Alginat-kitosan bazlı biofilm sentezi için deneysel tasarı uygulaması
Experimental design application for alinate-chitosan based biofilm synthesis
Yazar: TUĞÇE ŞİMŞEK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SEYFULLAH KEYF
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Alginat, biyopolimer olarak son zamanlarda tıp, gıda, cevre gibi alanlarda uygulamaları olan, hidrojel olarak yaygın kullanım alanına sahiptir.  Hidrojeller, su içeriği yüksek olan hidrofilik polimerlerden oluşan üç boyutlu çapraz bağlı ağlardır. 
Bu çalışmada iki makro biopolimer molekülün iyonik bağlanmasını sağlayan bir çapraz bağlayıcı kullanılarak alginat ile birlikte kitosan hibrid polimer ağları oluşturmak amaçlandı. Kitosan / alginat hidrojelinde, alginat varlığının hidrojel stabilitesine sahiptir, fakat malzemenin film formu oluşturmasında mekanik dayanım arttırılması amacıyla çevreye uyumlu bir sentetik polimer olan polivinil alkol ve polietilen oksit ilave edildi. Kitosan, alginat, polivinil alkol ve polietilen oksit içeren biyopolimerin değişik bileşimlerde matriks biyopolimerin çekme mukavemeti, yüzde uzama ve elastik bölge çekme kuvveti değişimleri incelendi.
Deneysel tasarım metodu kullanılarak alginat, PVA, kitosan konsantrasyon faktörleri ile cevap yüzeyi olarak çekme mukavemeti, yüzde uzama ve elastik bölge çekme kuvveti incelendi.  Biyopolimer matriksinin faktörlerle cevap yüzeyleri ile ilişkisi fonksiyon olarak belirlendi. Bu çalışmayla zaman ve kimyasal madde sarfıyatı azaltıldı. Optimizasyon için belirlenen en iyi cevap yüzeyini sağlayan faktör değerleri belirlendi. Elde edilen verilere göre biyopolimer matriksinin membran, film, gıda ambalajı için uygunluğu tartışıldı.

Abstract:
Alginate, as biopolymer, has recently been widely used as a hydrogel, which has applications in areas such as medicine, food, and environment. Hydrogels are three-dimensional cross-linked networks composed of hydrophilic polymers that include high amounts of water. In this work, it was aimed to biopolymer form chitosan hybrid polymer networks with alginate by using a cross-linker that provides ionic bonding of two macromolecules. The chitosan / alginate hydrogel has hydrogel stability because of the alginate presence, but polyvinyl alcohol and poly(ethylene oxide), synthetic polymers compatible with the environment, are added to increase the mechanical strength of the material to form the film.
The tensile strength, percent elongation and elastic region tensile strength changes of the matrix biopolymer in different compositions of chitosan, alginate and polyvinyl alcohol containing biopolymer were investigated. Using the experimental design method, the tensile strength, percentage elongation and tensile strength of the elastic region were studied as response surface with alginate, PVA, chitosan concentration factors. The relationships between the factors and response surfaces for biopolymer matrix were determined as a function. With this work, the consumption of time and chemicals has been reduced. Factor values that provide the best response surface for optimization were determined. The suitability of the biopolymer matrix for membranes, films, food packaging was discussed according to the obtained data.