Kalıp Ayırıcılar
Kalıp ayırıcılar, ürünlerin kalıptan kolayca çıkarılmasını sağlamak amacıyla kalıp ve ürün arasında bir film tabakası oluşturmak için kullanılmaktadır. Yapıştırıcı, gıda, mobilya, cam, metal, plastik, kauçuk, baskı ve ambalaj endüstrilerinde genellikle kalıp yüzeyine sürülerek kullanılsa da doğrudan üretilecek malzemenin içine eklenerek de kullanılabilir [1]. Kalıp ayırıcıların performansı; kolay uygulanabilirliği, kolay ayırma kabiliyeti, hızlı kuruma, homojen film oluşturması ve yüzeylerde birikme yapmaması, stabilitesi, fiziksel ve kimyasal direncinin yüksek olması, düşük yanıcılık, düşük toksisite etkisi gibi özelliklerle belirlenmektedir [2, 3].
Kalıp ayırıcılar su bazlı ve solvent bazlı olabilir. Su bazlı kalıp ayırıcıların çevreci ve uygun maliyetli olması, sağlık ve güvenlik riski oluşturmaması nedeniyle günümüzde kullanımı oldukça artmıştır. Su bazlı kalıp ayırıcıların da bazı dezavantajları vardır, örneğin kuruma süresinin fazla olması sürülen yüzeyde su kalıntılarına sebep olabilir. Bu kalıntılar kalıp performansı üzerinde olumsuz etki yaratabilir. Fakat bu olumsuz etki kalıp ayırıcının katı içeriği arttırılarak ya da kalıp yüzeyi ısıtılarak azaltılabilir [3- 5].
Kimyasal olarak silikon bazlı, vaks bazlı ve yağ asidi bazlı olmak üzere farklı türlerde su bazlı kalıp ayırıcılar bulunmaktadır [4]. Silikon bazlı kalıp ayırıcılar; kauçuk silikonlar, reçine silikonlar, silikon yağları olmak üzere üç gruba ayrılmaktadır [6]. Bu kalıp ayırıcıların yüzeye parlaklık verme özelliği vardır, yüzeye düşük konsantrasyonlarda birkaç tabaka şeklinde kolayca sürülebilir. Bu kalıp ayırıcıların ayırma kuvveti yüksektir, suda çözünen silikonlar kullanım sonrası yüzeyden kolayca temizlenebilir, termal direnci iyidir. Kauçuk, plastik, cam üretiminde ve hassas dökümlerde kalıba, ürüne zarar vermeden kolayca ayrılabildiği ve toksik olmadığı için sıklıkla kullanılmaktadır. Fakat uygun silikon kalıp ayırıcı seçilmediğinde ve seçilen silikon kalıp ayırıcı uygun miktarda kullanılmadığında uygulanan ürünün yüzeyine nüfus edebilir ve bu durum sonucunda ürünün özellikleri üzerinde olumsuz etkilere sebep olabilir [2, 4, 7].
Vaks kalıp ayırıcılar; su bazlı ve solvent bazlı olabilir fakat bu kalıp ayırıcıların kullanımında bazı zorluklar bulunmaktadır. Vaks kalıp ayırıcılar genellikle katı halde olduğu için kullanılacak sisteme uygun olarak tasarlanması gerekmektedir. Vaks bazlı kalıp ayırıcılarda hidrofilik gruplar bulunmadığından dolayı organik bir çözücüde eritelerek ya da bir emülgatör varlığında emülsiyon ortamı oluşturularak kullanılması gerekmektedir. Fakat bu kalıp ayırıcıların bir organik çözücü içinde eritilerek kullanılması düşük sıcaklıklarda zordur. Çünkü düşük sıcaklıklarda parafinin seyreltilerek yüzeye eşit miktarda sürülmesi pek mümkün değildir ve yüzeyde kalıntılar bırakabilir. Bu durum da kullanım sonrasında mekanik bir temizleme işlemi gerektirebilir. Aynı zamanda parafin, yanıcı ve uçucu olduğu için güvenlik ve sağlık açısından sorun yaratabilir. Bu tip kalıp ayırıcılar daha çok beton sektöründe kullanılmaktadır. Bir emülgatör varlığında erimiş parafin emülsiyonu oluşturularak kullanılması ise yüksek ayırma özelliğine sahiptir, uçucu organik bileşen (VOC) emisyonunun olmaması nedeniyle daha çevre dostudur ve kullanımdan sonra yüzeyler temiz kalmaktadır [2, 4].
Serbest yağ asidi kalıp ayırıcıları kayganlaştırıcı ve ayırıcı ajan olarak kullanılmaktadır. Serbest yağ asitleri, gliserol ve yağların reaksiyonu sonucunda oluşur. Alkol ve su gibi çözücülerde çözünerek ya da doğrudan reçine ile karıştırılarak kullanılabilir. Kullanımı kolay, maliyeti düşük ve çevrecidir. Yüksek ayırma kabiliyetine ek olarak kayganlaştırma etkisinden dolayı malzemelerin işleme özelliklerini iyileştirebilir [4, 8, 9]. “SBR, EPDM, bütadien kauçuk, akrilat kauçuk, epiklorohidrin ve termoplastik elastomerler gibi termoplastik elastomerlerin serbest bırakma ayırma ve işleme özellikleri etkin bir şekilde geliştirilebilir. Diğer birçok elastomerde kullanıldığı gibi kalıp boşluğundaki kauçuğun akışını iyileştirdiği, çalışma sıcaklıklarını düşürdüğü ve ürünün üretim döngü süresini kısalttığı da bulunmuştur.” [4].
Kalıp ayırıcıların yukarıda bahsedilen türlerinden bir veya birkaçının kullanılması ile farklı etkinliklere ve özelliklere sahip uygulama alanına en uygun kalıp ayırıcılar geliştirilebilir. Kalıp ayırıcıların seçimliliğinde, proses şartları, kalıp türü ve özellikleri, kalıptan ayrılacak ürünün kimyasal ve fiziksel özellikleri önem taşımaktadır. Uygun kalıp ayırıcı seçimliliğiden sonra kalıp ayırıcı kullanımında dikkat edilmesi gerekilen birkaç husus bulunmaktadır. Öncelikle kalıp ayırıcıların uygulandıkları yüzeye eşit dağıtılması önemlidir. Kalıp yüzeyine homojen dağıtılmadığı takdirde ürün-yüzey arasında ayırıcı yüzey tam oluşturulamaz ve ürünün yüzeyden düzgün şekilde çıkarılması zorlaşır, böylece kalıp da ürün de zarar görebilir. Kalıp ayırıcıların fazla kullanılması durumundaysa, yüzeyden ayrılması istenen ürünün cildinde bozulmalar görülebilir. Ürün özelliklerine ve üretim prosesine uygun kalıp ayırıcı seçimi yapmak kadar kalıp ayırıcıların doğru kullanımı da yüksek performans sağlamak için oldukça önemlidir.
Referanslar
[1] Michael J. Owen “Release Agents”, Encyclopedia of Polymer Science and Technology (2001).
[2] Lammerting, Helmut. "Release Agents." Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (2000).
[3] Mould releases – an overview, Reinforced Plastics,Volume 52, Issue 7, 2008, Pages 32-34,
[4] Liang, Bo, Ye Yang, and Junping Li. "Research progress of water-based release agents." MATEC Web of Conferences. Vol. 358. EDP Sciences, 2022.
[5] Bob Goss, The effective use of mould release agents, Reinforced Plastics, Volume 48, Issue 8, 2004, Pages 24-26
[6] Chung, Sungil, et al. "Evaluation of micro-replication technology using silicone rubber molds and its applications." International Journal of Machine Tools and Manufacture 43.13 (2003): 1337-1345.
[7] Zhang, Jiayao, et al. "Synthesis, structure and properties of non‑silicone release agents based on poly (vinyl n-octadecyl carbamate)." Progress in Organic Coatings 173 (2022): 107168.
[8] Barnat-Hunek, Danuta, and Małgorzata Szafraniec. "Influence of Biodegradable Release Oils on the Physical and Mechanical Properties of Light-Colored Architectural Concrete." Materials 14.16 (2021): 4630.
[9] Wu, Fucheng, et al. "Study on synthesis and demolding performance of polyethylene glycol fatty acid mold release agents." Polymers for Advanced Technologies 32.10 (2021): 4061-4069.
Yazarlar: Beste TATLISES Tarih: Kasım 2022
