Günümüzde stadyum koltuklarından, araba lastiklerine kadar birçok naylon 6,6 malzemesinden üretiliyor. Dayanıklılığı, sağlamlığı ve iklim koşullarına karşı direnci nedeniyle tercih edilen bu hammaddenin üretilmesinde çinko katalizör kullanılıyor ve pek de çevreci olmayan bir üretim prosesi içeriyor. İşte bilim insanları daha çevreci metotlar geliştirerek, çinko gibi tükenmek üzere olan bir elementten kurtulmaya çalışıyor. Bilim insanları, çinko yerine paslanmış demir (FeO2) gibi atık metallerin kullanılabileceğini düşünüyor.
Amerikan Kimya Cemiyeti (ACS) sonbahar toplantısında elde edilen sonuçlar sunulacak.
“ACS Yeşil Kimya Enstitüsü’nün tahminlerine göre, çinko 50 ila 100 yıl içinde tükenecek. Üreticiler halen çinkoyu, indirgeyici ve trans-1,2-dibromosikloheksanı, sikloheksene dönüştürücü katalizör olarak kullanıyor. Aslen bu işlemler naylon 6,6’nın 5 adımlı sentezinin ilk basamağını oluşturuyor,” diyor yüksek lisans öğrencisi Amina Aly.
Naylon, poliamid adı verilen sentetik polimer ailesinin genel adıdır. Naylon 6 ve naylon 6,6 gibi farklı inşa bloklarından oluşan ve eşsiz özelliklere sahip naylonlar vardır. Naylon 6,6 her biri 6 karbon atomundan oluşan iki molekülün birleşmesinden oluşur ve bu yapılar birbirine bağlanarak ve tekrarlayarak polimeri oluşturur.
Augusta Üniversitesi’nden doktora adayı Brian Agee’nin laboratuvarından Aly periyodik tabloda çinkoya yakın ve onun yerine geçebilecek, benzer özelliklere sahip diğer metalleri araştırıyor. Araştırma kriteri, doğada çinkodan daha bol bulunan ve çalışması güvenli bir metal keşfetmekti. Ekip kobalt,alüminyum, demir, bakır ve nikeli sikloheksen üretiminde muhtemel katalizör olarak denedi. Ayrıca araştırmacılar enerji ve su tasarrufuna katkıda bulanacak ve daha az kimyasal kullanacak bir yöntem aradı.
İşte bu nedenle araştırmacılar elektrikli ısıtıcı yerine yansıtıcı çanak kullandı ve normal yoğunlaştırıcı yerine su tasarruflu yoğunlaştırıcı kullandı. Ayrıca sistem sürekli su kullanan soğutucu yerine propilen glikollü soğutucu kullanıldı. Böylece propilen glikolden daha zararlı olan etilen glikolden de kurtulmuş oldular.
Demir katalizörün verimi en yüksek çıktı. Çinko’ya göre verim çok az düşük gerçekleşiyor. Ayrıca araştırmacılar güneş çanağı sayesinde, ısıtıcı plakaya göre çok daha hızlı ısıttıklarını keşfetti. Böylece 3-4 saat olan ısıtma süresi,30 dakikaya kadar indi. Araştırmacılar metodlarının endüstriyel ölçeğe çıkartılabileceğini düşünüyor.
Demir bol bulunan bir element olsa da Aly ve Agee reaksiyonu katalize etmek için demir pası yani demir oksiti de denemeyi düşünüyor. Böylece atık ürünler değerlendirilerek, daha çevreci bir proses geliştirilebilecek.
Kaynak:
https://phys.org/news/2021-08-nylon-greener-zinc.html
Referans:
Investigating alternative metals for Zinc for the first step of Nylon 6-6 synthesis using green as well as conventional techniques, ACS Fall 2021.
