Anti-bakteriyel poliüretan film üretimi ve karakterizasyonu
Preparation and characterization anti-bacterial polyurethane films
Yazar: FERHAT YÜCEDAĞ
Danışman: PROF.DR. F. SENİHA GÜNER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Poliüretan = Polyurethane

Özet:
Bu çalışmada yara örtü malzemesi olarak kullanılmak üzere, petrol bazlıpoliüretanlara (PU) alternatif olarak yenilenebilir doğal kaynaklardan elde edilenPU sentezlenmiş ve film hazırlanmasında kullanılmıştır. Polimerizasyon reaksiyonlarıiki kademede gerçekleştirilmiştir. Birinci kademede keten yağı ve gliserin kullanılarakkısmi gliserid (KG) üretilmiştir. İkinci kademede, üretilen KG ile diizosiyanat bileşiklerininreaksiyonu gerçekleştirilerek PU'lar elde edilmiştir. Diizosiyanat kaynağı olarakhegzametilen diizosiyanat (HMDI) ve difenilmetilen diizosiyat (MDI) kullanılmıştır.PU'ların yapıları, FT-IR ve NMR spektroskopileri ile aydınlatılmış ve GPC ile molekülağırlıkları belirlenmiştir. Antibakteriyel polimer filmlerinin hazırlanması için, polimerlerorganik bir çözücü kullanılarak çözüldükten sonra Ag+ iyonu içeren Biocera A® ilekarıştırılmıştır. Üretilen PU filmlerin antibakteriyellik testleri agar difüzyon ve bakterisayımı metoduyla yapılmıştır. Antibakteriyellik testleri sonucunda hem Biocera A® içerenhem de içermeyen PU filmlerin antibakteriyel özelliğe sahip olduğu belirlenmiştir. Bunedenle Ag+ iyonu katkısız PU filmler üretilerek karakterizasyonları yapılmıştır. Filmlerin,termal özellikleri DSC ve TGA kullanılarak, viskoelastik ve dinamik mekanik özellikleri iseDMA kullanılarak incelenmiştir. PU HMDI-MDI'ın daha yüksek Tg değerine ve çaprazbağlanma yoğunluğuna sahip olduğu, yapısındaki benzen halkasından dolayı termal olarakdaha kararlı olduğu, PU HMDI'ın ise daha homojen bir çapraz bağlanma yapısına sahipolduğu ve ayrıca yapısında bulunan HMDI dan dolayı mobilitesinin daha yüksek olduğusaptanmıştır. PU filmlerin hidrolitik bozunmaları, fosfat tampon çözeltisinde (PBS)gerçekleşmiş, ayrıca FT-IR ve SEM kullanılarak hidrolitik parçalanmadan sonraki filmyüzeyinin morfolojisi incelenmiştir. Daha fazla hidrofilik özellik gösteren PU HMDI'ındaha hızlı bozunmaya uğradığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada hazırlanan antibakteriyelajan katkısız yağ bazlı PU filmlerin, anti-bakteriyel özellik göstermesinden dolayı yara örtümalzemesi olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.Anahtar sözcükler: Anti-bakteriyel polimerler, Poliüretan, Trigliserid

Abstract:
In this study, as an alternative to petroleum-based products, polyurethane (PU),which can be used as wound dressing material, was synthesized from renewablenatural sources, and the properties of the polymer were investigated. Thepolymerization reactions were carried out in two steps. In the first step partialglyceride was produced by using linseed oil and glycerol. In the second step,polyurethanes were obtained by the reaction of partial glyceride with diisocyanatecomponents. Hexametilen diisocyanate (HMDI) and diphenylmetylene diisocyanate(MDI) were used as the diisocyanate sources. The structures of the polymers wereconfirmed by FT-IR and NMR spectroscopies and molecular weights of the PUswere obtained by GPC. To prepare the antibacterial films, PUs were blended withBiocera A® containing Ag+ ion. The tests of antibacterial characteristics aredetermined by the methods of agar diffusion and enumaration of bacteria. Theantibacterial tests exhibited that the PU films with and without Biocera A® wereantibacterial. After that point PU films without Biocera A® were synthesized andcharacterized. The thermal features were examined by using DSC and TGA. Forthe determination of the viscoelastic and dynamic mechanical properties, DMA wasused. The experimental results pointed out that PU HMDI-MDI had higher Tgvalue and cross-link density. PU HMDI had more homogeneous cross-linkstructure and also higher mobility due to the HMDI in the structure. Hydrolyticdegradation analysis of PU films was determined, furthermore morphology of thefilm surface was investigated after the degradation by FT-IR and SEM. Analysisshowed that PU HMDI degrades faster in comparison with PU HMDI-MDI. In thisstudy, it was concluded that the oil-based polyurethane films can be used as wounddressing material without adding any antibacterial agent, due to its antibacterialstructure.Key words: Anti-bacterial polymers, Polyurethane, Triglyceride oil