Biyo bazlı polietilen (Biyo-PE)

Biyolojik Polietilen (Bio-PE), ham petrol yerine yenilenebilir kaynaklardan, örneğin şeker kamışı veya mısırdan üretilen çevre dostu bir “yeşil polietilen” türüdür. Bu malzeme, geleneksel polietilenle aynı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olup, çevresel açıdan daha sürdürülebilirdir ve sürdürülebilir kalkınma sürecinde önemli bir rol oynamaktadır.

 

Biyolojik Polietilenin Yapısı


Biyolojik polietilenin moleküler yapısı, geleneksel polietilenle aynıdır ve etilen (C₂H₄) monomerlerinden oluşur. Fark, bu etilenin elde edildiği kaynaktadır:

Geleneksel polietilende: Etilen, petrol veya doğal gazdan elde edilir.

Biyolojik polietilende: Etilen, şeker kamışı veya mısırın fermantasyonu sonucu elde edilen biyoetanolden üretilir.

Bu süreç, teknik performans açısından HDPE, LDPE ve LLDPE gibi geleneksel polietilenlerle tamamen eşdeğer bir malzeme ortaya çıkarır.

Biyolojik Polietilenin Özellikleri

Petrol bazlı polietilenlerle aynı kimyasal yapı

Geri dönüştürülebilir ve yeniden kullanılabilir

Fosil kökenli polietilene kıyasla daha düşük sera gazı emisyonu

Neme ve kimyasallara karşı mükemmel direnç

Mevcut üretim makineleri ve süreçleriyle (enjeksiyon, ekstrüzyon, kalıplama) uyumlu

Biyolojik Polietilenin Uygulama Alanları

Gıda ambalajları (şişeler, torbalar, plastik filmler)

Tarım ürünleri (malç örtüleri, tohum ambalajları)

Kozmetik ve hijyen ürünleri

Tek kullanımlık tıbbi ekipmanlar

Otomotiv endüstrisi (hafif ve esnek kaplama malzemeleri)

Biyolojik Polietilenin Dezavantajları

Üretimin sınırlı olması ve biyolojik hammaddelerin maliyeti nedeniyle daha yüksek fiyat

Şeker kamışı veya mısır kullanımı durumunda gıda kaynaklarıyla rekabet

Bazı durumlarda, fosil bazlı polietilene göre daha düşük ısıl kararlılık

Biyolojik kökenli olmasına rağmen biyolojik olarak parçalanabilir değildir

Biyolojik Polietilenin Avantajları

Yenilenebilir ve petrole bağımlı olmayan kaynaklardan elde edilir

Ürün yaşam döngüsü boyunca CO₂ emisyonunu önemli ölçüde azaltır

Geleneksel polietilenlerle aynı performansa sahiptir

Çevre dostu marka imajını güçlendirir

Yeşil politikalar ve uluslararası çevre standartlarıyla uyumlu kullanım için uygundur

Masterbatch’in arıtılması

Clarifying Masterbatch, yarı kristal yapılı polimerlerde – özellikle polipropilen (PP) gibi – şeffaflık, parlaklık ve mekanik özellikleri artırmak amacıyla kullanılan bir katkı maddesidir. Bu katkı, polimerin kristalleşme davranışını değiştirerek ürünün berraklığını ve parlaklığını geliştirir.

Yapısı

Clarifying masterbatch’in yapısı, genellikle polipropilen (PP) bazlı bir taşıyıcı reçine ile sorbitol türevli bileşikler, fosfat esterleri veya nükleasyon ajanları gibi berraklaştırıcı ajanların bir kombinasyonudur. Bu ajanlar, polimerin soğuma sırasında oluşturduğu sferulitlerin boyutunu küçülterek daha fazla ışık geçirgenliği sağlar ve böylece malzemenin şeffaflığını artırır. Masterbatch, katkı maddelerinin homojen dağılmasını sağlayacak şekilde özel oranlarla formüle edilir. Ayrıca işleme yardımcıları, stabilizatörler ve dağıtıcılar gibi katkılar da uyumluluk, akışkanlık ve ısıl dayanımı artırmak amacıyla eklenebilir. Bu yapı sayesinde, ham polimerle karıştırıldığında optik özellikler geliştirilirken mekanik dayanım ve üretim verimliliği korunur.

Özellikleri

Clarifying masterbatch, polipropilen ve benzeri yarı kristal polimerlerde optik ve mekanik performansı artıran birçok özelliğe sahiptir:

  • Şeffaflık: Haze oranını düşürerek cam benzeri bir görünüm sağlar.

  • Parlaklık: Yüzey parlaklığını artırarak daha estetik bir görünüm sunar.

  • Mekanik Dayanım: Sertlik ve darbe dayanımı artırılır, kırılganlık olmadan sağlamlık sağlar.

  • İşleme Verimliliği: Erime sıcaklığını düşürerek çevrim süresini azaltır, kalıptan çıkmayı kolaylaştırır.

  • Isıl Kararlılık: Yüksek sıcaklıklarda performansını korur.

  • Gıda ve Tıbbi Uygunluk: Genellikle FDA onaylı formülasyonlarla gıda ambalajı ve medikal ürünlerde kullanılabilir.

Kullanım Alanları

  • Gıda Ambalajı: Şeffaf kaplar, tepsiler ve içecek bardakları.

  • Ev Ürünleri: Saklama kutuları, mutfak gereçleri, düzenleyiciler.

  • Tıbbi Cihazlar: Şırınga, şişe, serum parçaları, laboratuvar ekipmanları.

  • Otomotiv Parçaları: Far kapakları ve iç aksamlar.

  • İnce Duvarlı Enjeksiyon Kalıplama: Kozmetik ambalaj ve elektronik muhafazalarda şeffaflık sağlar.

  • Şişirme ve Ekstrüzyon: Şeffaf şişeler, filmler ve termoform levhalar.

Avantajları

  • Şeffaflığı Artırır: Polipropilende haze’yi düşürür ve berraklığı artırır.

  • Parlaklık ve Görsel Kalite Sağlar: Pürüzsüz ve parlak yüzey oluşturur.

  • Sertlik ve Dayanımı Artırır: Mekanik özellikleri geliştirir.

  • İşleme Süresini Kısaltır: Daha düşük sıcaklıkta daha hızlı üretim sağlar.

  • Gıda ve Tıbbi Uyum: Gıda ile temasa uygun formülasyonlara sahiptir.

  • Malzeme Maliyetlerini Azaltır: Daha ince duvarlı ürünlerle malzeme tasarrufu sağlar.

Dezavantajları

  • Sınırlı Uyumluluk: Genellikle yalnızca polipropilen ile etkilidir, diğer polimerlerde sınırlı performans gösterir.

  • İşleme Hassasiyeti: Maksimum berraklık için hassas sıcaklık kontrolü gerekir.

  • Maliyet Artışı: Kaliteli berraklaştırıcı ajanlar maliyeti artırabilir.

  • Zamanla Performans Kaybı: Bazı ajanlar zamanla etkinliğini yitirebilir.

Polibütilen adipat tereftalat(PBAT)

Polibütilen Adipat Tereftalat (PBAT), çevre dostu uygulamalarda yaygın olarak kullanılan biyolojik olarak parçalanabilir bir termoplastik polimerdir. Bu polimer, bütandiol, adipik asit ve tereftalik asidin birleşiminden oluşur ve yüksek esneklik, darbe dayanımı ve biyolojik olarak parçalanabilirlik gibi özelliklere sahiptir. PBAT, ambalaj, alışveriş poşetleri ve tarım filmleri gibi alanlarda geleneksel plastiklere (örneğin polietilen) sürdürülebilir bir alternatif olarak kullanılmaktadır.

PBAT’nin Yapısı


PBAT’nin kimyasal yapısı, adipik asit (AA), 1,4-bütandiol (BDO) ve tereftalik asit (TPA) birimlerinin tekrarlanmasından oluşur. Bu yapı, PBAT’ye yüksek esneklik ve iyi mekanik dayanım gibi özgün fiziksel ve mekanik özellikler kazandırır.

PBAT, yapısal olarak sert polyesterler (örneğin PET) ile yumuşak polyesterler (örneğin PCL) arasında yer alır ve bu nedenle çok geniş bir uygulama alanına sahiptir.

PBAT’nin Özellikleri

  • Endüstriyel koşullarda (kompostta) tamamen biyolojik olarak parçalanabilir

  • Esnek ve yırtılmaya karşı dayanıklıdır

  • Standart termoplastik işleme makinelerinde işlenebilir

  • İyi kimyasal direnç gösterir

  • Ambalaj için uygun şeffaflık ve estetik görünüme sahiptir

  • PLA ve nişasta gibi diğer biyopolimerlerle karıştırılabilir

PBAT’nin Uygulama Alanları

  • Biyolojik olarak parçalanabilir alışveriş ve çöp torbaları

  • Tarım filmleri ve biyobozunur malçlar

  • Gıda ambalajları

  • Çevre koruma kaplamaları

  • Kısa ömürlü enjeksiyon kalıplı parçalar

  • Esnekliği artırmak için PLA ile karışımlar

PBAT’nin Avantajları

  • Endüstriyel kompost koşullarında tamamen biyolojik olarak parçalanabilir

  • Petrol bazlı geleneksel plastiklere etkili bir alternatiftir

  • Kabul edilebilir mekanik performansı korur

  • EN13432 ve ASTM D6400 gibi birçok biyobozunurluk standardı tarafından onaylanmıştır

  • Plastik çevre kirliliğini azaltır

PBAT’nin Dezavantajları

  • Geleneksel plastiklere göre daha yüksek maliyet

  • Uygun kompost koşulları olmadan doğada etkin şekilde parçalanamaz

  • Depolama sırasında neme ve ısıya karşı daha hassastır

  • Bazı uygulamalarda performansın optimize edilmesi için diğer polimerlerle karıştırılması gerekir

Polisikloheksilen dimetilen tereftalat (PCT-G)

Polisikloheksilen dimetilen tereftalat (PCT-G), polyester ailesine ait, yüksek performanslı, yarı kristalin bir termoplastik polimerdir. Sikloheksilen dimetilen glikolün tereftalik asit ile polimerizasyonu sonucu oluşur. PCT-G, mükemmel mekanik özellikleri, kimyasal direnci ve yüksek ısı stabilitesi ile bilinir. Özellikle yüksek sıcaklıklarda dayanıklılık ve performans gerektiren uygulamalarda değerli bir malzemedir.


Yapı

Polisikloheksilen dimetilen tereftalat (PCT-G)'nin yapısı, sikloheksilen dimetilen glikol ve tereftalik asit arasında oluşan tekrar eden ester bağlarından oluşur.

Sikloheksilen dimetilen glikol, sikloheksan halkasına bağlı iki metilen grubundan oluşur.
Tereftalik asit, iki karboksil grubu içeren bir benzen halkasından meydana gelir.

Bu polimerin omurgası, tereftalik asidin sert aromatik halkaları ile sikloheksilen gruplarının esnekliği arasında bir denge sağlayarak, yarı kristalin yapı, mekanik mukavemet, ısı direnci ve darbe dayanıklılığı sunar. Bu yapı sayesinde mükemmel boyutsal stabilite, şeffaflık ve kimyasal direnç sağlar.


Özellikler

PCT-G, üstün mekanik ve termal özellikleri ile öne çıkan yüksek performanslı bir polimerdir.

✅ Yüksek çekme mukavemeti, darbe direnci ve sertlik, onu zorlu uygulamalar için uygun bir malzeme haline getirir.
✅ Mükemmel ısı direnci, yüksek cam geçiş sıcaklığı ve erime noktası ile birlikte, yüksek sıcaklıklarda mekanik özelliklerini korumasını sağlar.
✅ Kimyasal direnç, yağlar, yakıtlar ve çözücülere karşı koruma sunarak otomotiv ve endüstriyel kullanım için ideal hale getirir.
✅ Boyutsal stabilite, stres altında ve yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında şeklini ve boyutunu korumasına yardımcı olur.
✅ Düşük nem emilimi, fiziksel özelliklerini uzun süre muhafaza etmesini sağlar.
✅ Yüksek şeffaflık, optik uygulamalar için uygun olmasını sağlar.
✅ Enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyon gibi geleneksel üretim yöntemleri ile kolay işlenebilirlik, üretimde esneklik sunar.

Ancak tüm bu avantajlarına rağmen, PCT-G bazı diğer polimerlere kıyasla daha kırılgan olabilir ve işleme sıcaklığının yüksek olması üretim maliyetlerini artırabilir.


Uygulamalar

🔹 Tıbbi Cihazlar – Yüksek kimyasal direnci ve şeffaflığı sayesinde kullanılır.
🔹 Elektrik Bağlantı Parçaları ve Bileşenler – Mükemmel dielektrik özellikleri nedeniyle tercih edilir.
🔹 Gıda Ambalajları – FDA uyumluluğu ve düşük ekstrakt içeriği nedeniyle uygundur.
🔹 Optik Lensler ve Şeffaf Elektronik Kılıflar – Optik berraklık gerektiren tüketici elektroniği uygulamalarında kullanılır.
🔹 3D Baskı FilamentleriYüksek performanslı mühendislik parçaları için tercih edilir.


Avantajlar

✔ Yüksek Isı Direnci – Yüksek sıcaklık ortamlarında mükemmel performans gösterir.
✔ Mükemmel Kimyasal Direnç – Asitlere, bazlara ve çözücülere karşı dayanıklıdır.
✔ Üstün Şeffaflık – Optik berraklık sunarak tıbbi ve ambalaj uygulamaları için idealdir.
✔ İyi Mekanik Dayanım – Yüksek tokluk ve darbe direnci sağlar.
✔ Düşük Nem Emilimi – Nemli ortamlarda boyutsal stabiliteyi korur.
✔ FDA Onaylı – Gıda ve tıbbi uygulamalar için güvenlidir.


Dezavantajlar

❌ Yüksek Maliyet – Standart PET veya PBT'ye göre daha pahalıdır.
❌ Sınırlı Bulunabilirlik – Diğer termoplastiklere kıyasla daha az yaygındır.
❌ Zor İşlenebilirlik – Kalıplama sırasında hassas sıcaklık kontrolü gerektirir.
❌ Düşük UV Direnci – Katkı maddesi olmadan uzun süre güneşe maruz kaldığında bozulabilir.
❌ Düşük Sıcaklıklarda Kırılganlık – Aşırı soğukta darbe direnci azalabilir.