Biyonanokompozitlerin bariyer özelliklerine seramik parçacıkların etkisi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: GÜLNUR KIZIL

Danışman: Mualla Öner

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Günümüzde plastik endüstrisi büyük oranda petrole bağımlı olup, dünya çapındaki yıllık plastik tüketimi 200 milyon tonu aşmış durumdadır. Yaygın olarak kullanılan plastik malzemeler doğada çok uzun yıllar kalmakta, toprak ve su kirliliğine yol açmakta ve ekosisteme zarar vermektedir. Çevre kirliliği problemleri ve fosil bazlı kaynakların giderek azalması, yenilenebilir hammadde kaynakları ve biyomateryallere olan ilginin artmasına sebep olmuştur. Biyobozunur polimerler çeşitli mikroorganizmaların enzimatik aktiviteleriyle bozunabilen, bozunma ürünleri toksik olmayan malzemelerdir. Biyokütle, mikroorganizmalar ve doğal monomerler gibi yenilenebilir kaynakları olan biyobozunur polimerler paketleme gibi kısa süreli kullanım uygulamalarında bozunur olmayan malzemelere ilgi çekici bir alternatiftir. Biyopolimerler çevresel olarak çok büyük avantajlara sahip olsalar da endüstriyel kullanımlar için bazı yapısal ve performans özellikleri istenen düzeyde olmayabilir. Çeşitli dolgu maddeleri ile desteklenen biyopolimer bazlı biyonanokompozitler, sahip oldukları geliştirilmiş özellikleri ile bu problemlerin önüne geçme fırsatı sunmaktadır. Bu çalışmada polihidroksialkanoat ailesinin en bilinen üyelerinden PHBV ile inorganik yapıda seramik bir malzeme olan h-BN biyonanokompozitleri PHBV'nin gaz bariyer, mekanik ve termal özelliklerini geliştirme amaçlı üretilmiştir. PHBV polihidroksialkanoat ailesinin bir üyesi olup doğası gereği yüksek kristaliniteye sahip bir polimerdir. İnorganik yapıda seramik bir malzeme olan grafen benzeri h-BN; düşük yoğunluklu, modülü yüksek, termal olarak iletken ve stabil, kimyasallara ve korozyona dirençli bir malzemedir. Eriyik harmanlama ve çözelti döküm yöntemleriyle hazırlanan PHBV/BN biyonanokompozitler SEM, XRD, FTIR, DSC, TGA analizleriyle karakterize edilmiş; gaz geçirgenlik ve mekanik özellikleri ölçülmüştür. BN katkısı sayesinde PHBV'nin gaz geçirgenlik değerleri eriyik harmanlama yöntemi ile % 36,36; çözelti döküm yöntemi ile %99' a kadar iyileştirilmiştir. Eriyik harmanlama yöntemi ile üretilen nanokompozitlerin Young modülü %19, çözelti döküm yöntemiyle üretilen nanokompozitlerin gerilim depolama modülü ise ultrasonikasyon uygulanmış polimer matrise göre %146 oranında iyileşme göstermiştir. Sonuçta her iki yöntemde de h-BN katkısının PHBV'nin özelliklerinin iyileştirilmesinde başarılı olduğu görülmüştür.