Asit değeri, iyot değeri ve sabunlaşmayan madde: bir formülatör için TOFA parametre rehberi

Asit değeri serbest asit yoğunluğunu, iyot değeri doymamışlığı, reçine asidi içeriği yağ asidi fraksiyonuna taşan reçineyi, sabunlaşmayan madde ise hiç reaksiyona girmeyen kalıntıyı ölçer. Birincisi stokiyometriyi, ikincisi kuruma ve dimerleşme davranışını, son ikisi renk ve verim kaybını belirler.

Asit değeri neyi ölçer ve reçetenizde neyi belirler?

Asit değeri, bir gram numunedeki serbest asidi nötralize etmek için gereken potasyum hidroksit miktarını (mg KOH/g) ifade eder ve TOFA tarafında ASTM D1980 ile ölçülür. Formülasyon açısından anlamı doğrudandır: esterleşme, sabunlaşma veya nötralizasyon yapıyorsanız, karşı reaktifi (poliol, alkali, amin) ne kadar dozlayacağınızı bu sayı belirler.

Bu yüzden asit değeri bir kalite rozeti değil, bir hesap girdisidir. TOFA 185'in min 185 sınırı, TOFA 180'in min 180 sınırından "daha iyi" olduğu için değil, serbest asit yoğunluğunun daha dar bir bantta kalmasını sağladığı için tercih edilir. Lotlar arasında asit değeri kayarsa reçetedeki karşı reaktif oranı da kayar; sonuç, hedeflenen dönüşümün altında veya üstünde kalan bir parti olur.

Aynı satır, ürün ailesinin geri kalanında ürünün kimliğini de ele verir. Sert ahşap CTO'da asit değeri min 96 (ASTM D465 / ASTM D664) olarak tanımlanır; ham bir karışım olduğu için serbest asit yoğunluğu doğal olarak düşüktür. Ecophalt (Tall Oil Pitch) 40-70 aralığındadır (ASTM D664 / ISO 6619). TOFA Rich Distillate ise 178,5 gibi tekil bir değerle raporlanır. Aynı adı taşıyan satır, üç farklı üründe üç farklı şey anlatır.

İyot değeri ne anlama gelir? Doymamışlık, kuruma ve dimerleşme

İyot değeri, numunenin doymamış bağlarına katılan iyot miktarını (g I2/100 g) ifade eder ve TOFA'da ASTM D5768 ile ölçülür. Kısaca zincirlerdeki çift bağ yoğunluğunun ölçüsüdür. Doymamışlık ise oksijenle etkileşimin, çapraz bağlanmanın ve dimerleşmenin ön koşuludur.

Bunun formülasyondaki karşılığı üç yerde görülür. Oksidatif kuruma ile film oluşturan sistemlerde çift bağ yoğunluğu kuruma davranışını belirler. Dimer asit üretiminde reaksiyona giren yapı doğrudan bu çift bağlardır. Depoda ise aynı doymamışlık, kontrolsüz koşullarda oksidasyon riski demektir; TOFA'nın kapalı kapta, güneşten ve nemden korunarak saklanmasının nedeni budur.

TOFA 180 ve TOFA 185'te iyot değeri sınırı aynıdır: her iki gradede min 150. Yani iki grade arasındaki seçim doymamışlık üzerinden yapılmaz; ayrım renk, reçine asidi ve sabunlaşmayan madde tarafındadır. Bu, spesifikasyon okurken sık yapılan bir hatayı da önler: daha yüksek asit değerine sahip grade, otomatik olarak daha reaktif bir grade değildir.

Reçine asidi içeriği neden ayrı bir satır olarak yazılır?

Reçine asitleri, tall yağının abietik tipteki bileşenleridir ve yağ asidinden farklı bir iskelete sahiptir: halkalı yapıdadırlar, karboksil grubu taşırlar ama uzun düz zincirli bir yağ asidi gibi davranmazlar. Damıtmada tamamı ayrılamadığı için bir miktarı yağ asidi fraksiyonunda kalır ve ASTM D1240 ile ölçülür.

Formülatör açısından bu kalıntı iki şeyi etkiler: renk gelişimi ve viskozite davranışı. Halkalı reçine asitleri sistemin rengini koyulaştırma ve viskoziteyi yükseltme eğilimindedir. Bu nedenle renk kararlılığının kritik olduğu hatlarda TOFA 185'in maks %2 sınırı aranırken, toleransın yüksek olduğu uygulamalarda TOFA 180'in maks %3 sınırı yeterli kalır.

Reçine asidi her zaman istenmeyen bir bileşen değildir. DTO gradelerinde kasıtlı olarak yüksek tutulur: endüstriyel gradede maks %40, mid-high ve premium gradelerde maks %30. Aynı bileşen, bir üründe safsızlık sınırı, diğerinde ürünün tanımıdır.

Sabunlaşmayan madde neyi ölçer ve neden verim sorunudur?

Sabunlaşmayan madde (ASTM D1065), alkali ile işlendiğinde sabunlaşma reaksiyonuna girmeyen bileşenlerin oranıdır: steroller, hidrokarbonlar ve diğer nötr maddeler. Bu bileşenler karboksil grubu taşımadıkları için esterleşmeye de girmezler.

Pratik sonucu bir verim ve saflık sorunudur. Tarttığınız her kilogramın bu oran kadarı reaksiyona katılmaz, ürünün içinde kalır ve nihai üründe renk, koku veya uyumluluk sorunu olarak görünebilir. Sınırlar gradeler arasında belirgin şekilde farklıdır: TOFA 185'te maks %4, TOFA 180'de maks %6. DTO tarafında premium grade maks %6, diğer iki grade maks %7 sınırı taşır; TOFA Rich Distillate için raporlanan değer ise %5,2'dir.

Sabunlaşma sayısı TOFA sayfasında neden yok?

Sabunlaşma sayısı (ASTM D94), numunedeki hem serbest asitleri hem de ester bağlı asitleri sabunlaştırmak için gereken potasyum hidroksit miktarını ölçer. Asit değeri yalnızca serbest asidi görürken, sabunlaşma sayısı toplam asit potansiyelini görür. İkisi arasındaki fark, üründeki ester bağlı yapının göstergesidir.

TOFA spesifikasyonunda bu satır yer almaz, çünkü ürün zaten damıtmayla ayrılmış serbest yağ asidi fraksiyonudur. Buna karşılık DTO gradelerinde satır açıkça raporlanır: endüstriyel gradede min 170, mid-high ve premium gradelerde min 175, asit sayısı ise sırasıyla min 165, min 170 ve min 170'tir. TOFA Rich Distillate'te de asit sayısı 178,5 ve sabunlaşma sayısı 184 birlikte verilir. Bir sayfada bu iki satırı yan yana görüyorsanız, elinizdeki ürün saf yağ asidi fraksiyonundan farklı bir şeydir.

Renk ve nem satırları ne zaman devreye girer?

TOFA spesifikasyonunda renk, sayısal bir satır olarak değil görünüm tarifi olarak yer alır: TOFA 180 kehribar ila koyu kehribar, TOFA 185 açık sarı ila kehribar renkli sıvıdır. Ürün ailesinin başka bir kaleminde ise renk sayısallaştırılır: DTO endüstriyel gradede renk (iyot) maks 80 olarak, ASTM D1348 ile raporlanır.

Nem de aynı şekilde ürüne göre değişen bir satırdır. DTO gradelerinde ASTM E203 ile ölçülür ve endüstriyel gradede maks %1,0, mid-high gradede iz, premium gradede iz miktar olarak tanımlanır. Su içeriği, hem asit değeri ölçümünü hem de esterleşme dengesini etkilediği için, formülasyonunuz suya duyarlıysa bu satırın belgede bulunmasını isteyin.

Bir formülatör bu satırları hangi sırayla kullanmalı?

1. Reaksiyon tipini belirleyin: esterleşme, sabunlaşma veya nötralizasyon yapıyorsanız önce asit değerine bakın.
2. Doymamışlığa dayanan bir davranış bekliyorsanız (oksidatif kuruma, çapraz bağlanma, dimerleşme) iyot değerini kontrol edin: her iki gradede min 150.
3. Nihai ürününüzde renk kritikse reçine asidi içeriğini ve görünüm satırını birlikte okuyun.
4. Verim hesabı yapıyorsanız sabunlaşmayan madde sınırını hesabınıza katın: maks %4 ile maks %6 arasındaki fark reçetede karşılık bulur.
5. Sayfada sabunlaşma sayısı da varsa, ürünün saf yağ asidi fraksiyonu olmadığını ve ester bağlı yapı içerdiğini not edin.
6. Kararı numuneyle doğrulayın: kendi laboratuvarınızda aynı yöntemlerle ölçün ve sonucu lot bazlı CoA ile karşılaştırın.