Gıda ambalajı uygulamaları için çapraz bağlı nişasta/polivinil alkol kompozit filmlerin mekanik ve yapısal özelliklerine sıcaklık, ultraviyole radyasyon ve ön uzama etkilerinin incelenmesi.
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: LEYLA KARADEMİR
Danışman: Baki Aksakal
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında öncelikle biyobozunabilir polimer olan polivinil alkol ile doğal pirinç nişastası karışımına çapraz bağlayıcı (sitrik asit ve gluteraldehit) kullanılarak elde edilen kompozit filmlerin mekanik (mekanik dayanım, elastiklik, vb.) ve diğer özellikleri (spektroskopik, termal vb) iyi olan çevre dostu doğal gıda paketleme malzemelerini elde etmeyi amaçlanmaktadır. Bunun yanında, farklı termal ve UV radyasyona maruz kaldıktan sonra, filmlerin özelliklerinde meydana gelen değişimler detaylı bir şekilde incelenecektir. Aynı zamanda, paketleme ambalajlarında kullanılacak olan filmlerin uygulanan farklı ön uzama deformasyonlardan sonra meydana gelen gerilim-gevşeme (relaksasyon) ve deformasyonların iyileşme süreçlerinin ve bu süreçlere sitrik asit gibi çapraz bağlayıcıların etkisinin de detaylı bir şekilde incelenmesi amaçlanmaktadır. Mekanik özellikleri açısından, farklı RS/PVA oranlarında incelendiğinde RS oranı %20 ye kadar artıkça çekme dayanımın 42 MPa kadar ve Young modülü değerinin de 2914 MPa civarına arttığı ve daha sonra artan RS miktarıyla çekme dayanımın 25 MPa civarına 1896 MPa'a kadar azalma eğiliminde olduğu görülmektedir. Filmlerin uzayabilirlikleri ise düştüğü ve RS %10 katkısın da bile %9 civarına önemli şekilde azaldığı görülmektedir. RS/PVA(20/80) kütle oranındaki filmlerin daha iyi sonuç verdiği gözlenmiştir. Çapraz bağlayıcı katkısının optimal %5 oranında olduğu anlaşılmıştır. Bu orandaki filmlerde mekanik dayanım değerini 56 MPa civarına çıktığı ve sonraki sitrik asit oranlarda hazırlanan filmlerde nisbeten azaldığı görülmüştür. Bunun yanında plastikleştirici olarak çeşitli oranlarda gliserol (GLY) kullanarak bu tür filmlerin elastiklik özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. GLY katkısının %10 olduğu zaman filmlerin hem mekanik dayanımların da hem de kopmadaki değer oranlarının diğer sonuçlara göre daha iyi bir değer olduğu görülmüştür. Ayrıca, RS/PVA(20/80) kompozit filmlerine farklı oranlarda sitrik asit ile gliserol katkılı plastikleştirilmiş filmlerin çapraz bağlamasını termal olarak arttırmak için T=50 °C, 100 °C, 130 °C ve 165 °C'de 5 dk kısa süreli sıcaklıklardaki termal işlemler uygulanmış ve en iyi çapraz bağlama sıcaklık değerinin ve süresinin 130 °C de 5 dk olduğu bulunmuştur. Ayrıca, filmlerin mekanik ve diğer özelliklerine uzun süreli termal etkiler, T=50 °C, 80 °C, +4 °C uzun süreli (1,3,7 gün) ısıtmalardan sonra incelenmiştir. Ayrıca, kompozit filmlerin gıda ambalajı uygulamalarında da karşılaşabileceği farklı deformasyon seviyeleri için gerilim-gevşeme deneyleri yapılarak uygulanmış deformasyonların iyileşme süreçleri uzun zaman aralıklarında incelenmiştir. Sitrik asidin bu süreçlere etkisi anlaşılmaya çalışılmıştır. Kompozit filmlerin mekanik özelliklerindeki değişimleri yapısal, spektroskopik, ve termal özelliklerdeki değişimlerle karşılaştırabilmek yapı ve özellikler arasındaki ilişkileri kurabilmek için farklı film örneklerinde UV-Viz, DSC, TG-DTA, XRD gibi metotlarla ölçümler yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Sitrik asit, mekanik dayanım, iyileşme süreçleri, çapraz bağlama, ısıl işlem