Giriş
Kimya ve yağlama endüstrisinde kullanılan katkı maddeleri, sistem performansını artırmak için vazgeçilmezdir. Ancak geleneksel katkıların birçoğu ağır metal veya toksik bileşik içerdiğinden çevresel kaygılar doğurmaktadır. Bu nedenle biyobozunur ve çevre dostu katkılar geliştirme eğilimi güç kazanmaktadır. Yenilikçi katık teknolojileri, hem sürtünme ve aşınma önleme kabiliyeti sunarken hem de açığa çıktıklarında hızla doğaya karışabilen formülasyonlar yaratmayı amaçlar.
Gelişme
Mevcut Sürdürülebilir Yağlayıcı (EAL) standardına göre sadece baz yağların değil, katkı maddelerinin de çevresel uyumluluğu önemlidir. Örneğin, Amerika EPA tarafından onaylanan EAL formülasyonlarında baz akışkan olarak sentetik ester, polialkilen glikol veya bitkisel yağ gibi malzemeler kullanılırken, anti-aşınma, antioksidan ve viskozite düzenleyici katkılar da çevre uyumu göz önüne alınarak seçilmelidir. Bu kapsamda, doğal polimerler, ester bileşenler ve aminoasit türevleri gibi geleneksel olmayan katkılar araştırılmaktadır. Örneğin, bitkisel ham yağlardan elde edilen biyolojik esterler üzerine kimyasal modifikasyon yapılarak hem performansı iyileştiren hem de doğada hızlı bozunan katkı maddeleri üretilmiştir.
Son yıllarda araştırma kuruluşları, iyonik sıvılar (IL) ve amino asit bazlı moleküller gibi yenilikçi sınıflardaki katkılar üzerinde yoğun çalışmalar yürütmektedir. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL) araştırmaları, amonyum fosfat ve fosfonyum fosfat iyonik sıvıları kullanan yeni bir katkı geliştirilmesine öncülük etmiştir. Bu katkılar, sualtı türbinleri için tasarlanmış olup, tribolojik testlerde %50 daha az sürtünme ve on kat daha düşük aşınma sağlamıştır. Önemli olarak, söz konusu IL katkılar hem toksisite limitlerini karşılamakta hem de biyolojik olarak çözünebilmektedir. Bu gelişme, çevre dostu performans katkılarının mümkün olduğunu göstermektedir.
Ayrıca, polimerik nanomalzemeler de yeşil katkılar alanında öne çıkmaktadır. Örneğin, kitosan gibi biyopolimer bazlı nanopartiküller, aşınma önleyici ve korozyon önleyici ek işlevsellik sağlamak üzere metal yüzeylere kaplanabilmektedir. Bu tür çözümler, fosfor veya kükürt içermeyen formülasyonlar için alternatif oluşturur. Literatürde, ZDDP gibi geleneksel aşınma önleyicilerin yerine organik fosfat esterleri, silikon bileşikleri veya genetiği değiştirilmiş bitki türevleri gibi daha masum katkılardan oluşan formulasyonlar önerilmektedir.
Sonuç
Biyobozunur katkılar, gelecek nesil yağlayıcı formulasyonlarının temel bileşenleri olarak kabul edilmektedir. Araştırmalar, çevreci yağlayıcıların performans açısında geleneksel formülasyonlardan geri kalmaması gerektiğini ortaya koymaktadır. İyonik sıvılar ve biyo-polimerik katkılar gibi yenilikçi moleküller, bu hedefin gerçekleştirilmesinde anahtar rol oynayacaktır. Endüstride artan regülasyon baskıları ve “daha temiz” yaklaşımlar, biyobozunur katkıların kullanımını yaygınlaştıracak; aynı zamanda endüstriyel uygulamalarda performansın korunmasını sağlayacaktır.
Kaynaklar
- Wang, W. & Qu, J., Friction 13(4):9440988 (2025)ornl.gov.
- ORNL News (2024), “New Eco-friendly Lubricant Additives Protect Turbine Equipment, Waterways”
