Bitkisel yağlardan poliollerin sentezlenmesi ve üretilen poliüretanların karakterizasyonu

Bu çalışmada, farklı bitkisel yağlardan elde edilen poliollardan poliüretan üretimi araştırılmıştır. Kanola, pamuk, ayçiçek, mısır, fındık, ketencik, soya ve zeytinyağı gibi bitkisel yağlar poliol üretiminde kullanılmıştır. Bitkisel yağlara epoksilleme, hidroksilleme, nötralizasyon ve saflaştırma işlemleri yapılarak bitkisel yağ bazlı poliollar elde edilmiştir. Bitkisel yağlardan poliol üretiminde, hidroksil sayısı üzerinde etkin olan -hidrojen peroksit miktarı ve reaksiyon süresi gibi- parametreler optimize edilmiştir. Aynı koşullarda farklı bitkisel yağların hidroksil sayılarının da farklı olduğu görülmüştür. Farklı sıcaklıklarda hem bitkisel yağların hem de bitkisel yağlardan elde edilen poliolların reolojik özellikleri belirlenmiştir. Hem bitkisel yağ hem de bu yağdan elde edilen poliolun viskoziteleri ile sıcaklık arasında kolerasyonlar geliştirilmiştir. Üretilen poliüretanın mekanik mukavemeti, yoğunluğu, ısıl iletkenliği, gözenek yapısı, yanmazlığı, çapraz bağ yapısı, termal kararlılığı gibi özellikleri karakterize edilmiştir. Ayrıca mermer, melamin fabrikası atıkları ve bazı inorganik katkı maddelerinin poliüretanın özelliklerine etkisi incelenmiştir. Kanola, ayçiçek, mısır, pamuk, fındık ve soya yağından elde edilen bitkisel yağ bazlı poliollar poliüretan üretiminde daha pozitif sonuçlar vermişlerdir. Ketencik ve zeytinyağı bazlı poliollar ile üretilen poliüretanlarda çapraz bağ yapısı, mekanik dayanım, ısıl iletkenlik ve gözeneklilik negatif etkilenmiştir. Bitkisel yağ bazlı poliol ve poliüretan sentezlenirken; sıcaklık, nem, ham madde, katkı maddeleri, katalizörler, karıştırma hızı ve basınç gibi parametrelerin optimum ve sabit değerlerde tutulmasının gerekli olduğu görülmüştür. Çünkü maksimum verim elde etmek için her bir parametrenin uygun değerlerde olması gerekmektedir. Bitkisel yağ bazlı poliollara uygun katalizör, başlatıcı ve katkı maddeleri ilave edilerek poliüretan üretimi için karışım hazırlanmıştır. İlk olarak bitkisel yağ bazlı poliola oda sıcaklığında katkı maddeleri ilave edilerek karışım homojen hale getirilmiştir. Karışımın homojen olması için ilave edilen katkı maddelerinin boyutu önemlidir. Su, silikon ve amin katalizörleri optimize edilmiş oranlarda ayrı bir yerde karıştırılıp hazırlanmıştır. Poliüretan üretimi için karışıma izosiyanat ve kalay oktoat optimum oranlarda ilave edilmiştir. Sırasıyla katkı maddeleri, su, silikon, amin, kalay oktoat ve izosiyanat bileşenleri bitkisel yağ bazlı poliol içerisine ilave edilmiştir. Diğer tüm parametreler sabit tutularak, aynı hidroksil sayısına sahip bitkisel yağ bazlı poliollar kullanılarak, yağ cinsinin poliüretan malzeme üzerinde etkisi araştırılmıştır. Aynı koşullarda farklı yağ temelli poliollar kullanılarak üretilen poliüretanın hücre yapısı, çapraz bağ yapısı ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Hidroksil sayısının poliüretan malzeme üzerindeki etkisini araştırmak amacı ile diğer etkin parametreler sabit tutularak, farklı hidroksil sayılı kanola yağı bazlı poliol kullanılarak poliüretanlar üretilmiştir. Elde edilen poliüretanların gözenek morfolojisi, bağ yapısı ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Optimum hidroksil sayısında elde edilen poliüretanın gözenekleri homojen, açık ve çapraz bağ yapısının güçlü olduğu görülmüştür. Düşük hidroksil sayılı poliollarla üretimlerde gözenekler kapalı ve yumuşak iken yüksek hidroksil sayılı poliollarda kırılganlık artmış ve mekanik dayanım düşmüştür. Katkı maddesinin tanecik boyutunun ısı iletim katsayısına etkisi de incelenmiştir. Kullanılan katkı maddesinin tanecik çapı arttıkça, poliüretanın ısı iletim katsayısının da artığı gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Bitkisel yağlar, Bitkisel yağ bazlı poliol, Poliüretan.