Boya katkılı polimer film sentezi ve karakterizasyonu
Dye doped polymeric film synthesis and characterization
Yazar: İBRAHİM ŞENGÖR
Danışman: PROF. DR. EMEK DERUN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Son zamanlarda polimer yapılı filmler veya polimerik yapılı kompozit filmlerin hemen hemen her alanda kullanılmasından kaynaklı gerek kamu kuruluşları gerek özel sektörde araştırma ve geliştirme faaliyetleri büyük bir hız kazanmıştır. Başlıca büzgülü filmler, vakumlu ambalaj poşetleri, bakliyat torbaları ve çöp torbaları, gıda torbaları, steril torbalar gibi çeşitlerle ambalaj endüstrisinde ve optik, elektronik, kaplama, güneş pilleri gibi diğer uygulama alanlarında kullanımı birçok amaçla yapılmaktadır. Bu yüzden polimerik malzemelere çok fazla bir talep olmakta ve polimer tüketimini arttırmaktadır. Sonsuz bir kaynağa sahip olunmaması ve bazı polimerlerin hem canlı hem de doğaya zararlı olmasının sonucunda doğaya zarar vermeyen ve doğada kendiliğinden çözülebilen diğer bir adıyla biyobozunur polimerlere her geçen gün ilgi daha da artmaktadır. Doğamızı korumak için çevre dostu polimerlerin kullanımı önem arz etmektedir.
Bu yüksek lisans tez çalışması kapsamında biyobozunur polimer olarak polivinil alkol tercih edilmiş olup, %3 ve %5 arasında oranlarla doğal renklendiriciler olan lutein, β-carotene ile karıştırılarak dökme yöntemiyle boya katkılı polimer filmlerin sentezi ve üretilen filmlerin karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Doğal renklendiriciler doğaya karşı zarar vermemesi, filme estetik özellik katması, oksijen geçirgenliğinin az olması ve filmin yüzeyini koruması gibi amaçlarla kullanılmıştır. Çözelti döküm yöntemi, genel olarak bir sıvı polimerin açık bir kalıba veya yüzeye dökülerek katılaşmasını tamamladığı ve bu şekilde film üretildiği bir tekniktir. Bu metot, maliyet açısından diğer metotlara göre daha ekonomik olması ile basınca ihtiyaç duyulmaması gibi nedenlerden dolayı tercih edilmiştir. Boya katkılı polimerik filmlerin karakterizasyonu için diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), çekme testi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını difraktometresi (XRD) gibi karakterizasyon teknikleri kullanılmıştır. Yapılan karakterizasyon testleri ile saf ve boya katkılı PVA filmlerin yüzey morfolojisi, mekanik dayanımı, termal özellikleri, kimyasal bağları ve bileşimi belirlenmiştir.

Abstract:
Recently, research and development activities in both public institutions and private sectors have gained great momentum due to the use of polymeric films or polymeric composite films in almost every field. It is used for many purposes in the packaging industry and other application areas such as optics, electronics, coating, solar cells, mainly with shrink films, vacuum packaging bags, pulses bags and garbage bags, food bags, sterile bags. Therefore, there is a great demand for polymeric materials and increases the polymer consumption. As a result of not having an endless source and some polymers being both living and harmful to nature, interest in biodegradable polymers, which do not harm nature and can dissolve in nature, is increasing day by day. It is important to use environmentally friendly polymers to protect our nature.
Within the scope of this thesis, polyvinyl alcohol was preferred as a biodegradable polymer, and the synthesis of dye-doped polymer films by pouring by mixing natural colorants lutein with β-carotene in 3% between 5% proportions and characterization studies of the produced films were carried out. Natural colorants have been used for purposes such as not harming nature, adding aesthetic properties to the film, low oxygen permeability and protecting the surface of the film. The casting method is a technique in which a liquid polymer is poured into an open mold or surface, completing its solidification, and thus a film is produced. This method has been preferred due to the fact that it is more economical than other methods in terms of cost and that there is no need for pressure. Characterization techniques such as differential scanning calorimeter (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), tensile test, scanning electron microscope (SEM), X-ray diffractometry (XRD) have been used for the characterization of dye-doped polymeric films. With the characterization tests, the surface morphology, mechanical strength, thermal properties, chemical bonds and composition of pure and dye doped PVA films were determined.