Biyopolimerler ile Biyokompozit Ambalajların Hazırlanması ve Karakterizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Kimya Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CEREN ALPASLAN GÜLER
Danışman: Sennur Deniz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmanın amacı, polietilen (PE) esnek ambalaj filmlerinin yerine kullanılmak üzere PLA, PCL, PBAT, PBS, TPS biyopolimer karışımları kullanılarak, oksijen ve su buharı geçirgenliği gibi bariyer özellikleri iyileştirilmiş, biyobozunur özelliğe sahip çevre dostu alternatif esnek biyopolimer ve biyokompozit filmlerin ekstrüzyon yöntemiyle geliştirilmesidir. Bu hedef doğrultusunda hazırlanan biyopolimer karışımlarına tabakalı ve iğne uçlu yapıya sahip beş farklı nano boyutlu kil yapısı ve yumurta kabuğu partikülleri eklenerek çift vidalı ekstrüder ile harmanlanmıştır ve biyokompozit filmler üflemeli film ekstrüzyonu ile hazırlanmıştır. Biyopolimer ve biyokompozit filmlerin hazırlanmasında farklı uyumlaştırıcılar kullanılmıştır. Uyumlaştırıcı türlerinin, kil ve dolgu çeşitlerinin, biyopolimerlerin karışım oranlarının ve ekstrüzyon parametrelerinin filmlerin fiziko-mekanik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışmalarda filmlerin hedeflenen mekanik, ısıl mukavemet, optik ve yüksek dispersiyon özellikleri için biyopolimer karışımlarının hazırlanması aşamasında uygun uyumlaştırıcı türünün belirlenmesi ve optimum oranda kullanılması gerektiği ortaya çıkmıştır. Hazırlanan biyopolimer karışımlarına, uyumlaştırıcılar ile montmorillonit (MMT), sepiyolit ve bentonit gibi farklı kil türleri, ağırlıkça farklı yükleme oranlarında çift vidalı ekstrüzyon kullanılarak eklenmiştir ve üflemeli film ekstrüzyonu ile biyokompozit filmler hazırlanmıştır. Biyopolimer ve biyokompozit filmlerin; kimyasal, fiziksel, ısıl, optik, mekanik, ısıl mukavemet ve oksijen/su buharı geçirgenlik özelliklerini belirlemek için karakterizasyon testleri yapılmıştır. Sonuç olarak, polimerik epoksi esaslı zincir uzatıcının (Joncryl® ADR4468) %1 oranında kullanılmasıyla hazırlanan %25 PLA / %75 PBAT biyopolimer karışımı en iyi uyumu göstermiştir. Farklı kil tiplerinin eklenmesi ile elde edilen PLA/PBAT/kil biyopolimer karışımlarından, doğası gereği düşük geçirgenliğe sahip PE film yapısına kıyasla çevre dostu, bariyer özelliği geliştirilmiş düşük oksijen geçirgenliğine sahip filmler elde edilmiştir. Hazırlanan biyokompozit filmlerin karakterizasyon analizleri sonucunda, geliştirilmiş bariyer özelliklere sahip biyobozunur film yapısı olarak ağırlıkça %25 PLA, %75 PBAT, %1 epoksi esaslı uyumlaştırıcı (Joncryl® ADR4468) ve %3 yüksek saflıkta sepiyolit kili ile hazırlanan PLA-25/PBAT-75/sepiyolit-3 biyokompozit filminin PE film yapısına en yakın alternatif olduğu belirlenmiştir.