Mısır nişastası-akrilik asit hidrojelinin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of corn starch–acrylic acid hydrogel and investigation of properties
Yazar: ZEKERİYA KARABULUT
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ZENGİN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Mısır nişastası = Maize starch

Özet:
Su kaynaklarının giderek azaldığı dünyada, suyu emen ve depolayan malzemelerin geliştirilmesi önem taşımaktadır. Bu ihtiyaç özellikle tarımda ve gıdada ortaya çıkmaktadır. Son zamanlarda sentetik hidrojellerin çevrede oluşturduğu atık nedeniyle, doğada biyobozunur, biyouyumlu hidrojellerin sentezi araştırılmaktadır.

Bu çalışmada, mısır nişastanın fizikokimyasal özelliği değiştirerek, mısır nişastasından SAP (Süper absorban polimer) hidrojellerinin elde edilmesi amaçlandı. Başlatıcı olarak potasyum persülfat ve çapraz bağlayıcı kullanılmadan mısır nişastası zincirine akrilik asidin graft kopolimerizasyonu ile biyolojik olarak parçalanabilir süperabsorban polimerler (SAP) sentezlendi. Hidrojeller akrilik asit/nişasta (A/N) oranları 0,25-0,50-0,75-1,00-1,50 olacak şekilde sentezlenmiştir. 

Hidrojellerin artan akrilik asit oranlarına bağlı olarak su absorbsiyon kapasitesi gravimetrik olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda elde edilen hidrojellerin kimyasal yapısı Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile ve morfolojik özellikleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile karakterize edildi. 

Hidrojellerin su absorbsiyon kapasitesi en düşük oranda 11,36 g su /g numune ve en yüksek oranda 354,42 g su /g numune olarak bulunmuştur. Hidrojel bileşimindeki akrilik asit oranı arttıkça su absorbsiyon kapasitesinin arttığı görülmüştür. FTIR spektrumları ve SEM görüntülerine göre, mısır nişastası üzerine akrilik asitin başarıyla aşılandığı görüldü.

Sonuç olarak; mısır nişastası ve akrilik asit kullanılarak Nişasta-g-PAA süper absorban polimerleri sentezlenmiş ve tarım, gıda gibi uygulamaları açısından kullanılabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
In the world, water resources are gradually decreasing, it is important to develop materials that absorb and store water. This need arises especially in agriculture and food. Recently, the synthesis of biodegradable, biocompatible hydrogels have been investigated in nature due to the waste generated by synthetic hydrogels in the environment.

In this study, it was aimed to obtain SAP (Super Absorbent Polymer) hydrogels from corn starch by changing the physicochemical properties of corn starch. Potassium persulfate as the initiator by graft copolymerization of acrylic acid and corn starch chains without crosslinking the biodegradable superabsorbent polymers (SAP) were synthesized. The hydrogels were synthesized with acrylic acid / starch (A / N) ratios of 0,25-0,50-0,75-1,00-1,50.

The water absorbtion capacity of the hydrogels due to the increased acrylic acid ratios was determined gravimetrically. At the same time, the chemical structure of the obtained hydrogels was characterized by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and their morphological features were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM).

The water absorption capacity of hydrogels was found to be 11.36 g water / g sample and the highest rate was 354.42 g water / g sample. As the ratio of acrylic acid in hydrogel composition increased, water absorption capacity increased. According to FTIR spectra and SEM images, acrylic acid was successfully inoculated on corn starch.

As a result, Starch-g-PAA superabsorbent polymers using corn starch and acrylic acid are synthesized and thought to be used in applications such as agriculture, food.