Yeni Nesil İyon Değiştirici Polimerik Reçinelerin Üretimi
Hazırlayan: Özlem Özer, Ahmet İnce, Dr. Bunyamin Karagöz, Prof. Dr. Niyazi Bıçak
İTÜ Kimya Bölümü
Proje Özeti:
1950’li yıllarda ortaya çıkan polimer esaslı iyon değiştirici reçineler endüstride kuyu
sularının arıtılmasından konutlarda musluk sularının içilebilir hale getirilmesine kadar
pek çok alanda kullanım bulan polimerik malzemelerdir. Ülkemizde üretilmesi için
her türlü teknolojik bilgi birikimi olmasına rağmen, bu malzemeler her yıl tonlarca
miktarda ithal edilmekte olup yerli üretim, maalesef, yoktur. İTÜ’deki araştırma
grubumuz süspansiyon polimerleşmesi yöntemiyle bu tür malzemelerin hemen hemen
hiç kayıpsız bir şekilde elde edilmesi ve uygulamaları konusunda dünyadaki en başarılı
araştırma gruplarından biridir. Öyle ki; eser miktarlardaki bor ve cıva bileşiklerini seçimli
olarak sudan uzaklaştırabilen reçinelerin elde edilmesi dünyada ilk kez grubumuzca
gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, sudan nitrit iyonlarını gidermek amacıyla kullanılmak üzere
geliştirdiğimiz reçinenin üretimi bir ABD firmasınca patentlenmiş olup, bu nitrit iyonuna
hedefli dünyadaki ilk patent örneğidir1.
Genel olarak, yüzeylerinde iyon
değiştirici, katalizör taşıyıcı ve enzim
bağlayabilen fonksiyonları taşıyan iyon
değiştirici reçineler 2010 yılına kadar
100 - 500 mikron çaplı mikrokürecikler
halinde üretilebilmekteydi.
Son yıllarda geliştirilen ATRP ve RAFT gibi
yaşayan / kontrollü radikal polimerleşme
teknikleri alışılmışın dışında yeni polimer topolojilerinin elde
edilmesine imkân vermektedir. Örneğin, bir mikroküreciğin bütün
yüzeyine püskül gibi polimer zincirleri aşılanarak, bunlara iyon
değiştirici sülfonat grupları yüklenebilmektedir.
Klasik reçinelerin sadece yüzeylerinde ve az sayıda oluşturulabilen sülfonat grupları (S
harfi ile gösterilmiştir) İTÜ’de yeni geliştirdiğimiz saçaklı reçinelerde sayıca 2 - 4 misli
fazla olabilmektedir. Böylece klasik reçinelerde 5 dakikayı aşan dengeye ulaşma süresi
yeni nesil iyon değiştirici reçinelerde 30 saniyenin altında kalmaktadır ki; kapasiteleri
kg başına 4.5 - 5 mol olabilmektedir. Yakın gelecekte, yeni nesil iyon değiştiriciler klasik
reçinelerin yerini alacaktır.