Epoksi reçineler, birden fazla oksiran (epoksi) halkası içeren reçineler olarak tanımlanabilir. Üstün mekanik özellikleri, birçok yüzeye yüksek yapışkanlığı, iyi kimyasal ve elektriksel direnci nedeniyle zemin, elektronik malzemeler, metal kutu ve konteyner, otomotiv, denizcilik ve beyaz eşya kaplamaları gibi çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilirler. Ayrıca, fiber takviyeli kompozitler için yaygın olarak yapıştırıcılar ve matrisler olarak kullanılırlar. Küresel epoksi pazar büyüklüğünün 2021’de 8,77 milyar ve 2027’de 10,77 milyar ABD dolarına ulaşacağı tahmin edilmektedir. Epoksi pazarına bisfenol A ve epiklorohidrinin reaksiyon ürünleri hakimdir. En yaygın epoksi reçinesi, epoksi reçine kullanımının neredeyse %70’ini oluşturan bisfenol A’nın diglisidil eteridir (DGEBA). Diğerleri doymamış yapıların epoksidasyonu ile hazırlanır. Bisfenol A, insan sağlığı ve çevre üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir. Ayrıca, bir endokrin bozucu olarak hareket ederek canlı organizmalar için toksiktir. Bu nedenlerle gıda ile ilgili ambalaj ve malzemelerde kullanımları birçok ülkede yasaklanmıştır [1-6].
Şekil 1. Global epoksi uygulama alanları ve kullanım oranları [4][/caption]Son yıllarda, sağlık ve çevre sorunları ve fosil hammadde kaynaklarının tükenmesi nedeniyle petrol türevi hammaddeler yerine biyo-esaslı malzemelerin kullanımına yönelik araştırmalar büyük önem kazanmıştır. Bu doğrultuda bisfenol A (BPA) yerine biyoesaslı hammaddeler kullanılarak epoksi reçinelerin biyo-esaslı alternatifleri geliştirilmiştir.
Şekil 2. Bisfenol A esaslı epoksi reçinenin (DGEBA) kimyasal yapısı [5][/caption]Bir çalışmada bitkisel yağlardan epoksitlenmiş soya fasulyesi yağı sentezlenmiştir. Soya fasulyesi yağı kimyasal yapısında uzun alifatik zincirlere sahip olduğundan, epoksitlenmiş soya fasulyesi yağı kullanılarak hazırlanan kaplamalar düşük termal ve mekanik özellikler göstermiştir. Bu arada bisfenol A benzeri biyobazlı kimyasallar üzerinde yapılan araştırmalarda BPA’ya alternatif olarak ferulik asit, itakonik asit, öjenol, çam reçinesi, gallik asit, vanilik asit ve lignin sunulmuştur. Son olarak, epoksitlenmiş vanilin kullanılarak nihai kaplamaların fiziksel ve kimyasal özelliklerinde karşılaştırılabilir sonuçlar elde edilmiştir [7-9].
Şekil 3. Lignin ve vanilinin kimyasal yapısı [9].[/caption]İzel Kimya şirketi, epoksi gruplarının biyo-esaslı hammaddelere katılmasıyla hazırlanan yeni epoksi reçinelerinin üretimi konusunda araştırmalar yapmaktadır.
Referanslar / References [1] Clayton May (11 May 2018). Epoxy Resins: Chemistry and Technology (Second ed.).CRC Press. p. 65. ISBN 978-1-351-44995-3. [2]https://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy#cite_note-May2018-1. [3] https://www.alliedmarketresearch.com/epoxy-resins-market. [4] Geoff Gibson,Chapter 27 - Epoxy Resins,Editor(s):Marianne Gilbert, Brydson’s Plastics Materials (Eighth Edition), Butterworth-Heinemann, 2017, Pages 773-797., [5] https://bilimteknik.tubitak.gov.tr / system/ files / makale / epoksi.pdf. [6] Jaworski C. Capricho, Bronwyn Fox & Nishar Hameed (2020) Multifunctionality in Epoxy Resins, Polymer Reviews, 60:1, 1-41. [7] Sagheer Gul, Ayesha Kausar, Mazhar Mehmood, Bakhtiar Muhammad & Saira Jabeen (2016) Progress on Epoxy/Polyamide and Inorganic Nanofiller-Based Hybrids: Introduction, Application, and Future Potential, Polymer-Plastics Technology and Engineering, 55:17, 1842-1862., [8] Fan-Long Jin, Xiang Li, SooJin Park, Synthesis and application of epoxy resins: A review, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Volume 29, 2015, Pages 1-11., [9] Nikafshar, Saeid, Zabihi, Omid, Hamidi, Susan, Moradi, Yousef, Barzegar, Saeed, Ahmadi, Mojtaba and Naebe, Minoo 2017, A renewable bio-based epoxy resin with improved mechanical performance that can compete with DGEBA, RSC advances, vol. 7, no. 14, pp. 8694-8701.
