Poli (Laktik asit)-organokil nanokompozitleri sentezi
Synthesis of poly (Lactic acid)-organoclay nanocomposites
Yazar: MELİN ŞENKURT
Danışman: PROF. DR. EMİNE BAYRAKTAR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyopolimerler = Biopolymers ; Polilaktik asit = Polylactic acid ; Sodyum montmorillonit = Sodium montmorillonite ; Uzun etkili ilaçlar = Delayed action preparations

Özet:
Bu çalışmada, Poli(laktik asit) (PLA) ve montmorillonit (MMT) kullanılarak eşanlı polimerizasyon ve çözeltiyle karıştırma yöntemi ile nanokompozit sentezi ve bu nanokompozitlerin ilaç salınımında kullanımı amaçlanmıştır. 
Poli (laktik asit)-kil nanokompozitleri, uzun zincirli yapıda olan setiltrimetilamonyum bromür (CTAB) ve halkalı yapıda benziltrietilamonyum bromür (BTEAB) ile organokil yapısına dönüştürülen montmorillonitin (MMT) polimere eklenmesiyle sentezlenmişlerdir. Nanokompozit sentezi, erime polikondensasyonu yöntemi kullanılarak eşanlı polimerizasyon olarak yapılmıştır. Deneyler, monomere göre  %0.3 (g) SnCl2 (katalizör) ve 1:1 (M) TSA (başlatıcı) varlığında, 180oC sıcaklık ve 10 mmHg basıncında yürütülmüştür. BTEAB-MMT ile sentezlenen nanokompozitlerde tabakalı yapı elde edilmiş ve %2-4-6 oranlarında tabakalar arası uzaklık değerleri (d001) 15.09, 15.68 ve 15.18 Â olarak elde edilmiştir. CTAB-MMT nanokompozitlerinde ise, ayrılmış tabakalı yapı sentezlenerek, sayısal değerler ortadan kalkmış ve en iyi sonuç %6?lık kil oranıyla elde edilmiştir.  %6?lık kil oranıyla devam edilerek, 3-4 ve 5 saatlik polimerizasyon süresinin yapı üzerine etkisi araştırılmıştır. XRD sonuçlarına göre, en iyi sonuç 5 saatlik polimerizasyon süresiyle ayrılmış tabakalı yapı olarak elde edilmiştir. Ardından, PLA?nın kırılgan yapısını ortadan kaldırmak amacıyla polietilen glikolün (PEG) etkisi araştırılmıştır. %10 PEG kullanımıyla d001 = 18.63 Â elde edilmiştir. Elde edilen bu nanokompozitlere ilaç yükleme işleminin yapılamaması sebebiyle, ilaç salım çalışmaları çözeltiyle karıştırma yöntemi ile sentezlenen nanokompozitlerle yapılmıştır. Çözeltiyle karıştırma yönteminde, BTEAB kullanıldığında, %2-4-6 oranlarında d001  değerleri sırasıyla 15.23, 15.10 ve 14.77 Â, CTAB kullanıldığında ise %4-6?lık oranlar için sırasıyla 18.40 ve 18.99 Â olarak, %2?lik oranda ise bu değer yer almamış ve ayrılmış tabakalı yapı elde edilmiştir. İlaç salım çalışmalarında, %2?lik CTAB-MMT nanokompozitleri kullanılmıştır. Salınım deneylerinde, 40 dakikadan sonra kontrollü salınımın gerçekleştirildiği ve saf PLA?ya göre, nanokompozitlerde kilin bariyer etkisi göstererek %25 salınım değerine ulaşıldığı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, the aim is to synthesize poly(lactic acid)-montmorillonite (MMT) nanocomposites via in situ polimerization and solution intercalation methods and using these nanocomposites in drug delivery. 
Poly (lactic acid)-clay nanocomposites are synthesized by adding montmorillonite clay as an additive which is modified by using two different active surfactants; long chained setiltrimetilamonyum bromür (CTAB) and ring structured benziltrietilamonyum bromür (BTEAB). Nanocomposites are synthesized via in situ polymerization (melt polycondensation) at 180oC and 10 mmHg polymerization pressure with the usage of %0.3 (g) SnCl2 and 1:1 (M) TSA relative to monomer. Intercalated structure is obtained with nanocomposites that are synthesized with BTEAB organoclay with amount as %2-4-6 and, gallery distances (d001) of these nanocomposites are (d001) 15.09, 15.68 ve 15.18 Â, respectively. However, exfloiated structure is obtained with using CTAB organoclay with amount as %2-4-6.  The best result is obtained with the usage of CTAB organoclay with an amount as %6. Then, the effect of polymerization time that 3,4 and 5 hours is investigated. As a result of XRD analysis, exfloiated structure was obtained in 5 hours polymerization time. In this study, because of the fragile structure of PLA, the effect of polyethylene glycol (PEG) is investigated. Gallery distance was obtained 18.63Â with using % 10 PEG. Loading of drug to these nanocomposites wasn?t achieved, so nanocomposites was synthesized via solution intercalation method to use in drug delivery. With using %2-4-6 BTEAB organoclay, the gallery distances were obtained  15.23, 15.10 ve 14.77 Â, respectively and, with using %4-6 CTAB organoclay, the gallery distances were obtained 18.40 and 18.99 Â. However, with using %2 CTAB organoclay, exfloiated structure was obtained, and this nanocomposite was used in drug delivery experiments. In these experiments, controlled drug delivery was obtained after 40 minutes and, nanocomposites showed barrier effect rather than using pure PLA with %25 drug delivery result.