Bariyer uygulamaları için biyopolimer nanokompozitlerin geliştirilmesi

---

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: MELİKE ŞATIROĞLU

Danışman: Mualla Öner

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Plastik endüstrisi, son yıllarda petrol kaynaklı ürünlerin yarattığı sorunları çözmek için alternatif hammadde kaynakları aramaya başlamış, doğal, yenilenebilir çözümler bu noktada ilgi görmüştür. Bu eğilim, çevresel kirliliğin azalmasına büyük bir fayda sağladığı gibi fosil yakıtlara bağımlılığın da azalmasına katkıda bulunmaktadır. Geri dönüşümlü çevre dostu malzemelerin büyük yararlarından ve geniş uygulama yelpazesinden dolayı birçok araştırma grubu biyoplastiğin özelliklerini geliştirmeye çalışmaktadır. Biyo-polimerler yenilenebilir kaynaklardan elde edildiğinden ambalajlama, tarım, tıp uygulamalarında kullanılan petrol esaslı polimerlere kıyasla pek çok avantaja sahiplerdir. Bu polimerlerin endüstriyel kullanımını geliştirmek amacıyla biyo-polimerlerden ve nano dolgu malzemelerinden oluşan yeni bir nano-yapılandırılmış malzeme sınıfı olan biyopolimer nanokompozitleri ortaya çıkmıştır. Üretilen biyo-nanokompozitlerin birincil uygulama hedefleri, ambalaj ve kaplama uygulamaları için kullanılan petrokimyasal polimerlerin yerini almasıdır. Bu çalışmada polihidroksibutirat-ko-valerat (PHBV) bazlı nanobiyokompozitler (PHBV / BN) hekzagonal bor nitürün çeşitli yüzdeleri ile eriyik karıştırma yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. PHBV'nin gaz bariyeri özelliklerini iyileştirmek için farklı şekil, boyut ve yüzey alanlarına sahip üç farklı bor nitrür parçacığı kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, eksfoliye edilmiş bor nitrür parçacıklarının PHBV/BN nanokompozitlerinin gaz bariyer özellikleri üzerindeki etkilerini tanımlamak ve karakterize etmektir. Kompozit üretiminden önce h-BN'yi eksfoliye etmek için çeşitli yöntemler uygulanmıştır ve bor nitrür parçacıkları SEM, NanoS ve partikül boyutu analizi kullanılarak ile karakterize edilmiştir. 2D bor nitrür nano plakalarının üretilmesi için izoproponal-su karışımı kullanılarak sıvı fazda eksfoliasyonun en uygun yöntem olduğu bulunmuştur. Silan bağlama ajanı PHBV'nin BN ile etkileşiminin geliştirilmesi için kullanılmıştır. Hazırlanan biyo-nanokompozit XRD, FTIR, SEM ile karakterize edilmiştir. Kompozitlerin gaz geçirgenliği ve mekanik özellikleri ölçülmüştür. Sonuçlar, kompozitlerin bariyer özelliklerini arttırmada eksfoliye edilen ve silanlanan plaka yapılı BN (PHPP325B)'in, silanlı hekzagonal yapılı BN (Bortek) 'ten daha iyi olduğunu göstermiştir. En iyi bariyer özelliği, ağırlıkça % 0.5 PHPP325B içeren nanokompozit numunesi için elde edilmiş; saf PHBV 'ye kıyasla, oksijen gaz geçirgenliğinde % 28.3'lük bir azalma elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyo-polimer, polihidroksialkanoat(PHA), PHBV, h-BN (hekzagonal bor nitrür), gaz bariyer özellikleri.