Page 54 - LabMedya - 85

54 KİMYA

işlem, tüm zincir propilene dönüştürülene kadar kata-
lizörün tekrar tekrar erişebileceği bir çift bağ bırakır.

Aynı reaksiyon, propen ve izobütilen adı verilen bir hid-
rokarbon kombinasyonu oluşturmak için polipropilen
ile gerçekleşir. İzobütilen kimya endüstrisinde futbol
topundan kozmetiğe kadar çeşitli ürünler için polimer
yapımında ve yüksek oktanlı benzin katkı maddeleri
yapımında kullanılır.

Şaşırtıcı bir şekilde, tungsten katalizörü polipropilen
zincirlerini kırmada sodyum katalizöründen bile daha
etkiliydi.
Hartwig, “Sodyumdan daha ucuzunu bulamazsınız”
dedi. “Ve tungsten, daha hassas ve daha pahalı olan
rutenyum metal katalizörlerimizin aksine, kimya en-
düstrisinde büyük ölçekte kullanılan ve toprakta bol
miktarda bulunan bir metaldir. Silika üzerinde tungs-
PLASTİK ATIKLARI ten oksit ve alümina üzerinde sodyum kombinasyonu,
iki farklı kir türünü alıp birlikte tüm polimer zincirini
parçalayarak etilenden propen ve polipropilenden
DEĞERLİ KİMYASALLARA propen ve izobütilen kombinasyonu elde etmek gibi,
daha karmaşık ve pahalı katalizörlerle elde ettiğimiz-
den çok daha yüksek verim elde etmemizi sağlıyor.”
DÖNÜŞTÜREN İNCİ DİZİSİ GİBİ

Yeni katalizörlerin önemli bir avantajı, polimerde kı-
DEVRIMSEL YÖNTEM rılabilir bir karbon-karbon çift bağı oluşturmak için
hidrojeni çıkarma ihtiyacını ortadan kaldırmalarıdır;
bu, araştırmacıların polietileni ayrıştırmak için daha
önceki işlemlerinin bir özelliğiydi. Bu tür çift bağlar bir
polimerin Aşil topuğudur, aynı şekilde polyester veya
PET’teki reaktif karbon-oksijen bağları plastiğin geri
dönüşümünü kolaylaştırır. Polietilen ve polipropilen bu
Katalitik süreç, polimerleri verimli bir şekilde kimyasal meye herkesten daha fazla yaklaştık.” parçalanarak yeni polimerlerin yeniden kullanılabilir Aşil topuğuna sahip değildir – tek karbonlu bağlardan
öncüllere ayırarak plastikler için döngüsel bir ekono- yapı taşlarına dönüştürüldüğü bir reaksiyon odasını oluşan uzun zincirleri çok güçlüdür.
minin geliştirilmesini ilerletiyor. Hartwig, yüksek lisans öğrencisi Richard J. “RJ” Conk, ayarlıyor. Kredi: Robert Sanders/UC Berkeley
UC Berkeley Enstitü Profesörü olan kimya mühendisi Hartwig, “Poliolefin polimerini bir dizi inci gibi düşünün”
Yeni bir kimyasal süreç, günümüzde atık akışına hakim Alexis Bell ve meslektaşları katalitik sürecin ayrın- Yeni süreçte, pahalı, çözünebilir metal katalizörler, dedi. “Uçlarındaki kilitler düşmelerini önler. Ancak
olan plastikleri buharlaştırarak yeni plastikler için tılarını 29 Ağustos’ta Science dergisinde yayınladı. katalizörü yeniden kullanan sürekli akış süreçleri için ipi ortadan keserseniz, artık her seferinde bir inci
hidrokarbon yapı taşlarına dönüştürebiliyor. kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılan daha çıkarabilirsiniz.”
PLASTİKLER İÇİN DÖNGÜSEL BİR EKONOMİ ucuz katı katalizörlerle değiştirilmiştir. Sürekli akış
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde geliştirilen prosesleri büyük hacimlerde malzemeyi işlemek için İki katalizör birlikte polietilen ve polipropilenin nere-
katalitik süreç, iki baskın tüketici sonrası plastik atık Polietilen ve polipropilen plastikler dünya genelinde ölçeklendirilebilir. deyse eşit bir karışımını yaklaşık %90’lık bir verimle
türüyle eşit derecede iyi çalışıyor: tek kullanımlık tüketici sonrası plastik atıkların yaklaşık üçte ikisini propilen ve izobütilene (her ikisi de oda sıcaklığında
plastik poşetlerin çoğunun bileşeni olan polietilen oluşturmaktadır. Yaklaşık %80’i çöplüklere atılmakta, gaz) dönüştürdü. Tek başına polietilen veya polipro-
ve mikrodalgada pişirilebilen tabaklardan valizlere yakılmakta ya da sokaklara atılmakta ve genellikle pilen için verim daha da yüksekti.
kadar sert plastiklerin malzemesi olan polipropilen. akarsularda ve okyanuslarda mikroplastik olarak son
Ayrıca bu tür plastiklerin bir karışımını da verimli bir bulmaktadır. Geri kalanı ise düşük değerli plastik ola- Conk, katalitik reaksiyonların kirleticilerden nasıl etki-
şekilde bozuyor. rak geri dönüştürülmekte, zemin kaplama malzemesi, lendiğini görmek için reaksiyon odasına plastik katkı
saksı ve çatal haline gelmektedir. maddeleri ve farklı plastik türleri ekledi. Bu kirliliklerin
Süreç, ölçeklendirildiği takdirde, plastik atıkların küçük miktarları dönüşüm verimliliğini çok az etkiledi,
tekrar polimer yapımında kullanılan monomerlere Bu atığı azaltmak için araştırmacılar, plastikleri yeni ancak küçük miktarlarda PET ve polivinil klorür – PVC
dönüştürülmesi ve böylece yeni plastiklerin yapımında plastikler üretmek için polimerize edilen monomerler – verimliliği önemli ölçüde azalttı. Ancak bu bir sorun
kullanılan fosil yakıtların azaltılmasıyla, çöpe atılan gibi daha değerli bir şeye dönüştürmenin yollarını olmayabilir çünkü geri dönüşüm yöntemleri zaten
birçok plastik için döngüsel bir ekonomi oluşturul- arıyorlar. Bu, plastikler için döngüsel bir polimer eko- plastikleri türlerine göre ayırmaktadır.
masına yardımcı olabilir. Bir polyester olan polietilen nomisi yaratacak ve sera gazı üreten petrolden yeni
tetraftalattan (PET) yapılan şeffaf plastik su şişe- plastikler üretme ihtiyacını azaltacaktır. Hartwig, birçok araştırmacının plastikleri kolayca
leri 1980’lerde bu şekilde geri dönüştürülmek üzere yeniden kullanılabilecek şekilde baştan tasarlamayı
tasarlanmıştı. Ancak polyester plastiklerin hacmi, İki yıl önce Hartwig ve UC Berkeley ekibi, polietilen umduğunu, ancak bugünün geri dönüşümü zor plas-
poliolefin olarak adlandırılan polietilen ve polipropilen plastik torbaları propen olarak da adlandırılan mono- tiklerinin onlarca yıl sorun olacağını belirtti.
plastiklerin hacmine kıyasla çok küçüktür. mer propilene parçalayarak polipropilen plastiklerin Conk bu katalizörleri ilk olarak Kimya ve Biyomoleküler
yapımında yeniden kullanılabilecek bir süreç geliştirdi. Mühendisliği Bölümü’nde heterojen katalizörler konu- “Tüm polietilen ve polipropileni ortadan kaldırmamız
Araştırmayı yöneten UC Berkeley kimya profesörü Bu kimyasal süreçte üç farklı ısmarlama ağır me- sunda uzman olan Bell’e danıştıktan sonra denedi. ve sadece yeni döngüsel malzemeler kullanmamız
John Hartwig, “Beslenme çantalarından çamaşır sa- tal katalizör kullanıldı: biri polietilen polimerine bir gerektiği iddia edilebilir. Ancak dünya on yıllar boyunca
bunu şişelerine ve süt sürahilerine kadar günlük nes- karbon-karbon çift bağı eklemek için ve diğer ikisi Alümina üzerinde bir sodyum katalizörü sentezle- bunu yapmayacak. Poliolefinler ucuz ve iyi özelliklere
nelerde muazzam miktarda polietilen ve polipropilen de bu çift bağdaki zinciri kırmak ve tekrar tekrar yen Conk, bunun çeşitli poliolefin polimer zincirlerini sahipler, bu yüzden herkes onları kullanıyor,” diyor
var – etrafımızdaki şeylerin çoğu bu poliolefinlerden bir karbon atomunu koparmak ve etilen ile polimer etkili bir şekilde kırdığını veya parçaladığını ve iki Hartwig. “İnsanlar onları dairesel hale getirmenin bir
yapılmıştır” dedi. “Şimdi yapabileceğimiz şey, prensip yok olana kadar propilen (C3H6) molekülleri yapmak parçadan birini sonunda reaktif bir karbon-karbon yolunu bulabilirsek bunun büyük bir olay olacağını
olarak, bu nesneleri almak ve tipik olarak kararlı kar- için. Ancak katalizörler sıvı reaksiyonda çözünmüş çift bağı ile bıraktığını buldu. İkinci bir katalizör olan söylüyorlar ve biz de bunu yaptık. Bunu yapabilecek
bon-karbon bağlarını ayıran tasarladığımız kimyasal ve kısa ömürlü olduklarından aktif bir biçimde geri silika üzerindeki tungsten oksit, zincirin ucundaki ticari bir tesisi hayal etmeye başlayabilirsiniz.”
reaksiyonlarla başlangıç monomerine geri getirmektir. kazanılmaları zordu. karbon atomunu, bir propilen molekülü oluşturmak
Bunu yaparak, su şişelerindeki polyesterler için sahip için reaksiyon odasından sürekli olarak akıtılan etilen Kaynak: https://scitechdaily.com / https://www.
olduğunuz daireselliği polietilen ve polipropilene ver- Yüksek lisans öğrencisi RJ Conk, karışık plastiklerin gazına ekledi. Olefin metatezi olarak adlandırılan ikinci bizsiziz.com/ Derleyen: Figen Berber

Labmarkershop.com Türkiye’nin En Büyük ONLINE Laboratuvar Alışveriş Sitesi