Boyatürk Yapı Kimyasalları Dergisi | Ahşap Kaplama Sistemlerinde Degradasyon (Bozunma)



Ahşap Kaplama Sistemlerinde Degradasyon (Bozunma)

Ahşap Kaplama Sistemlerinde Degradasyon (Bozunma)

Dr. Duygu Sevinç Esen / Ar-Ge Uzman Yardımcısı - Kayalar Kimya San. ve Tic. A.Ş.

Günümüzde gelişen teknolojiyle birlikte artan müşteri beklentileri, farklı endüstriyel dallarda farklı ve yenilikçi çalışmaların yapılmasına vesile olmaktadır. Ahşap kaplamaları için boya ve vernik sektörü de, bu sektörler arasında yer almaktadır

 

Ahşap sektöründe, kaplamalar iç ve dış olmak üzere ikiye ayrılmakta, iç kaplamalar kendi içinde mobilya, yer kaplamaları, panel kaplamaları olarak sınıflandırılırken, dış kaplamalar da daha çok bahçe mobilyaları ve yer kaplamaları olarak değerlendirilebilirler. Bunlara ek olarak, kullanım yerlerine göre kaplamaların farklı fiziksel ve kimyasal özellikler göstermeleri beklenmektedir. Müşterilerin en büyük beklentisi ise; sararma, çizilme ve kimyasal direnci yüksek, kaliteli ürünlere sahip olabilmektir. Kaplamalardaki en büyük problemlerden biri zaman içerisinde ya da kısa sürede meydana gelebilen degradasyondur. Normal iklimlendirme şartlarında günışığı, gece ve gündüz sıcaklıkları, mevsim değişiklikleri, nem ve hava kirliliği gibi pek çok faktör degradasyona sebep olabilir. Burada günışığı etkisiyle meydana gelen fotodegradasyon polimerler ve plastikler için çok önemlidir. Bazen kaplamanın sadece fiziksel özellikleri değişirken, bazı durumlarda da kimyasal ve mekanik özelliklerinin de çok zayıfladığı görülebilir. Örneğin; ilk başlarda UV ışık etkisiyle kaplamalarda sadece sararma ya da renk solması meydana gelirken, sıcaklık ve nem gibi diğer faktörler de sisteme dahil olduğunda, kaplama yüzeyinde çatlamalar, kırıkların oluşumu ve hatta kaplamanın yüzeyden ayrılmaya başlaması gibi çok daha ileri boyutlarda olumsuz etkiler gözlemlenebilir.

 

Mobilya sektöründe kaplamalar için bazı konvansiyonel sistemler kullanılmaktadır. Bu sistemler tamamen birbirinden farklı özelliklerde olup, kuruma şekilleri, içerdikleri bileşenler ve gösterdikleri sararma dirençleri de birbirinden farklıdır. Dolayısıyla, bu sistemler kullanılarak elde edilen ürünler de yine farklı özellikler gösterirler. Mobilya boya ve vernik grubu ürünleri kısaca astarlar ve son kat boyalar, dolgu vernikleri ve son kat vernikler ve ahşap renklendiriciler olarak sınıflandırılabilirler. Bu ürünlerin nerelerde kullanılacağı (iç mekan mı, dış mekan mı) ve kalite kriterleri çok önemlidir. Ayrıca; içerdikleri bileşenlerin (reçineler, sertleştiriciler, yüzey düzenleyici ajanlar, pigmentler ve diğer katkı malzemeleri) ürünlerin kullanılacakları yere göre iyi seçilmesi, degradasyonun önlenebilmes açısından çok büyük önem taşımaktadır.

 

Diğerleri de önemli olmakla birlikte, polimer degradasyonunda en önemli etken; UV etkisidir. Kaplamalarda UV direnç genel olarak üç faktöre bağlıdır; reçine, formülasyonun içerdiği pigment ve kaplamanın ışık ile etkileşimi. Özellikle, dış mekan mobilya ve kaplamaları çok daha fazla günışığına maruz kaldıklarından dolayı, daha fazla sararırlar ya da degradasyona uğrarlar. UV direnç, kullanılan reçine ve bazı pigmentlerle belirli bir yere kadar arttırılabilir. Sararmanın ya da degradasyonun bazı pigmentler ve kullanılan reçine sistemleriyle önlenemediği durumlarda, sisteme dışarıdan bazı katkı maddelerinin ilave edilmesi gerekebilir. Bu katkılar genel adıyla ‘ışık stabilizatörleri’ olarak bilinirler ve kendi içlerinde de UV ışık absorplayıcıları ve serbest radikal tutucu bileşikler olarak sınıflandırılabilirler.

Bu katkıların çalışma mekanizmaları birbirinden tamamen farklı olup ortak amaçları, kaplamaları UV ışık etkisiyle oluşabilecek degradasyondan koruyabilmek ve bundan kaynaklanan renk solmalarını ve yüzey deformasyonlarını engelleyebilmektir.

 

Bu katkı maddelerinin kaplama malzemelerine ilave edilmesindeki amaç, kaplama yüzeylerini güneşten gelen UV radyasyona karşı koruyabilmektir. UV ışık absorplayıcıları genellikle 400 nm’nin altındaki UV ışığı absorplarlar ve ışık enerjisini zararsız ısı enerjisine dönüştürerek absorpsiyon yaptıkları dalgaboyu aralığına geri yayarlar, fotofizikselve foto-kimyasal özelliklerine göre farklı grupt olabilirler. Ayrıca, aynı gruba dahil olup, farklı fonksiyonel gruplara sahip olan türevleri farklı özellikler de gösterebilirler. Absorpsiyon karakteristiklerinin yanı sıra UV ışık absorplayıcıların sahip olması istenilen diğer bir özellik, foto-kimyasal kararlılıklarıdır.

 

Serbest radikal tutucu bileşikler ise; daha çok dış mekan kaplamalarını günışığı etkisi ile meydana gelebilecek radikallerin degradasyon etkisinden korumak amacıyla kullanılırlar. UV ışığı absorplamazlar fakat; oluşan serbest radikalleri yakalarlar. Serbest radikal tutucu bileşikler engellenmiş amin ışık stabilizatörleri (HALS) ve antioksidanlar olarak sınıflandırılabilirler. HALS’lar kaplamaları foto-degradasyona karşı korurken, antioksidanlar termal degradasyona karşı korurlar. Bu bileşikler, meydana gelen radikal parçacıklarıyla reaksiyon vererek serbest radikalleri deaktive ederler ve kararlı bileşikler oluştururlar.

 

Bazen UV etkisiyle kaplama yüzeyinde basit bir renk değişimi ya da sararma olabileceği gibi, bazen de substratın kendisi de degradasyona uğrayabilir. Bu yüzden iç kaplamalarda ışık ile etkileşim daha az olduğundan dolayı, sadece UV ışık absorplayıcıları koruma açısından yeterli olabilirken, özellikle dış ortam uygulamalarında UV ışık absorplayıcıların HALS’larla beraber kullanılması hem kaplama filminin hem de substratın korunabilmesi açısından daha iyi bir koruyucu etki yaratabilir.

 

Bütün bu açıklamalar ve değerlendirmeler kapsamında, sistemlerin özellikleri ve kullanım alanları da göz önünde bulundurularak uygun sistemlerde uygun katkıların kullanılması, kaplamalar üzerinde UV ışık, sıcaklık, nem gibi çevresel faktörlerden kaynaklanabilecek olumsuz etkilerin önlenebilmesi açısından çok önemlidir.