Polietilenimin esaslı nanofiberlerin hazırlanması 
ve karbon dioksit gazı geçirgenliğinin incelenmesi
Polietilenimin esasli nanofiberlerin hazirlanmasi 
ve karbon dioksit gazi geçirgenliğinin incelenmesi
Yazar: FERİHA BEYPINAR
Danışman: DOÇ. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Elektrospinning yöntemi nanofiber üretiminde kullanılan en yaygın yöntemlerden biridir. Nanofiberler sürekli olarak polimer çözeltisi üzerinde oluşturulan bir dış elektrik alanı yardımı ile üretilebilmektedir. Nanofiberlerin büyük serbest yüzey alanları, çoklu yüzey modifikasyonları ve üstün mekanik özellikleri gibi kendilerine özgü fizikokimyasal özellikleri nedeniyle son yıllarda büyük ilgi çekmektedirler. Nanofiberler; biyosensörler, elektronik ve biyomedikal aletler ile yapay organlar, doku mühendisliği, implant malzemeler, ilaç salınımı, yara örtüsü, medikal tekstil materyallerini içeren tıp uygulamaları gibi sayısız kullanım alanlarına sahiptir.
Araştırmacılar günümüzdeki karbondioksit giderimi için mevcut olan yöntemler birçok dezavantajlara sahip olduklarından yeni bir yöntem keşfetmeye çalışmışlardır. Yapılan araştırmalar sonucu kolayca elde edilebilen ve ucuz bir polimerik malzeme olan polietilenimin malzemesinin yüksek karbondioksit giderimi yaptığını bulmuşlardır. Yaptıkları incelemeler sonucu polietileniminin nemli havadan en yüksek karbondioksit giderimi sağlayan bazı maddeler ile aynı etki gösterdiği bulunmuştur. Ayrıca polimer, karbondioksit tuttuktan sonra tekrar kolay bir şekilde karbondioksiti salabilme özelliğine de sahiptir. Böylece malzeme etkinliğini kaybetmeden birçok kez geri dönüştürülerek tekrar kullanılabilir.
Bu çalışmada, elektrospinning tekniğiyle, polivinil alkol (PVA) sulu çözeltisinden nanofiber membranlar hazırlanmıştır. Değişik miktarlarda akrilli polietilenimin (PEI) içeren çözeltiler PVA çözeltisiyle karıştırılmıştır. UV ve elektrospinning tekniğinin eş zamanlı kullanılmasıyla çapraz bağlı akrilli polietilenimin (PEI)  esaslı nanofiberler elde edilmiştir.
Nanofiberlerin kimyasal yapıları fourier transform infrared spektroskopisi (FT-IR) ile karakterize edilmiştir. Nanofiberlerin termal özellikleri termo gravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ile incelenmiştir. Nanofiberlerin yüzey morfolojileri ve ortalama fiber çapları, taramalı elektron mikroskopuyla (SEM) ile gözlenmiştir.
Gaz geçirgenlik ölçümleri için PVA/PEI esaslı membranlar hazırlanmıştır. CO2 gaz geçirgenliği Brugger GGP C–2000 cihazıyla ölçülmüştür. PVA/PEI esaslı membranlarda PEI miktarı arttıkça, CO2 gaz tutuculuğu artmıştır.

Abstract:
The electrospinning process is a powerful tool to obtain polymeric fibers with diameter in the nano-micron range. This technique provides good mechanical properties and the process can also be carried out starting from small amounts of material. The electrospun fibrous membranes with large specific surface used as sensing materials or templates would be an ideal candidate to replace the flat films. 
Polyethyleneimine finds many applications in products like; detergents, adhesives, water treatment agents and cosmetics. 
In this study, polyethyleneimine was acrylated and mixed with PVA solution. By utilizing UV and electrospinning technique at the same time, photo-cross linked polyethyleneimine based nanofibers were prepared. The chemical structures of the nanofibers were characterized by FT-IR. The thermal properties of nanofibers  were examined by TGA and DSC. The morphology of nanofibers were investigated by SEM.
The SEM results showed that as the amount of acrylated PEI increased in the formulations, average diameter of the fibers decreased. TGA results indicated that the thermal properties of nanofibers slightly increased by increasing the content of  acrylated PEI. DSC results indicated that as the amount of acrylated PEI increased in the formulations, the Tg values of nanofibers slightly increased. This result can be attributed to increase in crosslinking density and decrease in the free volume which caused loss of mobility of the polymer chains. 
Membranes were prepared for gas permeability testing. The results indicated that as the amount of acrylated PEI increased in the formulations, CO2 capture increased.