Vitrimerler
Reçineler özellikle ahşap, beton ve metallerin yüzeylerinde korozyon önleyici bir katman olarak boya ve kaplama sektöründe geniş bir kullanım alanına sahiptir.
Termoplastik reçineler içsel kimyasal reaksiyon hareketi olmadan, çözücü buharlaşması ile film oluşturan, yüksek molekül ağırlıklı, ısıtıldığı zaman yumuşama özelliği gösteren ve uygulandığı yüzeyin şeklini alan polimerlerdir.
Termoset reçineler ise ısıya veya neme maruz kaldıklarında kendileriyle veya çapraz bağlı bir film oluşturmak için bir çapraz bağlayıcının fonksiyonel gurubu ile reaksiyona girecek fonksiyonel monomerlerle tasarlanmıştır. Bir kez çapraz bağlandıktan sonra organik çözücülere, neme ve UV ışığına karşı mükemmel dirençli filmler sunarlar.
Termoset polimerlerle hazırlanan polimer matrislerin sergiledikleri mekanik ve termal özellikler mükemmel olmasına rağmen kalıcı kovalent çapraz bağları yüzünden geri dönüştürmekte ve yeniden kullanılabilirlik imkânı bulunmamaktadır.
Dünyada sentetik polimere artan talep ile fosil yakıtların tüketimi hızlanmıştır. Çevreye ve doğaya verilen zarar artmış bulunmakta ve bu zararın en aza düşürülmesi için yeniden kullanılabilme ve kendi kendini iyileştirme gibi özelliklere sahip malzemelerin geliştirilmesi
çok önemli hale gelmiştir.
Kontrollü bir çapraz bağlanma yoğunluğu yoluyla yapısal bütünlüğü göstermek için, birleştirici dinamik kovalent uyarlanabilir ağ değişimlerine sahip malzemeler son zamanlarda araştırmacıların ilgi odağı haline gelmiştir.
Vitrimerler termoplastikler gibi ısıl işlem gördüğünde akışkanlık veya şekil değiştirme özelliği gösterirken oda sıcaklığında termosetler gibi yüksek mekanik ve çözücü dayanımı gösteren yeni bir polimer türüdür.
Vitrimer kavramı yüksek performanslı polimer malzemelerin geri dönüşümü için geçerli bir strateji sağlamak için ortaya çıkmış ve çeşitli vitrimer türleri geliştirilmiştir.
Vitrimer yapılı polimer matrisler transesterifikasyon, olefin metatezi, dioksaborolan değişimi ve silil eter değişimi gibi çok çeşitli birleştirici dinamik kovalent bağlar kullanılarak elde edilebilir. Bu kapsamda farklı bağ yapılarına sahip poliüretan vitrimerler üzerinde yoğun bir şekilde araştırmalar devam etmektedir.
Termoplastik ve termoset polimer üreticisi olan İzel Kimya vitrimerik polimer ağsı yapıların biyo-esaslı kimyasallar ile üretimi konusunda araştırmalar yapılmaktadır.
Çevreci ve insan sağlığına zararsız biyoesaslı kimyasallardan elde edilecek polimer yapılar geri dönüştürülmeleri, tekrar tekrar tamir edilerek kullanılabilmeleri ve gösterdikleri üstün fiziksel ve mekanik özellikleri ile kaplama ve boya alanlarında kolaylıklar sağlayacak ve sürdürülebilir ekonomiye katkıda bulunacaktır.
Vitrimerler de yaygın olarak fiziksel ve kimyasal dönüşüm yöntemleri kullanılır. Fiziksel dönüşümde sıcak presleme, enjeksiyon ve ekstrüzyon kalıplama gibi yöntemler kullanılırken kimyasal geri dönüşümde ise vitrimerleri oligomerlerine çözmek veya parçalamak için kimyasal çözücüler veya monomerler kullanılarak geri dönüştürme yapılabilir.
Öte yandan, kimyasal geri dönüşüm zaman alıcı ve enerji tüketen bir süreçtir. Karşılaştırıldığında, fiziksel geri dönüşüm basit ve kullanımı kolaydır Termoplastik ve termoset polimer üreticisi olan İzel Kimya vitrimerik polimer ağsı yapıların biyo-esaslı
kimyasallar ile üretimi konusunda araştırmalar yapılmaktadır.
Çevreci ve insan sağlığına zararsız biyoesaslı kimyasallardan elde edilecek polimer yapılar
geri dönüştürülmeleri, tekrar tekrar tamir edilerek kullanılabilmeleri ve gösterdikleri üstün fiziksel ve mekanik özellikleri ile kaplama ve boya alanlarında kolaylıklar sağlayacak ve sürdürülebilir ekonomiye katkıda bulunacaktır.
Referanslar
1. ZHANG, Haochuan, et al. Recycling strategies for vitrimers. International Journal of Smart and Nano Materials, 2022, 13.3: 367-390.
2. ZHENG, Jie, et al. Vitrimers: Current research trends and their emerging applications. Materials Today, 2021.
3. RANA, Sravendra, et al. Bio-Vitrimers for Sustainable Circular Bio-Economy. Polymers, 2022, 14.20: 4338.
4. https://sarkac.org/2021/12/polimerler-100-yillik-seruven/
5. https://www.muhendisbeyinler.net/termoplastikler-ve-termosetler-arasindaki-farklar/
6. Zhang, Y., Ma, F., Shi, L., Lyu, B., & Ma, J. (2022). Recyclable, repairable and malleable bio-based epoxy vitrimers: overview and future
prospects. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 100726.
7.Tao, Y., Liang, X., Zhang, J., Lei, I. M., & Liu, J. (2022). Polyurethane vitrimers: Chemistry, properties and applications. Journal of Polymer Science.
Recep Furkan Turan – Ar-Ge Araştırmacısı
İzel Kimya
Dr. Cemil Dizman – Ar-Ge Müdürü
İzel Kimya
