Yüksek yapışma özellikli, paketleme endüstrisinde kullanılacak pearlize bopp film kaplamaların geliştirilmesi
Development of pearlized bopp film coatings with high seal properties to be used in the packaging industry
Yazar: MEHMET HAYRİ GENÇ
Danışman: PROF. DR. TURGAY SEÇKİN
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Pearlize BOPP filmler özellikle gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu film yapılarında gıdaların daha uzun süreli muhafaza edilebilmesi için gaz ve nem geçirgenliğinin ayarlanması ve kontrolü amacı ile farklı kaplamalar yaygın olarak gerçekleştirilmektedir. Özellikle polimerik kaplamalar biotoksite, gıdalarla olan uyumu ve zamanla degradasyon problemleri içerdiğinden dolayı sol jel yapılı kaplamalar daha avantajlı olarak görülmektedir. Bu tez kapsamında da düşük yoğunluklu ve opak görünümlü pearlize film yapılarına Ormocer yapılı kaplamalar film aplikatör ile uygulanmıştır. Tez kapsamında üç farklı kaplama yapısı tercih edilmiş olup bunlar Si-O-Si temelli kaplamalar, Ti-O-Ti temelli kaplamalar, Zr-O-Zr temelli kaplamalardır. Si-O-Si temelli kaplamalar pearlize BOPP film üzerine TEOS kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ti-O-Ti temelli kaplamalar TEOT ve TEOS birarada kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında ise Zr-O-Zr temelli kaplamalar TEOS ve zirkonyum propoksit kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen film yapıları öncelikle FTIR spektrumları sayesinde yapısal olarak doğrulanmıştır. Daha sonra yüzey morjolojileri ve filmlerin yüzeydeki homojen dağılımları SEM analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Yüzey morfolojilerinin detaylı analizleri Atomik kuvvet mikroskobu ile incelenmiştir. Ayrıca elde edilen Ormocer yapılı kaplamaların film dış morfolojisindeki değişiklikler optik mikroskop vasıtası ile detaylı olarak incelenmiştir. Tüm bu analizler sonrasında film yüzeylerindeki 1000 – 1100 cm-1'de görülen Si-O-Si piki ikinci ve üçüncü aşamalardaki film yüzeylerinde bulunan yaklaşık 450 cm-1'deki Ti-O ve Zr-O pikleri yüzeyde gerçekleşen Ormocer kaplamaların varlığını ispatlamaktadır. Ayrıca SEM ve AFM analizlerinde yüzey pürüzlülüklerindeki belirgin artışlar yüzeydeki film yapısının homojen ve transparan bir şekilde gerçekleştiğini göstermektedir. Optik mikroskop analizlerinde de kaplamalar esnasında belirgin bir çatlamanın bulunmadığı ve filmin opsiyonel olarak kullanılabilir bir film yapısı olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Pearlized BOPP films are widely used especially for food packaging industry. Different types of coatings are commonly applied on this film, to control gas and moisture permeability, in order to keep foodstuffs for longer periods of time. Due to disadvantages of polymeric coatings like biotoxicity, compatibility with food and degradation, sol gel coatings are preferred and advantageous. In this thesis, Ormocer based coatings are applied to low density and opaque pearlized films by using film applicator. In the context of this thesis, three different type of coatings are used, Si-O-Si based coatings, Ti-O-Ti based coatings, Zr-O-Zr based coatings. TEOS is used to apply Si-O-Si based coatings onto pearlized BOPP film. TEOT and TEOS are used together to apply Ti-O-Ti based coatings. TEOS and zirconium propoxide are used together to apply Zr-O-Zr based coatings on third phase of this work.  The resulting film structures were structurally verified primarily by FTIR spectra. Then, surface morphologies and homogeneous distribution of films are checked by SEM analysis. Detailed analysis of surface morphologies is investigated by atomic force microscopy. Optical microscope is used for detailed analysis of the change in outer morphologies of Ormocer based coatings. After all these analyzes, Si-O-Si peak seen at 1000 – 1100 cm-1, Ti-O and Zr-O peaks seen at 450 cm-1 proves the existence of Ormocer coatings on the surface. In addition, significant increases in surface roughness in SEM and AFM analyzes show that the film structure on the surface is homogeneous and transparent. Optical microscope analyzes confirms that there is no obvious crack formation during coatings and the film offers an optionally usable film structure.