Grafen oksit, silan modiyeli grafen oksit ve tio2 katkılı polikaprolakton ve kitosan nanokompozitlerinin yiyecek ambalajında kullanımı
Graphene oxide, silane modified graphene oxide and tio2 filled polycaprolactone and chitosan nanocomposites for using food packaging
Yazar: NURCİHAN ÇANGA OYMAK
Danışman: PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Grafen oksit = Graphene oxide ; Gıda ambalajı = Food packaging ; Kitosan = Chitosan ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Polikaprolakton = Polycaprolactone ; Titanyum dioksit = Titanium dioxide

Özet:
Yürütülen tez çalışması kapsamında gıda ambalajı alanında kullanım için kitosan (CH) ve polikaprolakton (PCL) biyopolimerlerinin ve grafen oksit (GO), silan modifiyeli grafen oksit (fGO) ve titanyum dioksit (TiO2) nanodolgu maddelerin kullanılarak farklı içeriklere sahip nanokompozitlerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Deneysel çalışma üç aşamada gerçekleşmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında modifiye edilmiş Hummer's metodu ile grafitten grafen oksit sentezlenmiştir. İkinci aşamada silanlama yöntemiyle grafen oksitten silan modifiyeli grafen oksit elde edilmiştir. Son aşamada ise PCL filmi, PCL/GO, PCL/fGO, PCL/GO/TiO2, PCL/fGO/TiO2 nanokompozit filmleri ve kitosan filmi, CH/GO, CH/GO/TiO2, CH/fGO, CH/fGO/TiO2 nanokompozit filmleri çözelti döküm yöntemi ile hazırlanmıştır. Sentezlenen nanokompozit filmlerin özellikleri fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR), x-ışını kırınım yöntemi (XRD), yüzey ıslanabilirlik karakterizasyonu, diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC), termogravimetrik analiz (TGA), su absorplama değerleri ve görünüm analizi ile incelenmiştir. PCL filmine grafen oksit ilavesi ile % su absorplama değeri maksimum değer olan % 19,47'ye ulaşırken TiO2 nanoparçacıklarının ilavesi filmlerin su absorplama değerini düşürmüştür.  PCL filmi ve nanokompozit filmlerle kaplanmış çileklerin 21. gün sonundaki fotoğrafları, PCL/fGO/TiO2 ile kaplanan çileğin en iyi görünüme sahip olduğunu göstermektedir. Kitosan filmi ve nanokompozit filmlerle kaplanmış ekmeklerde ise 50 gün boyunca küf oluşumu gözlenmemiştir. Çalışma sonucunda sentezlenen nanokompozit malzemelerinin gıda ambalaj alanında kullanımının avantaj sağlayacağı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Within the scope of the thesis study, it was aimed to synthesize chitosan (CH) and polycaprolactone (PCL) biopolymers and graphene oxide (GO), silane modified graphene oxide (fGO) and titanium dioxide (TiO2) nanofillers with different contents for usage in the field of food packaging. The experimental study was carried out in three stages. In the first stage of the study, graphene oxide was synthesized from graphite by the modified Hummer's method. In the second step, silane modified graphene oxide was obtained from graphene oxide by silanation method. In the final stage, PCL film, PCL/GO, PCL/fGO, PCL/GO/TiO2, PCL/fGO/TiO2 nanocomposite films and chitosan film, CH/GO, CH/GO/TiO2, CH/fGO, CH/fGO/TiO2 nanocomposite films were prepared by solution casting method. The properties of the synthesized nanocomposite films were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), x-ray diffraction method (XRD), surface wettability characterization, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), water absorption values and appearance analysis. While the addition of graphene oxide increased the water absorption value of the PCL film to the maximum value of 19.47%.The addition of TiO2 nanoparticles decreased the water absorption value of the films. Photographs of strawberries coated with PCL film and nanocomposite films at the end of the 21st day show that strawberries coated with PCL/fGO/TiO2 have the best appearance. Mold formation was not observed in bread covered with chitosan film and nanocomposite films for 50 days. As a result of the study, it was concluded that the use of the synthesized nanocomposite materials in the field of food packaging would be advantageous.