C6 Mı C8 Mi? – Florokarbon Esaslı Su, Yağ ve Kir İtici Malzemeler

C6 Mı C8 Mi? – Florokarbon Esaslı Su, Yağ ve Kir İtici Malzemeler

Dr. Fikri E. Alemdaroğlu - İş Geliştirme Müdürü / Daikin Chemical Europe GmbH  / Türkiye İrtibat Bürosu

Kumaşlara su, yağ ve kir itici apre kazandıran (Şekil 1) florokarbon (FC) reçinelerin kullanımıyla ilgili son dönemlerde ciddi bir kafa karşıklığı var. Bir grup FC’lerin tamamen yasaklandığı diğer bir grupsa kullanımın serbest olduğu yönünde görüşler bildiriyorlar. Bu yazının amacı bu konuyu aydınlatmak ve çalışmalar hakkında bilgi vermektir.

Sorun Nedir?

FC reçinelerle ilgili konuyu perflorooktanoik asit (PFOA) sorunu olarak tanımlamak daha doğru olacaktır. PFOA üretim aşamasında kullanılan bir malzeme değildir. Fakat C8 bazlı reçine üretilirken bir yan ürün olarak eser miktarda ortaya çıkmaktadır. Bu yan ürün çok dayanıklı bir kimyasaldır, parçalanamaz ve 2008 yılında yayınlanan çalışma esas alındığında kanserojen olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca 2013 yılında Avrupa Birliği PFOA’yı tehlikeli olduğu için SVHC (substance of very high concern) sınıfına almıştır.

 

Ne yapılmıştır?

2006 yılında US EPA (Amerikan Çevre Koruma Ajansı) FC üreticilerinin C8 ve daha uzun yapıdaki zararlı yan ürünlerin oluşabileceği malzemelerin tamamen portföylerinden elemesi konusunda bir "Stewardship Program” (Koruyucu Program) başlatmıştır. Bu program ile 2010 yılında C8 üretiminin %95 azaltılacağı ve 2015 yılında PFOA yan ürünü oluşabilecek bütün C8 üretiminin durdurulması amaçlanmıştır. Bu programın daha planlı ve düzenli gidebilmesi amacıyla 2011 yılında Fluorocouncil kurulmuştur. FC üreticilerinden Daikin, Dupont, Asahi Glass, Archroma, Arkema ve Solvay bu konseyin üyesidir. "Stewardship Program”ı dahilinde bütün FC üreticileri 2015 yılının sonunda C8 üretimine son vereceklerini deklere etmişlerdir.

 

Alternatifler nelerdir?

Şu bir gerçektir ki halihazırda C8 bazlı FC su ve yağ itici apreler kumaş üzerinde en iyi sonuçları en uygun maliyetle vermektedirler. Diğer alternatifler ne yazık ki daha maliyetli ve/ veya performansı daha düşüktür. Diğer taraftan yapılan çalışmalar göstermiştir ki C8 ve üstü telomerlerin üretimi sırasında oluşan PFOA yan ürünü zararlıdır. Daha küçük yan zincire sahip (C6 veya C4) FC reçinelerin üretimi sırasında kanserojen yan ürünlere rastlanmamıştır. Bu sebepten çalışmalar florokarbon reçine olarak C6 ve C4 kimyası üzerinde ve FC içermeyen (Non-PFC, PFC-free) ürünler üzerinde yoğunlaşmıştır.


FC İçermeyen Ürünler (Non-PFC, PFC-free)

FC içermeyen (non-PFC PFC-free) çeşitli apre ürünleri geliştirilmiş ve pazara sunulmuş olsa da bu ürünlerin hiç biri yağ iticiliği sağlamamaktadır. Bunun temel nedeni FC içermeyen ürünlerin hiçbiri yüzey gerilimini yağ taneciğinkinin altına düşürmemektedir. (Şekil 2) Yıkama dayanımı konsantrasyon arttırılmasına rağmen yeterli düzeyde değildir. Ayrıca hava geçirgenliği (nefes alabilirliği) sınırlıdır. Birim fiyatları düşük olsa bile yüksek konsantrasyon gerektirdiği için maliyetleri yüksektir. Performans ve yıkama dayanımı gerektiren ürünlerde kullanılamaz. (Şekil 3)

 

Şekil 2. Pamuklu kumaşın yüzey gerilimi 200mN/m. Hiçbir işlem görmediği zaman su, alkol ve yağı emer. PFC içermeyen (Silikon veya hidrokarbonlar) apreler yüzey gerilimini belli bir noktaya düşürse de yağı yine de emer. Sadece FC çok düşük (10 mN/m) yüzey gerilimi sayesinde su, alkol, yağ dahil her tür kiri iter.

Şekil 3. FC içermeyen ürünler (Non FC, PFC-free) konsantrasyonları arttırılsa dahi yağ iticiliği vermez ve yıkama dayanımı istenen düzeyde değildir. Yeni C6 teknolojisi ise yağ iticiliği ve yıkama dayanımı konusunda C8 kimyasına yaklaşmaktadır.

 

Kısa Zincirli (C6 ve C4 ürünler)

C6 ve daha kısa zincirli telomerlerin üretimi sırasında ortaya çıkan yan ürünlerin kanserojen etkisinin olmadığı ortaya çıkmıştır. Bu sebeple su ve yağ iticiliği ile ilgili çalışmalar C6 teknolojisinin geliştirilmesi, daha ekonomik hale getirilmesi yönünde yoğunlaşmıştır. Şekil 2’de de görüldüğü gibi bu

ürünler kısa bir süre öncesine göre çok daha iyi sonuç vermektedir. Eskiden sprey testinden 100 alamazken şu anda yapılan geliştirmeler sayesinde bu sonuç kolaylıkla elde edilmiş ve hatta yağ iticiliğinde 5-6 değerleri elde edilmektedir. Bu ürünlerin fiyatları da eskiye göre daha ekonomik bir hale gelmiştir. (Şekil 3 ve 4) Ayrıca Şekil 5’te de görüldüğü gibi bu teknoloji çok iyi bir solvent iticiliğine de sahiptir.

 

Sonuç:

Tekstil firmaları ve nihai tüketiciler C8 içeren ürünleri sağlığa zararlı olduğu için istememektedir. Bir çok şirket açıkladığı kimyasal listelerinde C8 içeren FC reçineleri istemediğini açıklamaktadır. "Stewardship Program”ı çerçevesinde bu reçinenin üretimi 2015 yılında sona erecektir. Şu aşamada

üretimi ağır ağır daha çevreci ve sağlıklı C6’ya veya FC içermeyen reçinelere kaydırmak en doğrusu olacaktır. Son yapılan geliştirme faaliyetleri sonucunda C6 bazlı FC su ve yağ iticilerin giderek daha iyi sonuçlar verdiği ve fiyatlarının eskiye göre daha makul seviyelere geldiği görülmektedir.