabilir hâle getirir. Boya sökücülerinde, solventler boya filmini şişirir ve çözer. Boya böylece yapıştığı yerden ayrılarak kolayca sıyrılır.

Solvent bazlı boyaların içerisindeki uçucu madde oranı %80’e yaklaşırken su bazlı boyaların içerisindeki uçucu madde oranı %10’lar seviyesindedir. Su bazlı boyalarda solvent içeren incelticiler kullanılmasa da pigmentlerin solvent bazlı olması nedeniyle %10 solvent içerir.

Küresel Market

2016 yılında 26.80 milyar dolar olarak ölçülen küresel solvent piyasası 2022’de 33.0 milyar dolara ulaşması beklenmekte ve 2017 ile 2022 yılları arasında % 4.0’lük bir CAGR (bileşik yıllık büyüme oranı) ile büyüyeceği öngörülmektedir. Hacim açısından küresel solventler 2016’da 31.239.5 kiloton olarak ölçülmüştür. Küresel solvent piyasası, boyalar, tarımsal kimyasalları, matbaa mürekkepleri yapıştırıcılar, kauçuk ve polimerler, kişisel bakım, metal temizleme, ilaçlar ve diğerleri gibi son kullanım uygulamalarının artan talebi üzerine gelişmektedir.

Boya ve bağlantılı alanlardaki tüketim, solvent kullanımının% 46’sı ile küresel solvent pazarının en büyük payını oluşturmaktadır. Son otuz yılda az solvent (örneğin toz boya, yüksek katı ve su bazlı kaplamalar) içeren teknolojilere yönelik boya ve ve bağlantılı sektörlerdeki eğilime rağmen, hala önemli miktarda solvent kullanıldığı da ayrı bir gerçektir.

Alkol bazlı solventler önde gelen ürün segmenti olarak ortaya çıkmış ve 2011 yılında küresel pazarda% 29,7’lik bir paya sahip olmuştur. Piyasa lideri olmanın yanı sıra en hızlı büyüyen pazarlar arasında yer alması da beklenmektedir.

Hidrokarbon bazlı solventler alkol bazlı solventleri takip etmektedir ve önümüzdeki dönemde ılımlı bir şekilde büyümesi beklenmektedir. Geleneksel solventler, kaynak segmentindeki en büyük paya sahiptir. Geleneksel solventler pazarı, biyo ve yeşil solventlere kıyasla düşük maliyet ve daha iyi performans nedeniyle farklı uygulamalarda artan kullanım nedeniyle önemli bir artışa tanık olduğu tahmin edilmektedir.

Biyolojik esaslı solventler için potansiyel talep VOC açısından tercih edilmeleri nedeniyle glikoller ve soya yağları dahil olmak üzere gün geçtikçe hızlı bir şekilde Millions MT mertebesinde artmaktadır.

Bölge Durumu

bölge durumu

Asya Pasifik, solvent pazarına hakim olmuş ve küresel tüketimin % 40.1’ini oluşturmuştur.

Asya-Pasifik bölgesi, hem değer hem de hacim bakımından solventler için en büyük pazardır. Otomobil ve inşaat talebinin artmasıyla birlikte, Çin ve Hindistan gibi kilit ülkelerdeki nüfus artışı ve hızlı kentleşme, bu bölgedeki solvent pazarının büyümesine katkıda bulunmaktadır.

Çin’deki solventler için genel tüketimin önümüzdeki birkaç yıl boyunca yılda ortalama % 5-6 oranında artması beklenmekle birlikte, ABD ve Avrupa Birliği’ndeki çevresel düzenlemelerin bir sonucu olarak talebin sabit kalması veya azalması beklenmektedir.

Artan ekonomik büyüme oranı ve kimyasal içeren endüstrilerdeki ağır yatırımlar ve sıkı düzenlemelerin olmaması Asya’da solventlere olan talebi doğal olarak artırmaktadır.

2016 yılında solvent piyasasına ikinci en büyük katkıyı yapan Avrupa oldu. Bölgede yeniden şekillendirme faaliyetlerinin ve sanayileşmenin hızlanması pazarın büyümesine katkıda bulunmuştur. Avrupa’daki otomotiv sektörünün de gelişmesi solventlere olan talebin artışını desteklemektedir.

Hızlı kentleşme, artan harcanabilir gelirler ve değişen yaşam tarzı eğilimlerinin aynı zamanda bölgedeki solvent pazarının büyümesine katkıda bulunması beklenmektedir, ancak tahminen % 3-4 oranında bir büyüme ile sınırlandırmak makul kabul edilebilir.

Kuzey Amerika, Avrupa ile benzer özellikler göstermektedir ve ılımlı bir büyüme oranına sahip olması beklenmektedir.

ABD’de solvent maruziyetinin insan sağlığı ve çevre üzerindeki olumsuz etkileri konusundaki farkındalık, 1960’lardan bu yana solventlerin üretimini ve uygulanmasını denetleyen hükümet mevzuatlarıyla desteklenmektedir.

Solvent pazarında Latin Amerika’nın ılımlı bir büyüme gerçekleştirmesi beklenmektedir. Solvent pazarının büyümesindeki en büyük etken, bölgedeki inşaat faaliyetlerinin turizm faaliyetleri ile desteklenmesidir.

Ortadoğu ve Afrika solvent pazarının da iyi bir büyümeye tanık olması bekleniyor. Bununla birlikte, Körfez ülkelerindeki altyapı
ve yeniden yapılanma faaliyetleri ve değişen yaşam biçimlerinin etkisiyle gelişmekte olan bir pazar olması beklenmektedir. Orta sınıf nüfusun büyümesinin, çözücülere olan talebi artırması beklenmektedir.

Talep Ve Etkileşimler

Özellikle yarı iletken endüstrisinde mürekkep ve temizlik ürünlerinin kullanımı önümüzdeki birkaç yıl içinde olumlu bir etkiye sahip olacak gibi görünüyor.

Çeşitli nihai kullanımlarda yapıştırıcılara yönelik talebin artması da benzer şekilde önümüzdeki yıllarda piyasanın talebini artıracak faktörlerden biri olarak gözükmektedir.

Boya ve ilaç gibi son kullanım endüstrilerine gelen talep nedeniyle solventlerin büyümesine tanık olunmaktadır.

Büyüyen inşaat ve otomobil endüstrileri, özellikle Asya Pasifik gibi gelişmekte olan bölgelerde solventlere olan talebi artırmaktadır. Otomobil endüstrisindeki büyümeyle birlikte konut ve ticaret altyapısının artması boya tüketiminin büyümesine destek olmaktadır.

Talep

Tarımsal kimyasalların, solventlerin hızlı büyüyen alanlarından biri olacağı tahmin edilmektedir. Hızlı bir şekilde artan gıda ürünleri talepleri ve artan verim, tarımsal kimyasallar uygulamasında geleneksel solvent pazarının büyümesine yol açmakta ve önümüzdeki 5-10 sene zarfında solvent pazarını yönlendirmesi beklenmektedir.

Talebi etkileyen diğer bir faktör de, ahşap mobilya boyaları ve solvent bazlı yapıştırıcılar kullanarak ayakkabı montajı gibi büyük miktarda çözücü tüketen endüstriyel süreçlerin Çin’e aktarılmasıdır. Buna karşılık Çin’de  alınmakta olan kısıtlayıcı tedbirler nedeniyle su bazlı boyaların yılda %16, geleneksel solvent bazlı boyalarınise yılda en fazla % 2 büyümesi ön  görülmektedir. Bununla birlikte, önümüzdeki beş yıl boyunca Amerika Birleşik Devletleri’nde ve Avrupa Birliği’nde daha fazla kısıtlayıcı yönetmelikler yürürlüğe girdiğinde, tüketim yüzdesi muhtemelen azalmaya devam edecektir. Talebin ılımlı bir şekilde artması beklenmektedir.

Ancak solvent üretimi ve karışımı, ODS (Ozon Delici Maddeler), VOC’lerin (Uçucu Organik Bileşikler) ve HAP’ların (Tehlikeli Hava Kirleticileri) emisyonlarını azaltmak üzere tasarlanan çevresel ve düzenleyici etkiler altında dramatik bir şekilde değişmeye devam edecektir. İnsanlara ve çevreye daha az zararlı düşük VOC değerli solvent üretimi, ekstraksiyon için kullanılabilen süperkritik CO2 de dahil olmak üzere “yeşil kimya” hareketinin bir parçasıdır.

Günümüzde halen araştırılmakta olan diğer umut verici yeşil solventler kullanımı sınırlı olan esasen buhar basıncı olmayan ve çevreye zarar vermeyen iyonik sıvılardır ve üretimi artarak devam edecektir. Ne yazıkki düşük petrol fiyatları da geleneksel solvent tüketiminin sürdürülmesini destekler niteliktedir. Tüketici baskısı, dolaylı olarak, sektörüne ve ne kadar “yeşilliğe” değer verildiğine bağlı olarak, solvent seçimini etkileyebilir. Ayrıca, değişime kurumsal olarak dirençolabileceğini de belirtmeliyiz.

Bu çoğunlukla sadece inat nedeniyle değildir; çünkü solvent’in değiştirilmesi halinde son ürünün saflık profilini bazı prosesler direk olarak etkileyecektir.

solvent saflık

Kısıtlamalar

Solvent pazarının büyümesi birkaç sınırlamanın gölgesinde kalmıştır; birincisi gelişmiş bölgelerdeki kullanım düzenlemeleridir. Diğeri, su bazlı boyalar gibi daha az (veya hiç olmayan) çözücü kullanan teknolojilerin evrimidir.

Yeşil ve biyolojik çözücüler küresel solvent pazarını yeniden canlandırmaya yardımcı olmaktadır.

Avrupa, Kimyasalların Kaydedilmesi, Değerlendirilmesi ve Yetkilendirilmesi (REACH) mevzuatının Avrupa’da yürürlüğe girmesiyle birlikte, solventler üzerinde daha katı sınırlamalar getirmiştir.

Biyolojik bazlı solventlerin özellikle soya vasıtasıyla elde edilen solventlerin kozmetik, ilaç, gıda elektronik sektörlerinde pek fazla bir potansiyeli bulunmamaktadır. Aynı şekilde antifriz, uçakların dışında oluşan buzu çözen sıvılar ve kuru temizleme alanında soya için bir potansiyel olmadığı görülmektedir.

Mevzuatlardaki gelişmeler, çevresel sağlık ve güvenlik kaygılarından dolayı bazı solventlerin tamamen kullanılmasını engellemeye başlamıştır.

Sonuç

Çözücüler pazarının rekabet gücü, genişleme ve yeni ürün lansmanı ile sürekli artmaktadır. Stratejik gelişmeler çoğunlukla büyük oyuncular tarafından üstlenilmektedir. Bu senaryoda, piyasada faaliyet gösteren oyuncuların en iyi büyüme stratejilerini benimseyerek  rekabetçi kalmaları son derece önemlidir. Bu, kapasitenin genişletilmesi ve kârlılığı artırmak için ek yüklerden kurtulma konularında bir odak içerir. Şirketler, bölgedeki yüksek solvent talebini karşılamak için Asya Pasifik bölgesindeki kapasitelerini gittikçe genişletmektedir. Bu büyüme stratejisini haklı gösteren diğer nedenler, ham madde stoklarının kolay bulunması,düzenlemelerin düşük seviyede olması ve ucuz iş gücü olmasıdır.

Biyolojik ürünler arz, saflık, fiyat veya yüksek viskozite gibi istenmeyen özellikler/sorunlar nedeniyle sınırlı bir piyasaya sahiptirler.

Neoterik biyolojik bazlı çözücüler uygulanabilir ürünlerdir ancak desteklenmeleri ve bir pazar payı geliştirmeleri çin performans özelliklerini göstermeleri gerekir.

solvent performansları

Çok çeşitli biyolojik esaslı malzemeler mevcuttur ve niş pazarlarda ticari başarılar elde etmiştir. Düşük ekolojik ve toksikolojik profillere sahip çözücüler geliştirmek ve pazarlamak için olan fırsat, özellikle güçlü global yeşil hareket ve solvent endüstrisinin artan düzenleyici denetimi ile mümkün gözükmektedir.

Mükemmel solvent mevcut değildir, bu nedenle üreticiler verimlilik, maliyet ve çevresel etki arasında bir dengeyi sağlamalıdır. Düşük ekolojik ve toksikolojik profillere sahip çözücüler geliştirmek ve pazarlamak için mükemmel bir fırsat, özellikle güçlü “yeşil” hareketiyle mükemmel.

Tezel Kökdemir – Genel Müdür / Arkem Kimya San ve Tic A.Ş.