Alginat Lifleri- 1.Bölüm
1881 yılında İngiliz kimyacı E.C. Stanford, esmer deniz yosunlarından, selüloza benzeyen bir madde elde etmiş ve buna “Algic Selüloz” adını vermiştir. Daha sonra bunun yapısının alginik asit olduğu saptanmıştır. [3]
Alginik asitin molekül ağırlığı 48000-185000 arasında değişmektedir. Selülozdan farklı olarak –CH2OH (metinol) grubu yerine –COOH (karboksil) grupları geçmiştir.[3]
Alginat liflerinin özgül ağırlıkları 1,78g/cm3’tür. Kuru kopma dayanımı 1,14 g/denye iken yaş kopma dayanımları 0,29 g/denye’dir. Kuru halde uzama miktarı %14,3 olurken yaş halde bu değer %25,7 olmaktadır.[3]
Yanmazlar, çok yüksek sıcaklıklarda bozunarak kül haline geçmektedirler. Bazlara karşı dayanıklı değillerdir. Organik çözgenlerin herhangi bir etkisi yoktur. Işığa karşı dayanıklı değillerdir. Alginat liflerinin ticari simgesi ALG’dir.[3]
Esmer deniz yosunlarında bulunan alginik asit miktarı %15-40 arasında değişmektedir. Bahar aylarında çıkarılan deniz yosunlarındaki miktar, kış aylarındakine nazaran iki kat daha fazla olduğundan deniz yosunlarının toplanması yaz aylarında yapılmaktadır. Denizden toplanan yosunlar toplanıp kurutularak öğütülmekte ve toz haline getirilmektedir.[3]
Aşağıdaki tabloda kullanılan deniz yosunu türleri ve elde edildiği bölgeleri görüyoruz.[7]
Elimizde kesin bilgiler olmamakla beraber alginik asit olarak Dünya’da yıllık 22500 ton üretildiği ve bunun her yıl %3-5 arasında bir artış gösterdiği tahmin edilmektedir.[7]Alginat lif olarak 40-50 milyon değerinde 150-200 ton/yıl üretilmektedir. Lif fiyatları 50-400 Lira arasındadır. Alginat mamul piyasası ise 150 milyon civarındadır.[10]
Toz halindeki yosunlar 24 saat, sodyum karbonat çözeltisi ile işleme sokulduğundan, jelatimsi siyah bir sıvı oluşmaktadır. Bu siyah çözelti, süzüldükten sonra hipoklorit çözeltisi ile ağartılmaktadır. Bu çözelti hidroklorik asit çözeltisi içerisine boşaltıldığında, alginik asit çökmektedir. [3]
Alginik asit suda çözünmemektedir, ancak seyreltik bazik çözeltilerinde bile çözünme durumu bulunması kullanım alanları sınırlamıştır. Alginik asit, çoğunlukla çeşitli iyonlarla oluşturacağı tuzlar kanalıyla kullanılmaktadır.[1,2]
Tekstil mamulleri olarak kullanılabilmesi için, alginat tuzları üzerinde çalışılmıştır. İlk çalışmalarda daha dayanıklı lifler elde etmek amacıyla berilyum, krom ve alüminyum alginattan lifler elde edilmeye çalışılmış, ilk elde edilen lifler krom alginat esaslı olmasına rağmen, yeşil renkli olması ve bu rengin giderilememesi nedeniyle tekstilde kullanım alanı bulamamıştır. Sadece 1939-45 yılları 2. Dünya Savaşı sırasında kamuflaj ağları yapımında kullanılmıştır.[3]
1980-90 yılları arasında farklı yosun kaynaklarından elde edilmiş çeşitli özellikte alginat tipleri ve yine birçok alginat tuzu çeşidinin geliştirilmesi günümüz için değişik alginat lifi ve tekstil ürünleri üretilebilmesini sağlamıştır.[1]
Alginat lifleri “yaş lif çekim yöntemi” esasına göre lif çekimi yapılarak elde edilir. Çöktürme banyosunun bileşimine göre de değişik tipte alginat lifleri elde edilmektedir.[1,3]Çeşitli şekillerde üretilen bazı alginat liflerinin lif çekim aşamalarını inceleyelim.
Çöktürme banyosu, sodyum sülfat içeren seyreltik H2SO4 şeklinde ise suda çözünmeyen alginik asit lifleri elde edilmektedir.Alginik asit, sodyum karbonat çözeltisi içerisinde çözülerek sodyum alginat haline dönüşür ve çözelti istenilen vizkoziteye (kuru alginat miktarı %8-9) gelinceye kadar dinlendirilerek yapılan lif çekiminden sodyum alginat lifleri elde edilir.[3] Sodyum alginat lifleri suda çözünür.
Çöktürme banyosu kalsiyum klorür içeren seyreltik HCL şeklinde ise kalsiyum alginat esaslı lifler elde edilmektedir. Çöktürme banyosuna zeytinyağı veya yardımcı maddeler ilave edildiğinde, düzgün bir koagülasyon sağlanarak tuşesi sert lifler elde edilmektedir.[3]
Kalsiyum alginat lifleri içerisine sodyum iyonları yerleştirilerek alginat liflerini daha emici hale getirebiliriz. Bu işlemde kalsiyum alginat lifleri, ilk olarak hidrojen iyonları ile kalsiyum iyonlarının yer değiştirmesi için HCL ile yıkanır. Daha sonra Na2CO3 ya da NaOH ile muamele edilerek hidrojen iyonlarının sodyum iyonlarıyla yer değiştirmesi sağlanır. Bu şekilde edilen kalsiyum sodyum alginat lifleri farklı miktarlarda Na2SO4 içeren sulu çözeltilerle de işleme sokularak yapılır. Na2SO4 suda CaSO4 oluşması için kullanılır. Böylelikle kalsiyum iyonları alginat liflerinden ayrılabilmektedir. [1]
