Son yıllarda ortaya çıkan petrol ürünlerinde azalma ve petrol türevlerinin çevreye verdiği zararlar dolayısıyla biyo-uyumlu, çevre dostu, çözücü içermeyen ve bitkisel kaynaklı ürünlerin sentezi ve kullanımına yönelik çalışmalar artmıştır.
Bitkisel kaynaklı ürünlerden biri olan Cardanol kimyasalının modifikasyonu sonucu elde edilen bir sertleştirici olan fenalkaminler piyasada yerini almakta ve kullanımları gitgide artmaktadır. Kaju fıstığı (Cashew nut) %25 oranında sıvı içermekte olup bu sıvı Cardanol, Cardol, anacardik asit ve 6-metil cardol içermektedir. (Şekil 1.)
Bunlardan Cardanol kimyasal yapısı nedeniyle üstün özellikler göstermektedir. Üzerindeki fenol grupları epoksi kürlemelerde katalizör olarak görev yaparken ayrıca uygulandığı yüzeylere yapışmayı kolaylaştırmaktadır.
Uzun alifatik zincir ise apolar yapısı ile su itici özellik gösterip anti korozif özellik sağlayarak metal veya beton yüzeylerin korunmasını sağlamaktadır.1
Şekil 2. Cardanol’dan Fenalkamin sentezi
Epoksi kaplamalar metal ve beton zeminleri korumak için yaygınca kullanılmaktadırlar. Fakat epoksilerin aminlerle kürleme hızlarının düşüklüğü, kullanılan aminlerin toksik özellikler göstermeleri ve Mannich bazlarla kullanıldıklarında sağlığa zararlı fenol kimyasalının da kullanılması gerektiğinden dolayı bazı sorunların çözülmesi gerekmektedir.
3 Bu kapsamda Cardanol’den Mannich reaksiyonu ile fenalkaminler sentezlenir. Fenalkaminler fenol içermemeleri, Cardanol kimyasalının kimyasal yapısının üstün özelliklerini taşımaları ve hayli reaktif amin grupları barındırmaları neticesinde epoksi-aminlere alternatif ürünler olarak ortaya çıkmaktadırlar.
Özellikle epoksilerle -5ºC bile şiddetli tepkime vermeleri, apolar yapıları nedeniyle yüksek nemde bile çalışılabilmeleri ve kimyasallara dayanıklı yapıları ile birçok konuda ön plana çıkmaktadırlar.4
Cardanol’ün kullanıldığı endüstriyel uygulama alanları son zamanlarda artmakla birlikte özellikle yüzey kaplamaları, boyalar, vernikler, laklar, yapıştırıcılar ve laminatlar gibi alanlarda kullanımları yaygındır.
5 Cardanol’ün modifiye edilmesi ve değişik fenalkamin yapılarının elde edilmesi kapsamında şirketimiz bünyesinde değişik alanlarda çalışmalar yapılmakta olup elde edilen kaplama özelliklerinin normal epoksi amin sistemlerine göre daha hızlı kürlenme sağladığı ve mekanik özellikleri dayanıklı olduğu tespit edilmiştir.
Dr. Cemil Dizman
Ar-Ge Müdürü
İzel Kimya
Merve Boy
Ar-Ge Sorumlusu
İzel Kimya
Referanslar
1) https://www.european-coatings.com/Editorial-archive/Highperformance -in-a-nutshell
2) Coline Voirin, Sylvain Caillol, Nilakshi V. Sadavarte, Bhausaheb V. Tawade, Bernard Boutevinab and Prakash P. Wadgaonkar. Functionalization of cardanol: towards biobased polymers and additives. Polym. Chem., 2014, 5, 3142.
3) Mary C. Lubi & Eby Thomas Thachil (2000) Cashew nut shell liquid (CNSL)- a versatile monomer for polymer synthesis, Designed Monomers and Polymers, 3:2, 123-153.
4) Balachandran VS, Jadhav SR, Vemula PK, John G. Recent advances in cardanol chemistry in a nutshell: from a nut to nanomaterials.Chem Soc Rev. 2013 Jan 21;42(2):427-38.
5) Laura Puchot. Cardanol : a bio-based building block for new sustainable and functional materials. Polymers. Université de Cergy Pontoise, 2016.
