UV ile kürlenebilen epoksi reçineler

Sezin Selçuk
Y. Kimyager
Ar-Ge Yöneticisi

Günümüzde üretilmekte olan ve farklı amaçlarla kullanım alanı bulan pek çok materyal, dünyamızın doğal işleyişini bozmayan ve mümkünse yormayacak şekilde düşünülerek tasarlanmaktadır. Bu amaçla yapılan anlaşmalar ve oluşturulan yönetmeliklerin hedefi, doğal kaynaklarımızı tüketmeden ve daha az enerji harcayarak, bir nevi daha akıllı sistemler türetmek ve insanlığın dünya üzerinde kalabilme süresini uzatmaktır.

Yaşadığımız zaman diliminde zaman ve enerji, israf edilemeyecek kadar değerli hale geldi. Artık pek çoğumuz zaman yönetimi üzerine çalışmalar yapıyor ve enerjimizi doğru şekilde yönlendirerek maksimum verimle yaşamayı hedefliyoruz. Dolayısıyla kullandığımız materyalleri de bu bakış açısıyla değerlendiriyor ve üretimlerimize de bu kazanımları eklemeye gayret ederek, müşterilerimize de zaman kazandıracak ve enerji tasarrufu sağlayacak tasarımlar oluşturmayı hedefliyoruz.

Bilindiği üzere epoksi reçineler işlevsellikleri ile günlük hayatımız içerisinde kendilerine pek çok kullanım alanı bulmuş özel malzemelerdir. Polimer zincirlerinin geri dönüştürülemez biçimde çapraz bağlanması yoluyla polimer malzemenin sertleştirilmesi anlamına gelen kürleme kavramı ise, konu epoksi olunca bir yardımcıya ihtiyaç duyulduğunu göstermektedir. Geleneksel yöntemle bir epoksi reçinede çapraz bağlanma oluşturmak, başlatıcı adı verilen ikincil bir kimyasal ile mümkündür. Bu kimyasallar genellikle çeşitli amin türevleri olup, işlevsel oldukları kadar da doğa ve uygulayıcının sağlığı için zararlı maddelerdir. Birçok uygulamada kürleme sırasında ortamın havadar olması tavsiye edilirken, sağlığı koruma amacıyla kişisel koruyucu ekipmanların kullanımı da elzem hale gelmektedir. Bazı uygulamalarda ise kürleme süresini azaltmak bir çözüm olarak düşünülmüş ve bu amaçla fırın gibi yardımcı araçlar uygulamaya dahil edilmiştir. Geleneksel yöntemlere kıyasla UV ile kürlenen epoksi reçineler ise; daha az enerji tüketimi, daha az emisyon, daha az atık, daha hızlı kürleme süresi ve bu işlemlerin düşük sıcaklıkta gerçekleşebilmesi gibi önemli avantajlara sahiptir. En önemli faydalarından biri de çevreye zararlı herhangi bir organik çözücü içermemeleridir. Fakat ışık kaynaklı bir kürleme sistemi olduğu için, ışığın alt tabakalara ulaşımı sınırlıdır ve dolgu gibi ışık iletimine engel olabilecek katkıların ilavesinde ikincil bir kürleme mekanizması gerektirebilir.

UV teknolojisinin ilk uygulamaları matbaa sektöründe mürekkep çalışmaları üzerine olmuştur. 1990 yılının başlarında araştırma-geliştirme çalışmaları yoğunlaşmış, çevre ve sağlık için zararlı organik yapılardan uzak formüller geliştirilmiştir. Sonraki yıllarda özellikle polyester akrilat içerikli yapıların da kullanılmasıyla kaplama ve baskı sektöründe popülerlikleri artmıştır. Kaliteli ürünler verebilmeleri, düşük yatırım ve üretim maliyetine sahip olmaları, dişçilikten yer döşemesine kadar geniş bir uygulama alanına sahip olmaları bu tür kaplamaları cazip hale getirmiştir.

Bu yöntem kâğıt, plastik ve ahşap gibi ısıya duyarlı farklı yapılar için de rahatlıklakullanılabilir. Özellikle matbaa, ambalaj gibi sektörlerde UV ışınlarıyla yapılançalışmalar oldukça yaygındır. Sertleşme zamanı çok kısa (saniyeler içinde) olduğuiçin verimliliği yüksektir.

UV ile kürlenebilen reçineler çoğunlukla oligomerler, monomerler, stabilizatörler, antioksidanlar, plastikleştiriciler, foto-başlatıcılar (ihtiyaca göre yardımcı başlatıcılar) ve pigmentler gibi çeşitli katkı malzemelerinden oluşur. Oligomer türü ve reaktif seyrelticisine bağlı olarak farklı viskozitelerde sıvı halde uygulanabilirler. Yüzeye uygulandıktan sonra uygun dalga boyu ve enerjiye sahip UV ışınlarının etkisine bırakılır. Sertleşme serbest radikal veya katyonik mekanizma ile gerçekleşir. Tamamen sertleşen kaplama yüksek molekül ağırlıklı, çapraz bağlı ve yapışma özelliği olmayan bir yapıdadır. UV ile sertleşebilen sistemlerdeki tüm reaktif bileşenler reaksiyona girerek polimerin ağ yapısında yer alırlar. Yani yüzeye uygulanan kaplamanın % 100’ü sertleşerek herhangi bir kalıntıya sebep olmaz.

Mermer metamorfoz sonucunda kalker ve dolomitik kalkerlerin yeniden kristalleşmesi ile meydana gelen bileşimdir. Mikroskop altında incelendiğinde birbirine iyice kenetlenmiş kalsit kristallerinden oluştuğu görülmektedir. Endüstriyel anlamda ise kesilip parlatılabilen her cins taş mermer olarak kabul edilmektedir. Dünyanın en zengin doğal taş oluşumlarının bulunduğu Alp kuşağında yer alan ülkemiz de çok çeşitli ve dünya mermer potansiyelinin %40’ına karşılık gelen miktarda mermer rezervine sahiptir.

Üretimde bloklar halinde doğal rezervlerinden çıkarılan ve işleme öncesi dilimlenen mermerler, proses esnasında çatlak ve gözenek problemleri nedeniyle fire oluşturabilmektedir. Fire oranını azaltmak için mermeri koruma amacıyla uygulanan ürün gruplarının başında ise epoksi reçineler gelmektedir. İstanbul Teknik ailesi olarak mermer uygulamalarında kullanım alanı bulan geleneksel 2 bileşenli epoksi ürünlerimizin yanına UV ile kürlenebilen epoksi reçineleri de dahil ederek müşterilerimize zaman ve enerjiden tasarruf ettirmek amacıyla yola çıktık. Arge Merkezimiz bünyesinde oluşturduğumuz projemizle TÜBİTAK TEYDEB 1501 2021 yılı 1. dönem çağrısına başvurumuzu yaptık ve aldığımız destek ile çalışmalarımızı başlattık. Artık sonlarına yaklaştığımız projemiz ile ekibimize bilgi birikimi kazandırmış olmanın yanında, mermer sektörüne yenilikçi ürünler ve uygulamalar ile katkı sağlamayı hedefliyoruz. Aynı zamanda çok yönlü bir bakış açısı ile farklı sektörlere de hitap edebileceğimiz ürünler geliştirme üzerine araştırmalarımıza devam ediyoruz.