Çift vidalı ekstrüder yardımı ile farklı oranlarda polimerik filmlerin sentezlenmesi ve bu filmlerin kontrollü kompost ortamında biyobozunmalarının incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SELİN CANSU ŞEN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): HÜLYA YAVUZ ERSAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polimerler, günlük hayatımızda birçok uygulamada yer alan önemli malzemelerdir. Bu nedenle üretimleri yılda milyonlarca tona ulaşmıştır. Günümüzde polimerler esas olarak petrol ve doğal gaz kaynaklı maddelerden üretilmektedir. Bu kaynaklar yenilenebilir kaynaklar değildir. Ayrıca polimerlerin atık duruma gelmesi önemli bir katı atık sorunudur. Özellikle ambalaj malzemesi üretimi gibi uygulamalarda tonlarca sentetik polimer kullanılmakta ve bu polimerlerin tamamı çok kısa bir süre sonra atık durumuna gelmektedir. Bu önemli çevre sorunu bilim adamlarını çevre dostu yöntemler kullanmaya ve biyoesaslı malzeme geliştirmeye mecbur bırakmıştır. Bu amaç doğrultusunda biyoesaslı polimerlerden ambalaj malzemeleri üretmek kaçınılmaz hale gelmiştir. Dünyada en fazla üretimi yapılan biyopolimerlerden bir tanesi nişastadır. Biyo uyumluluğu ve biyo bozunurluğu sayesinde kağıt üretimi, tekstil, farmakoloji gibi birçok sektörde kullanım alanı bulmuştur. Ancak nişastanın mekanik özelliklerindeki kısıtlamalar bu polimerin mekanik özellikleri daha iyi olan polimerlerle birlikte kullanımını gündeme getirmiştir. Nişasta ile birlikte kullanımı söz konusu olan polimerlerin başında gelen polilaktik asit (PLA) ise yenilenebilir bitki kaynaklarından türemiş olan, kompost edilebilir, biyobozunur ve biyouyumlu bir polimerdir. PLA'nın üstün mekanik özellikleri diğer biyopolimerler arasında ön sıralarda yer almasına neden olmuş ve insanların daha fazla bilinçlenmesi ve çevreye verilen önemin artmasından dolayı bu polimerlerle yapılan çalışmalar hızla artmaya başlamıştır. Ancak söz konusu polimerlerin atık haline geldikten sonra bertaraf edilebilmeleri için en uygun yöntem olan kompostlaştırma sürecindeki degredasyonlarına ilişkin mevcut çalışmalar yeterli olmayıp degredasyon mekanizmasının aydınlatılması ve sürecin hızlandırılmasına yönelik çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında çift vidalı ekstrüder yardımı ile farklı oranlarda laktik asit içeren nişasta-g-LA polimeri sentezlenmiştir. Sentezlenen bu polimerin biyobozunma özellikleri kontrollü kompost ortamında ISO 14855-1: 2013 standardına göre incelenmiştir. Kompostlaştırma süreci boyunca reaktördeki sıcaklık, nem ve oksijen miktarları istenen seviyelerde sabit tutularak açığa çıkan CO2 miktarı ölçülmüştür. Polimerlerin fiziksel, kimyasal, termal ve morfolojik özellikleri incelenerek bozunma mekanizması aydınlatılmaya çalışılmıştır. Kullanılan nişasta ve laktik asitin reaksiyona girmesi için hiç bir toksik çözücüden yararlanılmamıştır. Nişasta-PLA polimerinin shear mixing ve reaktif ekstrüzyon yöntemleri kullanılarak sentezlenmesi ve sentezlenen bu polimerin kontrollü kompost ortamındaki biyodegredasyonunun incelenmesi ilk kez bu tez kapsamında gerçekleştirilmiştir. Reaktif ekstrüzyon üfleme (şişirme) yöntemi ile üretilen polimer filmlerin analizleri FT-IR, 13C-NMR, XRD, TGA/DTG ve SEM teknikleri ile yapılmıştır. Kompost reaktörlerine beslenen filmlerin analizleri ise kompostlaşma prosesi sonrasında FT-IR, TGA/DTG ve SEM teknikleri ile yapılmıştır.