Fosfor grupları içeren epokside soya yağı esaslı poliollerin sentezi ve alev geciktirici özelliklerinin incelenmesi

Günlük hayatımızda kullandığımız ve çevremizde gördüğümüz malzemelerin büyük çoğunluğunu polimerler, plastikler oluşturmaktadır. Kullanım alanlarının çokluğu ve efektiflikleri nedeniyle polimerler günümüz araştırma dünyasının en popüler araştırma konularındandır. Geniş endüstriyel kullanımı olan sentetik polimerlerin ham maddeleri petrol türevleridir. Petrokimyasal hammaddelerinin kullanımlarının birçok dezavantajı bulunmaktadır. Bunlardan başlıcaları; petrol kaynaklarının gün geçtikçe azalması, üretim maliyetleri, taşıma maliyetleri ve en önemlisi yenilenebilir bir kaynak olmadıklarından çevreye verdiği olumsuz etkiler sayılabilir. Tüm bu dezavantajlar bilim insanlarını yeni, yenilenebilir, bitki yağı esaslı, kolay temin edilebilir, ucuz alternatifler aramaya itmiştir ve bitki yağı esaslı polimerlerin kullanımı artmıştır. Ayrıca, bitkisel yağların uzun yağlı asit zincirleri, epoksi, üretan ve polyester reçineler gibi bazı kırılgan reçine sistemlerine arzu edilen esneklik ve tokluğu kazandırmaktadır. Soya yağı da ucuz olması ve kolay temin edilebilmesi nedeniyle bitki esaslı polimer sentezinde oldukça fazla kullanılan bir yağdır. Polimer eldesinde genellikle soya yağının kimyasal oksidasyonu ile elde edilen ve ticari olarak da temin edilebilen epoksi modifiye hali kullanılmaktadır. Bitkisel kaynaklar, yenilenebilir kaynaklardan elde edilen malzemeler için önemli bir hammaddedir. Günlük hayatımızda kullandığımız polimerler ile diğer bir önemli problem ise polimerlerin yanma özelliklerinin iyi olmamasıdır. Alev geciktirici katkı malzemeleri ile polimerlere alev geciktirici özellik katılmaktadır. Bugün, halojenli bileşikler endüstride alev geciktirici katkı malzemesi olarak yoğun olarak kullanılmaktadır. Bromlu, klorlu alev geciktiriciler nispeten efektif olmalarına karşın çevreye ve insan sağlığına büyük zararlar vermektedirler. Sağlık ve çevre faktörleri yeni tür alev geciktirici malzemeler üretilmesini gerekli kılmıştır ve son yıllarda dikkatler halojen içermeyen alev geciktirici malzemelerin üretimi üzerine kaymıştır. Ayrıca uzun süre alev geciktirici özellikte olan, polimer matris kovalent bağlı alev geciktiriciler üzerine çalışmaların yoğunlaştığı görülmektedir. Özellikle fosfor içerikli alev geciktiriciler alev geciktirme özelliklerinin iyi olması, toksik gaz oluşturmamaları gibi sebeplerden ötürü halojen içeren alev geciktiricilerin yerini almaya başlamış ve bilim insanlarının ilgisini çeken bir konu olmuştur. Bu çalışmada epokside soya yağı, fosfor içerikli tetraol bileşiği (DYM) ile reaksiyona giren soya yağı esaslı yeni alev geciktirici poliol (ESBO-DYM) sentezlenmiş olup, bu polioller poliüretan köpük formülasyonunda kullanılmış ve bunların alev geciktirici özellikleri incelenmiştir. Poliüretanların yanmazlık testleri kapsamında TGA analizleri, LOI (limit oksijen indeksi) değerleri de incelenmiştir. Sentezlenen poliüretanların ayrıca mekanik özellikleri ve hücre yapıları da incelenmiş bu kapsamda örneklerin SEM analizleri ve çekme-basma dayanımları yapılmıştır. Yapılan köpük çalışmasında fosfor miktarı arttıkça malzemenin ısıl dayanım özellikleri arttığı görülmüştür. Poliüretan köpük formülasyonunda fosfor içeren soya yağı esaslı poliol (ESBO-DYM) %5, %15, %25, %50, %75, %100 (poliol miktarı olarak) kullanıldığında LOI sonuçları %18.3, %18.8, %18.8, %21.8, %22.3, %22.9 bulunmuştur. TGA analizinde 40°C'den 700°C'ye ısıtılan ESBO-DYM poliüretan köpük örnekleri %3.47-4.87 arasında kalıntı bırakırken standart poliol ile hazırlanan poliüretan köpük örneği tamamen bitmiştir. Sonuç olarak ısıl dayanımları yüksek, fosfor içeren yağ esaslı poliüretan malzemeler elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Yanmazlık, alev geciktirici, poliol, poliüretan, fosfor