BİYOPOLİOLLER İLE ANTİBAKTERİYEL POLİÜRETAN NANOKOMPOZİT FİLMLERİN ÜRETİMİ VE TEKSTİL UYGULAMALARI

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Kimya Müh.Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SEVİLAY NİGAR ÖZVEREN

Danışman: Sennur Deniz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Poliüretanlar (PU) polimer ailesinin en büyük ve önemli gruplarından biridir. Dayanıklılık, esneklik, biyouyumluluk, iyi abrasyon dayanımı, yüksek su buharı geçirgenliği, çözücü direnci ve yüksek mekanik dayanım gibi geniş bir yelpazeye sahip benzersiz özellikleriyle PU'lar; kauçuk ürünleri, sentetik deri ve lifler, kaplamalar, yalıtım köpükleri, otomotiv ve havacılık bileşenleri, tıp ve medikal ürünleri gibi farklı alanlarda ve çeşitli uygulamalar için yaygın olarak kullanılırlar. Ayrıca PU'lar, yaralar için giysiler, cerrahi elbise, hastane yatakları, çeşitli tıbbi cihaz uygulamaları, sentetik deri, membranlar ve biyomedikal uygulamalar gibi ticari uygulamalarda da yaygın olarak kullanılmaktadır. PU hammaddeleri olan polioller ve diizosiyanatlar petrol türevli kimyasal yapılardan oluşmaktadır. Son yıllarda petrol türevli hammaddeler yerine bitkisel yağlar gibi sürdürülebilir kaynaklardan üretilen biyopolioller ile sentezlenen poliüretan malzemeler oldukça önem kazanmıştır. PU'lara istenilen özellikler, farklı ve çok çeşitli yapılarda sentezlenen hammaddeler ve nanomateryaller kullanılarak kompozitlerinin üretimi olmak üzere iki yol ile kazandırılabilir. Çalışmanın ilk aşamasında, bakır tabanlı (CuBTC) ve çinko tabanlı (ZIF-8) metal organik çerçeveler (MOF'lar) sentezlenmiştir. Ticari PU'lar ve sentezlenen MOF yapıları kullanılarak elde edilen PU-MOF nanokompozitleri transfer kaplama tekniği ile poliester kumaşlara kaplanmıştır. Hazırlanan PU-MOF kaplamalı kumaşların antibakteriyel özelliğine MOF türlerinin etkisini incelemek amacıyla antibakteriyel aktiviteleri belirlenmiştir ve ticari antibakteriyel katkı maddeleri ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, PU-MOF kaplı kumaşların kopma mukavemeti, % uzama, yırtılma mukavemeti ve hızlandırılmış yaşlandırma testleri yapılarak MOF içermeyen PU kaplanmış kumaşlar ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, sentezlenen PU-MOF nanokompozit kaplı kumaşların uygun mekanik dayanıma ve antibakteriyel özelliğe sahip olduğunu göstermiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, epokside soya yağı (ESO) kullanılarak halka açılması reaksiyonu ile bitkisel yağ temelli biyopolioller sentezlenmiştir. Bitkisel yağ temelli biyopoliollerin sentezinde, halka açılması reaksiyonları farklı subsituentler ile yapılmıştır. Sentezlenen ESO esaslı biyopolioller ve petrol türevli polioller farklı oranlarda kullanılarak PU filmler hazırlanmıştır. ESO temelli biyopoliollerin ve sentezlenen PU filmlerin moleküler yapıları FTIR ve H-NMR analizleri ile karakterize edilmiştir. ESO esaslı biyopoliollerden elde edilen PU filmlerin ticari PU filmlerin yerine kullanılabilirliğini incelemek amacıyla kopma mukavemeti, % uzama, yırtılma mukavemeti ve hızlandırılmış yaşlanma testleri yapılarak mekanik özellikleri belirlenmiştir ve ticari PU'lar ile karşılaştırılmıştır. Sentezlenen ESO esaslı biyopoliollerin % 50 oranında kullanılmasıyla elde edilen PU'ların mekanik özellikleri, petrol türevli PU'ların yerine kullanılabileceğini göstermiştir. Sürdürülebilir kaynak olarak bitkisel yağdan sentezlenen biyopolioller ile üretilen PU filmlerin, petrol türevli PU'lara iyi bir alternatif olarak ikame edilebileceği anlaşılmıştır.