Otomotiv Uygulamalarına Özel Biyobozunur Polimer Karışımı Geliştirilmesi
Hazırlayan: Serkan Karagöz, Kocaeli Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü
Güralp Özkoç, Kocaeli Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü
Kocaeli Üniversitesi FBE Polimer Bilimi ve Teknolojisi Anabilim Dalı
Proje Özeti:
Plastik malzemelerin kullanımının yıldan yıla hızlı bir şekilde artması, bu malzemelerin
oluşturduğu atık probleminin de büyümesine sebep olmaktadır. Bu problemin çözümü
noktasında yenilenebilir kaynaklardan elde edilen biyobozunur malzemelerin kullanımı
önem kazanmaktadır. Gerek ekonomik olarak üretilebilmesi, gerekse de performans
özelliklerinin ve işlenebilirliğinin günümüzde kullanılan malzemelere benzer olması
sebebiyle poli(laktik asit) (PLA) diğer biyobozunur polimerler arasında öne çıkmaktadır.
Ancak, PLA oda sıcaklığında rijit ve kırılgan özellikte bir polimer olduğundan, saf halde
iken özellikle ambalaj ve otomotiv plastiklerinin üretiminde kullanılamamaktadır.
Otomotiv sektöründe büyük firmalar günümüzde kullanılan plastiklerin, biyobozunur
polimer veya biyobozunur lifler ile takviye edilmiş polimer kompozitler ile değiştirmek
yolunda önemli adımlar atmaktadırlar. Örneğin Ford’un “Going Green” sloganıyla
başladığı bir projede 2010 yılında piyasaya sürülen Ford Flex modellerinde biyobozunur
elyaf takviyeli PP kompozitler kullanılmıştır. Yine Toyota’nın US2010/0305275
A1 numaralı patentinde otomotiv iç döşemesi olarak kullanılmak üzere, PVC’ye
alternatif oluşturacak, doğal yağlar ile plastikleştirilerek tokluğu artırılmış PLA
karışımların hazırlanışı anlatılmaktadır. Bu patentte saf PLA ‘in tokluğunun otomotivde
birçok uygulama için yetersiz olduğuna vurgu yapılmaktadır. Toyota’nın bir başka
çalışmasının sonucunda ise stepne lastik kapağının PLA esaslı bir malzemeden
imal edildiği görülmektedir. Amerika’da alınan bir başka patentte ise PLA’nın yine
otomotiv uygulamalarında kullanımı amacıyla sitrat ester ve çeşitli tohum yağlarıyla
plastikleştirilmesinden bahsedilmektedir. Bunlara ilave olarak ünlü Japon firmaları
Mazda Motor Corp. ve Mitsubishi Motor Corp. otomobil içi uygulamalar için PLA
esaslı tekstil ve enjeksiyonlu kalıplama ürünlerini kullanmaya başlamışlardır. Ülkemiz
açısından oldukça yeni olan biyobozunur plastik malzemeler alanındaki bu proje çıktıları
yerli sanayicilerimize yol gösterici nitelikte olabilir, bu sebeple de önemlidir.
Bu çalışmada, PLA’nın zayıf olan tokluğunun arttırılarak otomotivde kullanılan
PP’ye yaklaştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla, PLA, modifiye edilerek elastomerik
özellikler kazandırılmış termoplastik nişasta ile farklı bileşim oranlarında (%10-%50)
harmanlanmıştır. PLA/TPS karışımları uyumlu değildirler, bu sebeple uyumlaştırılmaları
için izosiyanat esaslı bir uyumlaştırıcı da kullanılmıştır. Çalışmada üretilen harmanlarda
TPS miktarı arttırıldıkça darbe dayanımı artmakta, ancak modül ve çekme dayanımı
azalmaktadır. Çalışmada üretilen harmanların bazıları, gerek darbe özellikleri gerekse
çekme özellikleri bakımından PP’nin yerini alabilecek, bunun yanında da tamamen
biyobozunur olan ürünlerdir.