Bitkisel Yağlardan Biyo-poliol Sentezi

Poliüretanların tekstil, inşaat, otomotiv, medikal, denizcilik, elektronik vb. birçok kullanım alanı mevcuttur. Poliüretan sentezinde kullanılan hammaddeler genellikle petrol bazlıdır. Petrolün yenilenemeyen sınırlı bir kaynak olmasından dolayı birim fiyatı sürekli artmaktadır ve petrol fiyatındaki bu artış petrol türevi hammaddelerin fiyatında da sürekli artış görülmesine sebep olmaktadır. Bununla birlikte küresel ısınma ve sürdürülebilirlik konularına bakıldığında yenilenebilir kaynakların kullanımlarını arttırmak ve biyo-bazlı ürünlerin üretilmesi dikkat çekici bir konu haline gelmiş ve bu konular hakkında yapılan araştırmalar oldukça artmıştır [1, 2, 3, 4].

Poliüretan sentezinde biyo-bazlı malzeme olarak özellikle biyo-poliollerin kullanımı günümüzde büyük ilgi görmektedir. Hammadde olarak başta kolza tohumu, ayçiçeği, hurma, hindistan cevizi, keten tohumu veya soya fasulyesi yağı gibi bitkisel yağlar ve hatta pişirme yağları bile biyo-poliol sentezinde kullanılmaktadır [2, 5]. Bitkisel yağlardan biyo-poliol üretiminde tek aşamalı ya da çok aşamalı olarak hidrojenasyon, transesterifikasyon, epoksidasyon, ozonoliz, hidroformilasyon, metatez ve thiol-ene coupling yöntemleri uygulanmaktadır. Mevcut çalışmalar arasında en çok tercih edilen yöntemler arasında epoksidasyon ve transesterifikasyon yöntemleri yer almaktadır [6, 7].

Biyo-poliollerin fonksiyonalitesi, hidroksil içeriği, moleküler ağırlığı, viskozitesi, etilen oksit/ propilen oksit içeriği gibi özellikleri biyo-poliol kullanılarak elde edilen poliüretanların özelliklerinin belirlenmesinde önem taşımaktadır. Örneğin biyo-poliollerin hidroksil içerikleri, fiziksel ve mekanik özellikler üzerinde farklılıklara yol açmakta ve sentez yöntemine göre farklılık göstermektedir. Biyo-poliolde ikincil hidroksil gruplarının varlığı daha düşük reaktivite, daha büyük hücre boyutuna sebep olurken birincil hidroksil gruplarının varlıkları yüksek reaktivite, homojen dağılmış daha küçük hücre boyutu, daha iyi termal ve mekanik özellikler sağlamaktadır [8, 9, 10]. Biyo-poliollerde bir diğer önemli özellik ise fonksiyonalitedir. Fonksiyonalitenin artışıyla birlikte çapraz bağ yapısı artmakta, bunun sonucunda da poliüretan ürünün camsı geçiş sıcaklığı yükselmektedir [10]. Bu nedenle biyo-poliolün, kullanıldığı poliüretanda istenilen özellikleri sağlaması için biyo-poliol sentez yöntemi ve kullanılan hammaddeler özenle seçilmelidir. 

Evoco Polimer olarak biyo-bazlı ürün yelpazemizi genişletmek, gelecek nesillere daha temiz bir dünya bırakabilmek için Ar-Ge çalışmalarımızı sürdürmekteyiz. 

Kaynakça​

1. Akindoyo, J. O., Beg, M., Ghazali, S., Islam, M. R., Jeyaratnam, N., & Yuvaraj, A. R. "Polyurethane types, synthesis and applications–a review.", Rsc Advances, 6.115 (2016): 114453-114482.

2. Konga, X., Liua, G., Qi, H., Curtis, J., M., “Preparation and characterization of high-solid polyurethane coating systems based on vegetable oil derived polyols”, Progress in Organic Coatings, 76 (2013) 1151–1160.

3. Hejna, A., Kirpluks, M., Kosmela, P., Cabulis, U., Haponiuk, J., Piszczyk, L., The influence of crude glycerol and castor oil-based polyol on the structure and performance of rigid polyurethane-polyisocyanurate foams, Industrial Crops and Products, Volume 95, Pages 113–125, 2017.

4. Cui, S., Liu, Z., Li, Y., Bio-polyols synthesized from crude glycerol and applications on polyurethane wood adhesives, Industrial Crops & Products, Volume 108, Pages 798–805, 2017.

5. Polaczek, K., Kuranska,M., Prociak, A., “Open-cell bio-polyurethane foams based on bio-polyols from used cooking oil”, Journal of Cleaner Production, Volume 359, 132107, 2022.

6. Chauke, N., P., Mukaya, H., E., Nkazi, D., B., “Chemical modifications of castor oil: A review”, Science Progress, Vol. 102(3) 199–217, 2019.

7. Maisonneuve, L., Chollet, G., Grau, E., Cramail, H., “Vegetable oils: a source of polyols for polyurethane materials”, EDP Sciences, 2016.

8. Kaikade, D., S., Sabnis, A., S., “Polyurethane foams from vegetable oil-based polyols: a review”, Polymer Bulletin, 2022.

9. Malani, R., S., Malshe, V., C., Thorat, B., N., “Polyols and polyurethanes from renewable sources: past, present and future—part 1: vegetable oils and lignocellulosic biomass”, J. Coat. Technol. Res., 19 (1) 201–222, 2022.

10. Campanella, A., L. M. Bonnaillie, and R. P. Wool. "Polyurethane foams from soyoil‐based polyols." Journal of Applied Polymer Science 112.4 (2009): 2567-2578.

Yazarlar: Beste Tatlıses                                                                                                     Tarih: Ağustos 2022