Biyo-esaslı UV Kürlenebilir Akrilik Reçinelerin Geliştirilmesi

Günümüzde endüstrilerdeki inovasyonun en büyük itici güçlerinden biri sürdürülebilirliktir. Petrol türevlerinin rezervlerinin azalması, atık bertarafı ve iklim değişikliği gibi konularda gelişen çevresel farkındalık ile biyo-esaslı, çevre dostu, sağlığa zararsız, çözücü içermeyen temiz teknolojilerin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bunun yanı sıra çözücü içeren ürünlerin taşınma sürecinde yaşanması olası alev alma kaynaklı ve uygulama esnasında yaşanabilecek sorunların önüne geçebilmek için çözücü içermeyen veya su bazlı ürünlerin üretimine yönelik çalışmalar artış göstermiştir. Verimli, hızlı ve uygulama kolaylığına sahip olan teknolojik ürünler pazarda büyük talep görmektedir. Bunlardan biri de UV (Ultraviyole) ışık teknolojisidir. UV etkisi ile kürlenen ürünlerin yapılarında bir foto başlatıcı varlığında reaksiyona girebilen fonksiyonel akrilat grupları bulunmaktadır. Akrilat grupları foto başlatıcı varlığında birbirleriyle saniyeler içerisinde reaksiyona girmesi ile termoset ağsı yapıların oluşumu sağlanır. 2018 yılında 4,6 milyar USD olan küresel pazarın 2026 yılında 7,3 milyar dolar seviyesine çıkması öngörülmektedir. Özellikle vernik ve boya sanayilerinde uygulama yapılırken ihtiyaç duyulan uzun kuruma sürelerini kısaltacağından UV teknolojisinin bu sektörlere oldukça büyük bir fayda sağlayacağı öngörülmektedir. Bunun yanında UV kürlenebilir ürünlerin uygulama kolaylığı ve sahip oldukları kürlenme hızlarından dolayı üç boyutlu (3D) lazer yazıcılarda kullanımı da yeni bir teknoloji olarak hızla artmaktadır [1-5]. Konu hakkında literatürde yer alan bir çalışmada, UV ile kürlenebilen reçineler, tung yağı ve maleik anhidrit (MA) arasındaki Diels-Alder reaksiyonu, ardından 2-hidroksietil akrilat (HEA) veya pentaeritritol triakrilat (PETA) ile reaksiyon ve glisidil metakrilat (GMA) ile son modifikasyon ile sentezlenmiştir [6]. [caption id="attachment_133049" align="aligncenter" width="857"] Şekil 1. MAT1 ve MAT2’nin sentezi ve teorik yapısı [6].[/caption][caption id="attachment_133437" align="aligncenter" width="902"] Şekil 3. HG-MAT ve PG-MAT’ın sentez rotası ve teorik yapısı [6].[/caption]Çalışma sonucuna göre reçinelerin UV ışıması altında hızla sertleştiği, kürlenmiş filmlerin mükemmel termal kararlılığa, iyi yapışma, asidik direnç ve kaynar su direncine sahip olduğu belirlenmiştir [6]. İzel Kimya bünyesinde, kaplama sanayisinde kullanılan alkid, akrilik, poliester ve epoksi sertleştirici vb. ürünleri yanında çevreye ve insan sağlığına olan zararı minimuma düşürmek için çözücü oranı düşük (düşük VOC) veya çözücü içermeyen UV ile kürlenebilen biyo-esaslı yağ veya yağ asitlerinden akrilik modifiyeli reçineler geliştirilmesi konusunda araştırmalar yapılmaktadır. Referanslar: [1] Zhongkai, W., Mitra, S. G., Chuanbing, T. (2020) Sustainable polymers from biomass: Bridging chemistry with materials and processing, Progress in Polymer Science, Volume 101. [2] Papageorgiou, G. Z. (2018). Thinking Green: Sustainable Polymers from Renewable Resources. Polymers, 10(9), 952. [3] Zhu, Yunqing & Romain, Charles & Williams, Charlotte. (2016). Sustainable polymers from renewable resources. Nature. 540. 354-362. 10.1038/nature21001. [4] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/uvcurable- resins-market-1324.html [5] Haoyuan Q., Ting Z., Hang X., Shen L., Jun N., Xiaoqun Z., (2020) Photo-curing 3D printing technique and its challenges, Bioactive Materials, Volume 5, Issue 1. [6] Huang, Y., Ye, G., Yang, J., (2015). Synthesis and properties of UV-curable acrylate functionalized tung oil based resins via Diels– Alder reaction, Progress in Organic Coatings, 78, 28-34.  

Dr. Cemil Dizman  Ar-Ge Müdürü İzel Kimya

Dr. Elif Cerrahoğlu Kaçakgil Ar-Ge Yöneticisi İzel Kimya