Yeni polimerik fotobaşlatıcılar kullanarak basılabilir düşük migrasyonlu vernik ve lak üretimi
The production of low migration printable lacquer and varnish with using novel polymeric photoinitiator
Yazar: EMİNE ARMAN KANDIRMAZ
Danışman: PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN ; PROF. DR. EFE NEJAT GENÇOĞLU
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Lak ve vernikler matbaacılık sektöründe sıklıkla kullanılan polimerlerdir. Genellikle UV ile polimerleşen lak ve vernikler,  hızlı kurumaları sebebiyle tercih edilmektedir. UV lak ve verniklerde kullanılan fotobaşlatıcılar formülasyondaki en küçük molekül yapısına sahip kimyasallardır ve baskı altı malzemesinin yapısında bulunan boşluklar arasından geçerek kimyasal göçe uğrarlar. Bu tip fotobaşlatıcıların gıda ambalajı üretiminde kullanılması insan sağlığına ciddi zararlar verebilmektedir. 
Yapılan bu tez çalışmasında, kontrollü polimerizasyon tekniği ile hazırlanmış olan polistiren (PSt) çeşitli reaksiyonlar kullanılarak tiyoksanton ile modifiye edildi ve farklı molekül ağırlıklarında makrofotobaşlatıcılar sentezlendi. Bu fotobaşlatıcıların flekso ve serigrafi yöntemlerinde UV lak ve vernik olarak kullanımı araştırıldı. Birinci kısımda UV ışınları ile reaksiyona girecek olan farklı PSt esaslı polimerler hazırlandı. Bu PSt polimerlerinin ucunda tiyoksanton ile reaksiyon verecek gruplar bulundurulması sağlandı. İlk hazırlanan PSt'nin ucundaki epoksi grubu ile tiyoksanton asetikasit grubu reaksiyonuyla ucunda tiyoksanton fotobaşlatıcısı bulunan 2100 molekül ağırlığına sahip makro fotobaşlatıcı elde edildi. Bu makrofotobaşlatıcının piperazin ile reaksiyonu ile iki ucunda tiyoksanton fotobaşlatıcı grubu bulunduran 4200 molekül ağırlığına sahip macrofotobaşlatıcı sentezlenmiş oldu. Üçüncü makrofotobaşaltıcı olarak üzerinde fosfin oksit PSt polimeri 2900 molekül ağırlığında sentezlendi. Tiyoksanton fotobaşlatıcı grupları bu polimerin her iki ucunda bulunan brom grupları ile yer değiştirerek diğer bir makro fotobaşlatıcı üretilmiş oldu. Aynı zamanda elde edilen üç makro başlatıcı ve ara reaksiyonlardaki tüm sentezler FT-IR, GPC, UV, H-NMR ve Photo DSC ile karakterize edildi. 
Çalışmanın ikinci bölümünde, elde edilen üç makrofotobaşlatıcı ile flekso ve serigrafi lak ve vernikleri oluşturuldu, ilgili yöntemlerle baskılar yapıldı ve L, a*, b* ve parlaklık ölçümleri yapıldı. Baskılar suni yaşlandırmaya tabii tutulup renklerdeki değişimler spektrofotometre ve glossmetre ile ölçümlendi. Ölçüm sonuçları yeni makro fotobaşlatıcıların flekso ve serigrafi lak ve verniği olarak kullanılabileceğini göstermiştir. 
Üçüncü bölümde, elde edilen basılı ürünlere migrasyon çalışmaları yapıldı. Yapılan baskılar Taneks® varlığında bir süre bekletildi ve kimyasal göçe uğrayan makro fotobaşlatıcı miktarları LC-Ms ile belirlendi. Elde edilen verilere göre sentezlenen üç makro fotobaşlatıcının da referans tiyoksanton fotobaşlatıcıdan daha az ve Avrupa Birliği standartlarınca belirlenen aralıklarda migrasyona uğradığı, bu sebeple gıda ambalajları için daha güvenilir olduğu belirlendi.

Abstract:
Lacquers and varnishes are often used polymers in the printing industry. Lacquer and varnish, which are generally polymerized by UV, are preferred because of the speed in printing process. The photoinitiators are used in UV lacquer and varnish are the lowest molecular structure chemicals in the formulation and therefore  it penetrate through the of printing substrate and migrate. This type of photoinitiators used in the production of food packaging can cause serious damage to human health.
In this thesis, Polystyrene (PSt), prepared by different polymerization techniques, was modified with thioxanthone using various reactions and macrophotoinitiators were synthesized at different molecular weights. The usage of this photoinitiators into the flexographic and screen printing uv varnishs were investigate. In the first chapter different PSt based polymers which is react with UV were prepared. These PSt polymers were with end groups provided to react with thioxantone. The first macrophotoinitiator sythesis with PSt had epoxy group react with thioxantone acedic acid. The molecular weight of this macrophotoinitiator is 2100. This macrophotoinitiator was reacted with piperazine to synthesize a macrophotoinitiator with a molecular weight of 4200 containing two groups of thioxantone. As the third macrophotoinitiator, the PSt polymer with the phosphine oxide group was synthesized at a molecular weight of 2900. The thioxanthene photoinitiator groups were replaced by bromine groups located at both ends of this polymer to produce another macro photoinitiator. All three photoinitiator and intermediates in their synthesis, FT-IR, GPC, UV, was characterized by FT-IR, GPC, UV, H-NMR ve Photo DSC.
In the second chapter, flexographic and screen printing laquer and varnish were prepared, printing with these techniques and  L, a *, b * and gloss measurements were made. The Prints were aged with artifically and the color changes were measured with Spectrophotometer and glossmeter. The measurement results shows that the new macrophotoinitiators can be used into  flexographic and screen printing lacquers and varnishes.
In the third chapter, the obtained printed products were tested for migration.  The prints were held for a while in the presence of Tanex® and quantities of migrated macrophotoinitiators were determined by LC-MS. It was determined that sythesized three macrophotoinitiators migration level is less than reference thioxantone photoinitiator and the migration quantities of macrophotoinitiators were in the range that can be accepted by European Union standards. Therefore the sythesized macrophotoinitiators were relieable for food packaging.